ORGANISATIE EN EVOLUTIE VAN GENOMEN
Belangrijke ideeën
Genomen zijn niet statisch → ze veranderen doorheen evolutie
Grote verschillen tussen:
o bacteriën
o archaea
o eukaryoten
Eukaryoten bevatten veel niet-coderend DNA
Introductie
Genomica: Studie van alle genen + interacties
genoom (DNA) > transcriptoom (RNA) > proteoom (eiwitten)
Bio-informatica: Combinatie van bio en informatica voor analyse DNA-data
Chromosoomposities
Locus = plaats van gen
p-arm = korte arm
q-arm = lange arm
o bv. 11p15.5 = chromosoom 11, korte arm, regio 1, band 5
Hoeveel DNA codeert voor eiwitten?
±1% → proteïnen
±25% → genen + regulatie
rest → onbekend / evolutionaire resten
Identificatie van proteïne coderende genen
Genannotatie
o Dankzij DNA-sequenties kunnen genetici genen rechtstreeks analyseren.
o Pc’s voorspellen welke seq. waarschijnlijk voor eiwitten coderen
Nieuwe genen worden vergeleken met gekende genen uit andere soorten om functie te
voorspellen.
Identiteit wordt bevestigd via RNA-seq of gelijkaardige technieken.
Knockouts en CRISPR-Cas9 tonen welk fenotype door een gen veroorzaakt wordt.
, Genen en expressie op systeemniveau
Genomica & ENCODE
o Genomica geeft inzicht in genoomorganisatie, genexpressie, ontwikkeling en
evolutie.
o ENCODE-project (2003–2012) onderzocht alle functionele elementen in het
menselijk genoom.
dentificatie van enhancers, promotors, histonen, DNA-modificaties en
chromatinestructuur.
Resultaten van verschillende projecten kunnen vergeleken worden → volledig
beeld van het genoom.
±75% van het genoom wordt ergens getranscribeerd, maar <2% codeert voor
eiwitten.
Epigenomen en kanker
Roadmap Epigenomics Project
o Richt zich op het epigenoom: DNA-modificaties, chromatine-toestand,
histonpatronen.
o Belangrijke toepassing: het oorspronkelijke weefsel van een metastase kan worden
herkend via epigenetische kenmerken.
Grootte van genoom
kb = 1000 bp (baseparen)
Mb = 1 000 000 bp
menselijk genoom bevat ongeveer 3200 Mb
Genoomgrootte vs complexiteit
Tussen domeinen:
→ eukaryoten groter genoom
Binnen domein:
→ geen verband!
mens: 3200 Mb en een plant: 149 000 Mb
Aantal genen
Het aantal genen houdt geen verband met de grootte van het genoom
Organisme Aantal genen
Het genoom van vertebraten kan meer dan één polypeptide produceren
E. coli ~4400 per gen, omwille van alternatieve splicing van RNA-transcripten
Mensen en andere zoogdieren hebben de laagste gendensiteit
Archaea ~2500 = aantal genen per lengte-eenheid van het DNA
Multicellulaire eukaryoten bezitten vele introns in genen en veel
Plant ~27000
niet-coderend DNA tussen de genen
Mens ~21000 meer eiwitten dan genen voor:
alternatieve splicing
post-translationele modificaties
ncRNA
Belangrijke ideeën
Genomen zijn niet statisch → ze veranderen doorheen evolutie
Grote verschillen tussen:
o bacteriën
o archaea
o eukaryoten
Eukaryoten bevatten veel niet-coderend DNA
Introductie
Genomica: Studie van alle genen + interacties
genoom (DNA) > transcriptoom (RNA) > proteoom (eiwitten)
Bio-informatica: Combinatie van bio en informatica voor analyse DNA-data
Chromosoomposities
Locus = plaats van gen
p-arm = korte arm
q-arm = lange arm
o bv. 11p15.5 = chromosoom 11, korte arm, regio 1, band 5
Hoeveel DNA codeert voor eiwitten?
±1% → proteïnen
±25% → genen + regulatie
rest → onbekend / evolutionaire resten
Identificatie van proteïne coderende genen
Genannotatie
o Dankzij DNA-sequenties kunnen genetici genen rechtstreeks analyseren.
o Pc’s voorspellen welke seq. waarschijnlijk voor eiwitten coderen
Nieuwe genen worden vergeleken met gekende genen uit andere soorten om functie te
voorspellen.
Identiteit wordt bevestigd via RNA-seq of gelijkaardige technieken.
Knockouts en CRISPR-Cas9 tonen welk fenotype door een gen veroorzaakt wordt.
, Genen en expressie op systeemniveau
Genomica & ENCODE
o Genomica geeft inzicht in genoomorganisatie, genexpressie, ontwikkeling en
evolutie.
o ENCODE-project (2003–2012) onderzocht alle functionele elementen in het
menselijk genoom.
dentificatie van enhancers, promotors, histonen, DNA-modificaties en
chromatinestructuur.
Resultaten van verschillende projecten kunnen vergeleken worden → volledig
beeld van het genoom.
±75% van het genoom wordt ergens getranscribeerd, maar <2% codeert voor
eiwitten.
Epigenomen en kanker
Roadmap Epigenomics Project
o Richt zich op het epigenoom: DNA-modificaties, chromatine-toestand,
histonpatronen.
o Belangrijke toepassing: het oorspronkelijke weefsel van een metastase kan worden
herkend via epigenetische kenmerken.
Grootte van genoom
kb = 1000 bp (baseparen)
Mb = 1 000 000 bp
menselijk genoom bevat ongeveer 3200 Mb
Genoomgrootte vs complexiteit
Tussen domeinen:
→ eukaryoten groter genoom
Binnen domein:
→ geen verband!
mens: 3200 Mb en een plant: 149 000 Mb
Aantal genen
Het aantal genen houdt geen verband met de grootte van het genoom
Organisme Aantal genen
Het genoom van vertebraten kan meer dan één polypeptide produceren
E. coli ~4400 per gen, omwille van alternatieve splicing van RNA-transcripten
Mensen en andere zoogdieren hebben de laagste gendensiteit
Archaea ~2500 = aantal genen per lengte-eenheid van het DNA
Multicellulaire eukaryoten bezitten vele introns in genen en veel
Plant ~27000
niet-coderend DNA tussen de genen
Mens ~21000 meer eiwitten dan genen voor:
alternatieve splicing
post-translationele modificaties
ncRNA
