E-module: De cel (Hoofdstuk 1)
Het genoom
Coderend en niet-coderend DNA
Het humane genoom bestaat grofweg uit 3,2 biljoen basenparen. In het genoom bevinden zich zo’n 20.000
eiwitcoderende genen. Slechts 1,5% van het menselijk genoom wordt ingenomen door eiwitcoderende
genen. Eiwitten functioneren als enzymen, structurele componenten en signaalmoleculen. Ze worden
gebruikt om de cellen in het lichaam op te bouwen en te onderhouden. 98,5% van het menselijk genoom
codeert niet voor eiwitten. 80% van het humane genoom speelt een rol bij het regelen van de
genexpressie. De belangrijkste klassen van functionele niet-eiwitcoderende sequenties in het humane
genoom zijn:
• Bindingsplaatsen voor transcriptiefactoren: promotorgebieden en enhancergebieden.
• Bindingsplaatsen voor factoren die chromatinestructuren organiseren en onderhouden.
• Niet-coderende regulatoire RNAs: microRNAs en lange niet-coderende RNAs.
• Mobiele genetische elementen, zoals transposons.
Deze segmenten kunnen verspringen in het genoom en hun aantallen en posities kunnen daarom
sterk verschillen tussen soorten. Het speelt een rol bij genexpressie regulatie en chromatine
organisatie.
• Speciale structurele gebieden van het DNA: telomeren (= uiteinden van chromosomen) en
centromeren (= midden van chromosomen).
Histonorganisatie
Hoewel vrijwel alle cellen in het lichaam dezelfde genetische informatie bevatten, hebben terminaal
gedifferentieerde cellen toch andere functies als gevolg van andere genexpressiepatronen. Celtype
specifieke verschillen in DNA transcriptie en translatie hangen af van epigenetische factoren, zoals
histonmodificatie en -organisatie.
Een nucleosoom is opgebouwd uit octameren van histoneiwitten (2x H2A, 2x H2B, 2x H3 en 2x H4)
waaromheen 147 basenparen DNA gerold zijn. Meerdere nucleosomen zijn met elkaar verbonden door
korte DNA linkers (20-80 nucleotiden) en vormen samen het chromatine. Histon H1 zit op linker DNA
tussen de nucleosomen en helpt bij de stabilisatie van het chromatine. Het chromatine bestaat in de
celkern in twee vormen:
• Heterochromatine.
• Strak opgerold.
• Transcriptioneel inactief.
• Euchromatine.
• Losjes opgerold.
• Transcriptioneel actief.
Histonen kunnen gemodificeerd worden. Er worden dan reversibel covalente markeringen op histonen
geplaatst (zie Epigenetica).
Genetische variatie
De meeste polymorphisms (= genetische variatie) die geassocieerd worden met ziekte zijn gelokaliseerd in
niet-eiwitcoderende gebieden van het genoom. De twee meest voorkomende vormen van DNA-sequentie
variatie zijn:
• Single nucleotide polymorphisms (SNPs).
• Variatie in één nucleotide.
1
Het genoom
Coderend en niet-coderend DNA
Het humane genoom bestaat grofweg uit 3,2 biljoen basenparen. In het genoom bevinden zich zo’n 20.000
eiwitcoderende genen. Slechts 1,5% van het menselijk genoom wordt ingenomen door eiwitcoderende
genen. Eiwitten functioneren als enzymen, structurele componenten en signaalmoleculen. Ze worden
gebruikt om de cellen in het lichaam op te bouwen en te onderhouden. 98,5% van het menselijk genoom
codeert niet voor eiwitten. 80% van het humane genoom speelt een rol bij het regelen van de
genexpressie. De belangrijkste klassen van functionele niet-eiwitcoderende sequenties in het humane
genoom zijn:
• Bindingsplaatsen voor transcriptiefactoren: promotorgebieden en enhancergebieden.
• Bindingsplaatsen voor factoren die chromatinestructuren organiseren en onderhouden.
• Niet-coderende regulatoire RNAs: microRNAs en lange niet-coderende RNAs.
• Mobiele genetische elementen, zoals transposons.
Deze segmenten kunnen verspringen in het genoom en hun aantallen en posities kunnen daarom
sterk verschillen tussen soorten. Het speelt een rol bij genexpressie regulatie en chromatine
organisatie.
• Speciale structurele gebieden van het DNA: telomeren (= uiteinden van chromosomen) en
centromeren (= midden van chromosomen).
Histonorganisatie
Hoewel vrijwel alle cellen in het lichaam dezelfde genetische informatie bevatten, hebben terminaal
gedifferentieerde cellen toch andere functies als gevolg van andere genexpressiepatronen. Celtype
specifieke verschillen in DNA transcriptie en translatie hangen af van epigenetische factoren, zoals
histonmodificatie en -organisatie.
Een nucleosoom is opgebouwd uit octameren van histoneiwitten (2x H2A, 2x H2B, 2x H3 en 2x H4)
waaromheen 147 basenparen DNA gerold zijn. Meerdere nucleosomen zijn met elkaar verbonden door
korte DNA linkers (20-80 nucleotiden) en vormen samen het chromatine. Histon H1 zit op linker DNA
tussen de nucleosomen en helpt bij de stabilisatie van het chromatine. Het chromatine bestaat in de
celkern in twee vormen:
• Heterochromatine.
• Strak opgerold.
• Transcriptioneel inactief.
• Euchromatine.
• Losjes opgerold.
• Transcriptioneel actief.
Histonen kunnen gemodificeerd worden. Er worden dan reversibel covalente markeringen op histonen
geplaatst (zie Epigenetica).
Genetische variatie
De meeste polymorphisms (= genetische variatie) die geassocieerd worden met ziekte zijn gelokaliseerd in
niet-eiwitcoderende gebieden van het genoom. De twee meest voorkomende vormen van DNA-sequentie
variatie zijn:
• Single nucleotide polymorphisms (SNPs).
• Variatie in één nucleotide.
1
