Gen

Van Wikipedia

Een gen draagt de informatie voor een specifieke erfelijke eigenschap in een cel. De betekenis van het woord gen is sinds de eerste introductie ervan, ver voor de tweede wereldoorlog, nogal veranderd. Aanvankelijk was het vooral een theoretische constructie waarvan het bestaan werd geponeerd op grond van de observaties van een aantal genetische experimenten, zoals b.v. voor het eerst gepubliceerd door Gregor Mendel.

Na de ontdekking van de structuur van het DNA werd 'gen' het woord voor een deel van het DNA-molecuul waaruit een chromosoom bestaat. Tegenwoordig ligt dit nog weer aanzienlijk gecompliceerder. Gen is misschien nog het best op te vatten als een natuurlijke eenheid van erfelijke informatie.

In de klassieke genetica volgens Mendel kan het allel van een gen dominant zijn, recessief of intermediair. Het dominante allel is zichtbaar als het in het organisme aanwezig is door bijvoorbeeld een andere haarkleur of kleur van de ogen; het recessieve allel wordt alleen zichtbaar als het dominante allel ontbreekt.

Een gen bestaat uit introns en exons. Exons zijn coderende gedeelten, de informatie in introns komt niet terug in het uiteindelijke genproduct.

De ontdekking van het bestaan van alternatieve splicingfactoren zorgt voor een gewijzigde definitie van een gen. De huidige definitie waarbij een gen bij eukaryoten codeert voor een eiwit is niet langer houdbaar. Sommigen hebben voorgesteld dat een gen als een tweevoudige informatie structuur gezien moet worden:

• Een DNA-sequentie die codeert voor het pre-mRNA
• Een toegevoegde DNA-code of ander reguleringsproces, dat de alternatieve splicing regelt.

In de cel kunnen individuele genen van het DNA worden afgelezen en omgezet in zogenaamd messenger RNA (mRNA). Dit proces heet transcriptie. Aan de hand van een complex regelmechanisme dat aangeeft wanneer de cel behoefte heeft aan het eiwit dat door het gen wordt gecodeerd wordt beslist wanneer dit mRNA moet worden gemaakt. Allereerst wordt pre-mRNA aangemaakt dat door splicing omgezet wordt in mRNA. Het mRNA wordt in de cel afgelezen door ribosomen met behulp van transfer RNA (tRNA) moleculen die helpen om de aminozuren in de juiste volgorde aan te dragen. Het ribosoom koppelt deze aminozuren aan elkaar tot een polypeptide. Dit proces heet translatie.

Een enkel mRNA kan een groot aantal malen worden afgelezen, waarbij steeds een polypetideketen wordt gemaakt. Zo wordt de eiwitketens stuk voor stuk opgebouwd. Meerdere ribosomen kunnen tegelijkertijd over het mRNA wandelen om eiwitketens te bouwen. Als een eiwitketen compleet is wordt het eiwitmolecuul (vanzelf, of met hulp van een chaperonne) gevouwen tot een actieve vorm. Sommige eiwitten bestaan uit een enkel polypeptide, andere uit een aantal. Hemoglobine bestaat bijvoorbeeld uit vier polypeptideketens.

De informatiedichtheid van het DNA is door superpositie aanmerkelijk groter. Een extreem voorbeeld hiervan is het DSCAM-gen van de fruitvlieg, dat de richting van de groei van neuronen bepaalt. Dit gen heeft meerdere casette-exons (exon cassette mode splicing), waardoor dit gen rekenkundig meer dan 38.016 verschillende proteïnen kan geven. Ten opzichte hiervan is het aantal van ongeveer 18.000 genen van de fruitvlieg verhoudingsgewijs klein. Het aantal verschillende proteïnen wordt dus veel meer bepaald door de alternatieve splicing van het pre-mRNA.

De complete set genen van een organisme noemt men het genoom.

Organisme	Aantal genen	Baseparen
Planten	>50000	>1011
Mens	~28531	3,2x109
Vliegen	12000	1.6x108
Schimmels	6000	13x106
Malariaparasiet (eencellig diertje)	5300	23x106
Bacteriën	500-6000	107
Mycoplasma genitalium	500	106
Bacteriofaag	3 - >100	5000 - 650.000
DNA-DNA-Viren	10-300	5000-200.000
RNA-RNA-Viren	1-25	1000-23.000
Viroïde	0-1	~500
Springend gen	1 - ...	40 - ...
Prion	erfelijke info?	is een eiwit

Het geschatte aantal genen in het menselijk genoom is naar beneden bijgesteld. De vorige schatting was 27.000 tot 40.000 genen, de nieuwe schatting is 20.000 tot 25.000 genen. ^[1], ^[2]).

[bewerk] Kunstmatig gen

Een kunstmatig gen is een door de mens gemaakt gen en wordt gebruikt bij genetische manipulatie.

[bewerk] Genconstruct

Een genconstruct is een door de mens gemaakte combinatie van een gen met een promotor. Hierdoor kan het gen niet meer uitgeschakeld worden en blijft de gastheercel dit eiwit voortdurend aanmaken.

[bewerk] referenties

1. ↑ Andy Coghlan: Recount slashes number of human genes. 20 October 2004, New Scientist (artikel)
2. ↑ Cathy Holding. Refining the genome. The Scientist 2004, 5(1):20041021-01 (artikel)