H7: GENETISCHE VARIATIE
7.1 DEFINITIE
Alle ≠ levensvormen evolueren en zijn ontstaan door mutaties uit 1 ‘oer’-organisme
evolutie enkel mogelijk door het ontstaan van mutaties en dus variaties i/h genomisch
DNA
Genetische variaties zijn merkbaar bij de mens als variaties in kenmerken (bv. oogkleur,
haarkleur, huidskleur…); sommige kunnen resulteren in kleine ≠ in overlevingskansen in
specifieke situaties
belangrijke genetische variatie i/h hemoglobine-gen:
-Kan enerzijds aanleiding geven tot sickle cel annemie
-Kan anderzijds bescherming bieden tegen besmetting met de parasiet
Plasmodium falsiparum die malaria veroorzaakt
Variaties als deze verhogen de overlevingskansen v/d soort sterk
Genetische variatie = de variatie in genomisch DNA tussen individuen, maar ook
tussen verschillende soorten
Aantal mechanismen die genetische variatie veroorzaken (verschillen sterk tussen
prok. en euk.)
7.2 GENETISCHE VARIATIE BIJ BACTERIËN
7.2.1 SNELLE VERMENIGVULDIGING
E. coli = prok. organismen
- Deelt zeer snel (om de 20 min.)
- Genoom bestaat uit een circulair DNA molecule van 4,5 x 106 baseparen
Foutenmarge bij DNA replicatie van 1 per 109 gekopieerde basen
1 E.Coli deelt 10keer ontstaan 1024 E.Coli = replicatie van ( x 4.5 x 10 6) 4,5 x 109
baseparen, met daarin ongeveer 5 fouten
na nog eens 10 delingen hebben we 4,5 x 1024 fouten
Vb. bacteriekolonie in toxische omgeving
Antibioticum rifampicine toevoegen aan groeimedium van E. coli
rifampicine blokkeert de initiatie van transcriptie door op het RNA pol te binden op de
plaats waar normaal de DNA-RNA hybride bindt
meeste E.coli zullen dit niet overleven, maar dankzij genetische variaties zal een
aantal individuen i/d populatie mutaties hebben die resulteren in een verlaagde affiniteit
van rifampicine en dus resistentie tegen rifampicine
Bacterie kan ‘zich aanpassen’ doordat nieuwe bacteriestammen ontstaan uit die
individuen die toevallig een ‘reddende’ mutatie dragen.
7.2.2 UITWISSELING VAN GENETISCH MATERIAAL BIJ PROK.
,Prok. kunnen genetisch materiaal uitwisselen tussen bestaande individuen = horizontale
gentransfer
Experiment
2 E.Coli stammen
- Ene heeft een mutatie in een gen noodzakelijk voor de aanmaak v/h AZ leucine
- Andere heeft een mutatie in een gen noodzakelijk voor de aanmaak v/h AZ
methionine
Stammen kunnen dus niet groeien op voedingsbodems waarin leucine/methionine
ontbreekt
2 stammen mengen ontstaan snel kolonies die wel groeien: goot aantal zal ontstaan
zijn doordat genetisch materiaal werd uitgewisseld tussen de 2 stammen
, 7.2.2.1 HOMOLOGE RECOMBINATIE
Er moet enige sequentiegelijkenis zijn, voordat recombinatie kan optreden
‘cross over’ kan overal i/h homologe DNA plaatsgrijpen
Om een deel v/e lineair DNA te integreren moeten 2 ‘cross overs’ gebeuren = homologe
recombinatie: er is een nieuwe combinatie gemaakt van homologe DNA fragmenten
7.2.3 MECHANISMEN VAN GEN-TRANSFER
7.2.3.1 TRANSFORMATIE
= opname van DNA door bacteriën
Bacteriën kunnen vreemd DNA uit hun omgeving opnemen en in hun genoom integreren
kunnen zo van eigenschappen veranderen (experiment Griffith)
Hiervoor is noodzakelijk dat bacteriën afsterven zodat hun DNA i/d omgeving v/d andere
bacteriën terechtkomt
Voordeel t.o.v. mating = ook DNA van andere soorten kan worden opgenomen
Nadeel = DNA buiten de cel zeer snel modificaties ondergaat en dan niet meer
‘bruikbaar’ is
7.2.3.2 CONJUGATIE OF MATING
7.1 DEFINITIE
Alle ≠ levensvormen evolueren en zijn ontstaan door mutaties uit 1 ‘oer’-organisme
evolutie enkel mogelijk door het ontstaan van mutaties en dus variaties i/h genomisch
DNA
Genetische variaties zijn merkbaar bij de mens als variaties in kenmerken (bv. oogkleur,
haarkleur, huidskleur…); sommige kunnen resulteren in kleine ≠ in overlevingskansen in
specifieke situaties
belangrijke genetische variatie i/h hemoglobine-gen:
-Kan enerzijds aanleiding geven tot sickle cel annemie
-Kan anderzijds bescherming bieden tegen besmetting met de parasiet
Plasmodium falsiparum die malaria veroorzaakt
Variaties als deze verhogen de overlevingskansen v/d soort sterk
Genetische variatie = de variatie in genomisch DNA tussen individuen, maar ook
tussen verschillende soorten
Aantal mechanismen die genetische variatie veroorzaken (verschillen sterk tussen
prok. en euk.)
7.2 GENETISCHE VARIATIE BIJ BACTERIËN
7.2.1 SNELLE VERMENIGVULDIGING
E. coli = prok. organismen
- Deelt zeer snel (om de 20 min.)
- Genoom bestaat uit een circulair DNA molecule van 4,5 x 106 baseparen
Foutenmarge bij DNA replicatie van 1 per 109 gekopieerde basen
1 E.Coli deelt 10keer ontstaan 1024 E.Coli = replicatie van ( x 4.5 x 10 6) 4,5 x 109
baseparen, met daarin ongeveer 5 fouten
na nog eens 10 delingen hebben we 4,5 x 1024 fouten
Vb. bacteriekolonie in toxische omgeving
Antibioticum rifampicine toevoegen aan groeimedium van E. coli
rifampicine blokkeert de initiatie van transcriptie door op het RNA pol te binden op de
plaats waar normaal de DNA-RNA hybride bindt
meeste E.coli zullen dit niet overleven, maar dankzij genetische variaties zal een
aantal individuen i/d populatie mutaties hebben die resulteren in een verlaagde affiniteit
van rifampicine en dus resistentie tegen rifampicine
Bacterie kan ‘zich aanpassen’ doordat nieuwe bacteriestammen ontstaan uit die
individuen die toevallig een ‘reddende’ mutatie dragen.
7.2.2 UITWISSELING VAN GENETISCH MATERIAAL BIJ PROK.
,Prok. kunnen genetisch materiaal uitwisselen tussen bestaande individuen = horizontale
gentransfer
Experiment
2 E.Coli stammen
- Ene heeft een mutatie in een gen noodzakelijk voor de aanmaak v/h AZ leucine
- Andere heeft een mutatie in een gen noodzakelijk voor de aanmaak v/h AZ
methionine
Stammen kunnen dus niet groeien op voedingsbodems waarin leucine/methionine
ontbreekt
2 stammen mengen ontstaan snel kolonies die wel groeien: goot aantal zal ontstaan
zijn doordat genetisch materiaal werd uitgewisseld tussen de 2 stammen
, 7.2.2.1 HOMOLOGE RECOMBINATIE
Er moet enige sequentiegelijkenis zijn, voordat recombinatie kan optreden
‘cross over’ kan overal i/h homologe DNA plaatsgrijpen
Om een deel v/e lineair DNA te integreren moeten 2 ‘cross overs’ gebeuren = homologe
recombinatie: er is een nieuwe combinatie gemaakt van homologe DNA fragmenten
7.2.3 MECHANISMEN VAN GEN-TRANSFER
7.2.3.1 TRANSFORMATIE
= opname van DNA door bacteriën
Bacteriën kunnen vreemd DNA uit hun omgeving opnemen en in hun genoom integreren
kunnen zo van eigenschappen veranderen (experiment Griffith)
Hiervoor is noodzakelijk dat bacteriën afsterven zodat hun DNA i/d omgeving v/d andere
bacteriën terechtkomt
Voordeel t.o.v. mating = ook DNA van andere soorten kan worden opgenomen
Nadeel = DNA buiten de cel zeer snel modificaties ondergaat en dan niet meer
‘bruikbaar’ is
7.2.3.2 CONJUGATIE OF MATING
