GENETISCHE MANIPULATIE

 zie onder Genetica

.

Frankenstein-mug moet malaria uitbannen

dinsdag 20 maart 2007

Muggen die door genetische modificatie geen malaria verspreiden, kunnen zich in het wild snel vermenigvuldigen en ongemodificeerde soortgenoten doen uitsterven.

Frankenstein-mug moet malaria uitbannen
Frankenstein-mug is na negen generaties dominant

Amerikaanse wetenschappers maken dat dinsdag bekend in wetenschappelijk tijdschrift Proceedings of the National Academy of Sciences. Malaria, waaraan wereldwijd naar schatting tussen de 1 en 2 miljoen mensen per jaar overlijden, wordt veroorzaakt door de plasmodium parasiet, die wordt overgebracht op mensen via muggebeten.

Dominantie
Wetenschappers kunnen aan muggen een gen toevoegen dat ze resistent maakt voor de parasiet, maar tot nu toe waren de transgene insecten door hun modificatie te zwak om in het wild te overleven. Maar de nieuwe generatie ‘Frankenstein-muggen’ zou langer leven en zich snel genoeg voortplanten om normale soortgenoten te verdrijven.

Om dat te testen zetten de onderzoekers 1.200 gemodificeerde en eenzelfde aantal gewone muggen in een kooi met muizen die de plasmodium parasiet droegen. Langzaam, na negen generaties, bereikten de transgene insecten een dominantie van 70 procent.

Verspreiding van malariaresistente muggen in de natuur zou de ziekte kunnen uitbannen, denken de onderzoekers. Maar ze waarschuwen voor te veel optimisme. De plasmodium parasiet die muizen besmet is een andere dan de ziekteverspreider bij mensen, en de muizen kregen een hogere dosis dan normaal.

De mensheid bevrijden van malaria ?
Laat het maar niet horen aan ongenuanceerde milieuterroristen :
er is dan immers weer veel werk voor hen aan de winkel :
alweer biodiversiteit minder ( = oei , minder parasieten )
en ook nog eens genetische manipulatie !!(= oei , gevaarlijk risico )
Tsjonge
( Sarcasme )
Ach , ga toch niet een beetje klooien met de natuur …… Laat de natuur maar zelf iets in elkaar klooien …..zoals de mens bijvoorbeeld

‘Malariamug evolueert tot nieuwe soorten’

22 oktober 2010
© NU.nl/Dennis Rijnvis

– De meest gevaarlijke malariamug zal zich waarschijnlijk opsplitsen in twee verschillende soorten. Dat hebben Britse wetenschappers bekend gemaakt.

De genetische verschillen tussen twee stammen van de malariamug Anopheles gambiae worden zo groot dat er binnenkort waarschijnlijk sprake is van twee verschillende soorten. Dat melden de onderzoekers van het Imperial College in Londen in het wetenschappelijk tijdschrift Science.

Als de malariamug zich definitief opsplitst in twee soorten, wordt het moeilijker om nieuwe bestrijdingsmiddelen te ontwikkelen die muggen bijvoorbeeld onvruchtbaar maken

Ook zullen bestaande middelen door de snelle evolutie van de diertjes in de toekomst mogelijk minder goed werken, zo waarschuwen de onderzoekers.

Genetische analyse

“Strategieën die werken tegen de ene soort zullen straks mogelijk niet meer effectief zijn tegen de andere muggensoort”, verklaart hoofdonderzoekster Mara Lawniczak in de Britse krant The Guardian.

Het is al langer bekend dat de soort Anopheles gambiae uit twee verschillende stammen bestaat, genaamd M en S. De Britse onderzoekers hebben een gedetailleerde genetische analyse van de twee stammen uitgevoerd, die er op wijst dat ze veel meer van elkaar verschillen dan werd aangenomen.

“Deze mug werd altijd beschouwd als één soort”, aldus Lawniczak. “We hadden geen idee dat de stammen al zover op weg waren in het proces om twee verschillende soorten te worden.”

Doden

Malaria wordt veroorzaakt door een microscopische parasiet die wordt overgebracht door de beet van vrouwelijke muggen. Elk jaar raken 500 miljoen mensen besmet met malaria. Ongeveer twee miljoen patiënten overlijden jaarlijks als gevolg van de ziekte.

Volgens de Britse onderzoeker George Christophides is er meer genetisch onderzoek nodig om nieuwe bestrijdingsmiddelen tegen malaria te creëren.

“Dit soort studies helpen ons om de genetische samenstelling in kaart te brengen van de muggen die malaria verspreiden”, verklaart hij. “Uiteindelijk zullen we daardoor nieuwe manieren vinden om te voorkomen dat deze dieren mensen zullen infecteren.”

Trichromatisch zicht :
Transgene muizen zien regenboog
Eos
Amerikaanse onderzoekers gunden een paar genetisch gemodificeerde muizen het voorrecht als eersten van hun soort alle kleuren van de regenboog te zien.
De meeste zoogdieren, behalve de primaten en dus ook de mens, kunnen alleen blauwe, gele en grijze tinten waarnemen.
De wetenschappers voerden een kunstmatige mutatie (een klein deeltje menselijk DNA werd ingeplant )uit op het (vrouwelijke) X-chromosoom van de muizen, waardoor een derde soort fotopigment, een lichtgevoelige molecule in de retina geproduceerd werd.

http://scienceblogs.com/loom/2007/03/22/said_the_mouse_to_the_other_mo.php

Carl Zimmer :

…..Most mammals produce two kinds of pigments for catching light.

One is sensitive to short wavelength light (at the blue end of the spectrum). The other is sensitive to a longer wavelength, in the green or red part of the spectrum. Each pigment is encoded in a single gene, and any given photoreceptor in the retina uses only one. Each photoreceptor is most likely to fire a signal to the brain in response to a single wavelength of light. But it also has a smaller probability of firing off in response to photons of close wavelengths. By comparing all the signals coming from all the photoreceptors, a mammal can perceive a wide range of colors, rather than just seeing a world made up of green and blue pixels.

We humans–along with our closest primate relatives, the apes and the monkeys of Africa and Asia–can make three pigments, not two. We carry a gene for a blue pigment (S for short, at 420 nanometer wavelength), a green pigment (M for medium, 530 nm), and a red pigment (L for long, 560 nm).

This so-called trichromatic vision makes us a particularly good at making out different colors down at the yellow-to-red end of the spectrum. On the other hand, we don’t see up in the ultraviolet range, unlike many vertebrates.


Die molecule, die wij ook hebben, is gevoelig voor langere golflengten van licht — in het rode spectrum dus.
Uit kleurtesten bleek vervolgens dat de transgene muizen inderdaad alle tinten zoals wij die kennen, konden waarnemen.
Het experiment leert ons ook hoe de mens in de evolutie aan ‘kleurenzicht’ kwam.
Want, zodra de specifieke mutatie er is, blijkt het brein zich automatisch aan te passen, waardoor de signalen afkomstig van het derde, ‘rode’ fotopigment ook gezien worden.

Rijker kleurenpalet voor muizen  //23 maart 2007

Voor muizen bestaat de wereld uit vale grijze, blauwe en gele tinten. Maar met een simpele genetische aanpassing kunnen ze een hele regenboog aan verschillende kleuren onderscheiden.

Die ontdekking hebben wetenschappers van de Universiteit van Californi챘 gedaan. Zij implanteerden een klein deeltje menselijk DNA in het genoom van een muis. Om precies te zijn: ze gebruikten het deel van de menselijke genetische code dat ervoor zorgt dat we verschillende kleuren kunnen zien. En wat bleek? Ook de muis kan hiermee veel meer verschillende kleuren waarnemen. Blijkbaar zijn de hersenen van de kleine diertjes flexibel genoeg om deze aanpassing te verwerken en signalen op te pikken die normaal gesproken genegeerd worden.

Hoeveel kleuren een mens of dier kan zien, wordt grotendeels bepaald door de hoeveelheid verschillende soorten fotopigment dat in zijn of haar genen zit. De meeste zoogdieren kunnen slechts een beperkt aantal kleuren onderscheiden. Alleen mensen en veel apensoorten bezitten genoeg fotopigment om een breed palet aan kleuren te kunnen zien. Wetenschappers vragen zich al lange tijd af of een simpele toevoeging van extra fotopigment voldoende is om ‘kleurenblinde’ dieren meer kleuren te laten zien, of dat daar ook meer hersencapaciteit voor nodig is.

Proef op de som
De Amerikaanse wetenschappers namen de proef op de som door de genetische code van een aantal muizen dusdanig te veranderen, dat het op het gebied van kleuren zien dezelfde eigenschappen had als dat van een mens. Om erachter te komen of de muizen daadwerkelijk meer kleuren zagen, lieten ze hen een soort kleurenblind-test doen. De muizen kregen een serie verlichte knoppen voorgeschoteld. Telkens was er 챕챕n knop op een andere manier verlicht dan de rest. Als de muizen op de afwijkende knop drukten, kregen ze een lekkernij als beloning.De afwijkend verlichte knop was alleen te zien in een kleurenspectrum dat normaal gesproken alleen door mensen en bepaalde primaten kan worden waargenomen.

De genetisch gemanipuleerde muizen bleken echter ook in staat om deze kleuren te detecteren. Niet alle transgene muizen presteerden even goed. Volgens de wetenschappers komt dit wellicht doordat de combinatie van genen en fotopigment bij hen niet optimaal is. Maar in de andere gevallen bleek het aanpassen van het DNA dus voldoende te zijn om het kleurenspectrum van de diertjes flink te verbreden.

Ultraviolet
Leuk voor die muizen, maar heeft dit ook echt nut? Volgens de Amerikaanse wetenschappers gaat het in elk geval om een zeer belangrijke ontdekking. “Het is een opwindende gedachte dat de rest van het zenuwstelsel van de muis in staat blijkt te zijn om deze nieuwe informatie te verwerken.” Verder onderzoek moet nu uitwijzen of deze techniek ook bij andere diersoorten werkt. Mogelijk kunnen mensen in de toekomst via deze methode worden uitgerust met genen die hen in staat stellen om in het donker veel beter te kunnen zien, net als een uil. Of bijvoorbeeld om ultraviolette kleuren te kunnen zien, zoals ondermeer bijen dat kunnen.

De vraag blijft echter waarom de genen van de meeste zoogdieren niet uit zichzelf dusdanig ge챘volueerd zijn dat ze meer kleuren kunnen onderscheiden. Wellicht kleven er ook nadelen aan deze eigenschap. Hopelijk kan toekomstig onderzoek dit helder maken.

Links:

http://scienceblogs.com/loom/2007/03/22/said_the_mouse_to_the_other_mo.php

DEFENSINEN

Menseneiwit
bestrijdt plantenziekten
Een natuurlijk afweermiddel slaat een brug tussen mensen en dieren.
donderdag 22 maart 2007
EEN eiwit dat mensen beschermt tegen schimmelinfecties, kan ook ziekten bestrijden in gewijzigde planten, rapporteren Leuvense wetenschappers in het vakblad Plant Cell Reports.
Zowel planten als dieren bevatten kleine eiwitten die bacteri챘n en gisten kunnen doden. Die afweereiwitten of defensinen( http://en.wikipedia.org/wiki/Defensin)
zijn bij planten en dieren verschillend, maar toch is er enige gelijkenis die wijst op een verre gemeenschappelijke oorsprong.
Onderzoekster An Aerts en haar collega’s van de KU Leuven hebben aangetoond dat een afweereiwit van mensen, het b챔ta-defensine-2, ook effect heeft bij planten.
Bij mensen biedt het eiwit bescherming tegen onder meer de ziekenhuisbacterie (Staphylococcus aureus / http://nl.wikipedia.org/wiki/Staphylococcus_aureus) en tegen de vervelende schimmelinfectie
De onderzoekers van het Leuvense Centrum voor Microbi챘le en Plantengenetica hebben de genetische instructie (het gen) voor bèta-defensine-2 ingebouwd in het erfgoed van de kleine plant zandraket. (Arabidopsis)
De gewijzigde plant kon het eiwit produceren en bleek daardoor beter beschermd tegen de grauwe schimmel (Botrytis cinerea)http://nl.wikipedia.org/wiki/Grauwe_schimmel
een gevreesde ziekteverwekker bij planten.
,,Het menselijke defensine zou in theorie gebruikt kunnen worden om tomaten en aardbeien tegen de ziekte te beschermen, want Botrytis is
bij die teelten een veelvoorkomend probleem”
, zegt Isabelle Fran챌ois, die het onderzoek co철rdineerde.
,,Maar het is nog altijd niet eenvoudig gewijzigde planten op de markt te brengen, zeker als ze een gen bevatten afkomstig van dieren.
Het lijkt aanvaardbaarder om defensinen afkomstig uit planten in te bouwen.
Onze onderzoeksgroep heeft recent ook dergelijke plantdefensinen aangetoond die ook bescherming bieden tegen Botrytis.”
,,Wat de bevindingen over het menselijke defensine betreft, vinden we vooral het evolutionaire inzicht interessant, dat defensinen van mensen
ook bij planten actief kunnen zijn.”
( kidr)
p 11
artikel
ZIEK DOOR EEN    EVOLUTIONAIR VOORDEEL
De chronische huidziekte psoriasis is mogelijk de tol die sommige mensen betalen vooreen evolutionaire voorsprong: een sterkere afweer van de huid tegen bacteri챘n en andere micro-organismen. Deze stelling poneert prof. dr. Joost Schalkwijk, hoogleraar Experimentele Dermatologie, in de oratie die hij vandaag uitspreekt. Zijn onderzoeksgroep is momenteel druk bezig deze nieuwe kijk op ziekte wetenschappelijk te onderbouwen.
‘Mijn hypothese is dat de actieve afweer in de huid van mensen met psoriasis te goed werkt’
(uitreksel)


N a t u u r l i j k e   a n t i b i o t i c a

In zijn oratie poneert Schalkwijk een heel nieuwe kijk op het ontstaan van psoriasis: evolutionaire pech!

‘Om dat uit te leggen moeten we eerst terug naar een belangrijke functie van de huid’,steekt hij van wal. ‘De huid vormt een barrière van het lichaam tegen infecties door bacteriën en andere micro-organismen. Tot voor kort dachten we dat deze barrièrefunctie passief was. Enkele jaren geleden werd door verschillende onderzoeksgroepen, waaronderde onze, ontdekt dat de huid ook actief de strijd aangaat met micro-organismen. De huid is in staat kleine eiwitten aan temaken die een bacteriedodende werking hebben. Een soort van natuurlijke antibiotica. Huidcellen gaan deze eiwitten in verhoogde mate aanmaken zodra bacteriën en/of schimmels binden aan speciale receptoren op de huidcellen, de zogeheten toll-likereceptors, kortweg TLR’s. Het interessante is dat een van de antibiotica die de huid aanmaakt, het b챔ta-defensine-2, zelf ook bindt aan een TLR, waardoor de afweerreactie van de huidcellen zichzelfversterkt. Bovendien roept bèta-defensine-2 de hulp in vande systemische afweer: het lokt ontstekingscellen naar de huid om de bestrijding van de micro-organismen te ondersteunen.’

Advertenties

Genetische code

 zie onder Genetica

GENETISCHE CODE  <–(word)

http://whyevolutionistrue.wordpress.com/2013/02/07/happy-70th-birthday-this-week-genetic-code/

 

Genetische code

http://nl.wikipedia.org/wiki/Genetische_code

De genetische code is een tabel die aangeeft hoe tripletten van aangrenzende nucleotidenbasen (codons) worden vertaald naar aminozuren bij de biosynthese van eiwitten. Er zijn 64 (43) verschillende codons, die coderen voor 20 verschillende aminozuren; voor veel van de aminozuren zijn dus meerdere verschillende codons.
De DNA-basen van een gen worden eerst vertaald naar een molecuul messenger-RNA (mRNA) (transcriptie). Bepaalde delen van het mRNA, de introns, worden daarna weggeknipt, en daarna worden aminozuren aan elkaar vastgekoppeld bij de translatie in het ribosoom. Sommige codons hebben geen aminozuurequivalent; wordt zo’n codon gelezen dan eindigt de translatie. Ze worden daarom stopcodons genoemd.

Vrijwel alle levende wezens gebruiken dezelfde genetische code. De volgende tabel geeft de standaardversie. (U staat voor Uracil in het RNA; in het DNA zou hiervoor een T van Thymine staan).

Tabel 1 : Codon tabel. Deze tabel geeft de 64 (43) mogelijke codontripletten.
2e base
U C A G
1e base U UUU Fenylalanine
UUC Fenylalanine
UUA Leucine
UUG Leucine
UCU Serine
UCC Serine
UCA Serine
UCG Serine
UAU Tyrosine
UAC Tyrosine
UAA Stop
UAG Stop
UGU Cysteine
UGC Cysteine
UGA Stop
UGG Tryptofaan
C CUU Leucine
CUC Leucine
CUA Leucine
CUG Leucine
CCU Proline
CCC Proline
CCA Proline
CCG Proline
CAU Histidine
CAC Histidine
CAA Glutamine
CAG Glutamine
CGU Arginine
CGC Arginine
CGA Arginine
CGG Arginine
A AUU Isoleucine
AUC Isoleucine
AUA Isoleucine
AUG Methionine1
ACU Threonine
ACC Threonine
ACA Threonine
ACG Threonine
AAU Asparagine
AAC Asparagine
AAA Lysine
AAG Lysine
AGU Serine
AGC Serine
AGA Arginine
AGG Arginine
G GUU Valine
GUC Valine
GUA Valine
GUG Valine
GCU Alanine
GCC Alanine
GCA Alanine
GCG Alanine
GAU Asparaginezuur
GAC Asparaginezuur
GAA Glutaminezuur
GAG Glutaminezuur
GGU Glycine
GGC Glycine
GGA Glycine
GGG Glycine

1Het AUG codon codeert voor methionine en dient tevens als startpunt; de eerste AUG in een mRNA is de plaats waar de translatie begint.

Tabel 2 : Inverse codon tabel. Deze toont de 20 aminozuren en de codons waardoor ze kunnen worden gecodeerd.
Ala GCU, GCC, GCA, GCG Leu UUA, UUG, CUU, CUC, CUA, CUG
Arg CGU, CGC, CGA, CGG, AGA, AGG Lys AAA, AAG
Asn AAU, AAC Met AUG
Asp GAU, GAC Phe UUU, UUC
Cys UGU, UGC Pro CCU, CCC, CCA, CCG
Gln CAA, CAG Ser UCU, UCC, UCA, UCG, AGU, AGC
Glu GAA, GAG Thr ACU, ACC, ACA, ACG
Gly GGU, GGC, GGA, GGG Trp UGG
His CAU, CAC Tyr UAU, UAC
Ile AUU, AUC, AUA Val GUU, GUC, GUA, GUG
START AUG, GUG STOP UAG, UGA, UAA

A=Adenine, C=Cytosine, T=Thymine, G=Guanine en U=Uracil

Externe links

zie ook —>GENETISCHE CODE

GENETIC CODE( J. Mol. Evol., 59:1 – 8 (2004) )A new classification scheme of genetic code is based on a binary representation of :

  • purines (G,A) – 1
  • pyrimidines (C,U) – 0

The eight rows (23 = 8) and four columns are sufficient to place 20 amino acids, as well as the termination codons.

Code 6 hydrogen bonds 5 hydrogen bonds 5 hydrogen bonds 4 hydrogen bonds
000 Pro CC (C/U) PProline Ser UC (C/U) SSerine Leu CU (C/U) LLeucine Phe UU (C/U) FPhenylalanine
001 Pro CC (A/G) PProline Ser UC (A/G) SSerine Leu CU (A/G) LLeucine Leu UU (A/G) LLeucine
100 Ala GC (C/U) AAlanine Thr AC (C/U) TThreonine Val GU (C/U) VValine Ile AU (C/U) IIsoleucine
101 Ala GC (A/G) AAlanine <v: Thr AC (A/G) TThreonine Val GU (A/G) VValine Ile/Met AU (A/G) I/MIsoleucine / Methionine
010 Arg CG (C/U) RArginine Cys UG (C/U) CCysteine His CA (C/U) HHistidine Tyr UA (C/U) YTyrosine
011 Arg CG (A/G) RArginine Stop/Trp UG (A/G) WTryptophan Gln CA (A/G) QGlutamine Stop UA (A/G) *
101 Ala GC (A/G) AAlanine <v: Thr AC (A/G) TThreonine Val GU (A/G) VValine Ile/Met AU (A/G) I/MIsoleucine / Methionine
010 Arg CG (C/U) RArginine Cys UG (C/U) CCysteine His CA (C/U) HHistidine Tyr UA (C/U) YTyrosine
011 Arg CG (A/G) RArginine Stop/Trp UG (A/G) WTryptophan Gln CA (A/G) QGlutamine Stop UA (A/G) *
110 Gly GG (C/U) GGlycine Ser AG (C/U) SSerine Asp GA (C/U) DAspartic acid Asn AA (C/U) NAsparagine
111 Gly GG (A/G) GGlycine Arg AG (A/G) RArginine Glu GA (A/G) EGlutamic acid Lys AA (A/G) KLysine
  1. Each row contains exactly 4 different amino acids (including the termination codon).In the standard code, exceptions are the second row with two leucines and in the fourth row the AU* start codon. Note that here are also the deviations from the standard code. Interestingly, the yeast mitochondrial code shows no exception: each row contains exactly four different entries in four different columns. In this spirit the yeast mitochondrial code is the most regular one.
  2. The mitochondrial code shows no exception: 32 positions contain exactly 32 entries.
  3. There are 22 tRNA genes in the mammalian mitochondrial genomes: Table2.The mammalian mitochondrial genomes contain ONE gene for each tRNA, with the exceptions of tRNA Leucine and tRNA Serine for which TWO genes are present.” This is no exeption for our scheme, what can be seen in the mammalian mitochondrial code via tRNA .
  4. This corresponds to the known fact that transition mutations (e.g. purine A vs. purine G) occur more frequently than transversion mutations (e.g. purine A vs. pyrimidine U).Our scheme yields some support for the “adaptive genetic code” hypothesis (Freeland 2002) which states that the code has evolved to minimize the deleterious effects of mutation and translation error (Haig and Hurst 1991, Freeland and Hurst 1998). The purine-pyrimidine binary coding scheme, given intable, gives a much higher regularity than a binary coding according to the base pairs (A,U – 1; G,C – 0).
  5. In the first column the first two positions are G and C. These always pair with their anticodon base via 3 hydrogen bonds, i.e. the first two bases together always guarantee 6 hydrogen bonds. For that reason Lagerkvist (1978) called them strong codons. In the second and third column, the first two bases guarantee exactly 5 bonds (mixed codons) and in the fourth column just 4 bonds (weak codons).This pattern corresponds very well to the importance of the third base in the triplet codon: if the first bases are G and/or C (first column), the third base is never important, and in the second and third column, the third base is important in exactly half of the cases (if there is a purine in the second position – lower half of the table). In the fourth column the third base is always necessary for the determination of the correct amino acid.
  6. The deviations of non-standard genetic codes. As can be seen in table, nearly all deviations occur in codons with a purine at the third position. The only exception is the yeast mitochondrial code where CU* does not code for Leu, but rather for Thr.
  7. Two perfect symmetries in our scheme.The first is the codon-anticodon symmetry: the thick horizontal line in Fig.2 marks the symmetry axis.
    For instance, codon CCC (Pro, first column, first row) has the anticodon GGG (Gly, first column, last row).

    The second is the point symmetry corresponding to Halitsky’s family – nonfamily symmetry operation (“E-M bifurcation”, Halitsky 2003),
    indicated by the point in the center of
    table. Halitsky observed that all the 32 “family codons” CC*, CU*, UC* GC*, GU*, AC*, CG*, GG* can be mapped into the 32 “nonfamily codons” UU*, AU*, CA*, UG*, UA*, GA*, AG*, AA* by exchanging the two amino bases A and C with one another, and the two keto bases U and G with one another. For instance, the family codon GUA (Val) is mapped into the nonfamily codon UGC (Cys). Thus, this point symmetry is behind the family – nonfamily symmetry in our scheme (shaded vs. unshaded regions).
  8. In the fourth column all amino acids are ketogenic (leucine, lysine) or glucogenic and ketogenic (isoleucine, phenylalanine, threonine, asparagine, methionine and tyrosine) .The carbon skeletons of amino acids are generally conserved as carbohydrate, via gluconeogenesis, or as fatty acid via fatty acid synthesis pathways. In this respect amino acids fall into three categories:glucogenic, ketogenic, or glucogenic and ketogenic.Glucogenic amino acids are those that give rise to a net production of pyruvate or TCA cycle intermediates, such as a-ketoglutarate or oxaloacetate, all of which are precursors to glucose via gluconeogenesis.
  9. Correlation of codon strength and amino acid properties: Table 1.
  10. Evolution of the genetic code: doublet code?

http://www.evolvingcode.net/index.php?page=Universal_Genetic_Code

against creationist misinformation
Historical adres
TTAGGG sequentie
Unieke individuele eigenschappen en de TTAGGG sequentie op de menselijke telomeren
Ieder individu reageert anders op geneesmiddelen, voeding en omgevingsstoffen, net zoals op micro-organismen.
In onze 3 miljard DNA-nucleotides zitten een 22.000 genen, die tot honderdduizenden eiwitproducten kunnen leiden.
In ieder van onze 100 biljoen cellen is de onderlinge verhouding van deze eiwitten ook weer anders; geen enkele cel is gelijk; net als individuen nooit gelijk zijn ( zelfs eeneiige tweelingen niet ) .
Veranderingen op DNA-niveau kunnen leiden tot veranderingen op RNA- en eiwitniveau.
Denk hierbij niet alleen aan punt-mutaties, maar ook aan volledige deleties, alternatieve manieren om de exonen in het mRNA te koppelen bij het weghalen( uitsnijden ) van de intronen, frame shifts, repeats en andere complexe zaken.
Alles wat fout kan gaan, is fout gegaan.
Het enige dat echt bewaard is gebleven is de TTAGGG sequentie die aan de staart van de chromosomen (telomeren) zit.
TTAGGG is een menselijke telomeer-sequentie van een basis -sequentie die bij alle (aardse )levende wezens aanwezig is (zie tabel onder ) :

Telomeer <

Een telomeer bestaat uit enkelstrengs DNA en zit aan het uiteinde van een chromosoom. Telomeer betekent in het Grieks eindstuk. Een telomeer komt niet voor bij prokaryoten met een ringvormig chromosoom.

Oude cellen hebben chromosomen met een korter telomeer dan jonge cellen. Een uitzondering hierop werd echter in 2003 ontdekt bij het Vaal stormvogeltje, waarbij de telomeren bij het ouder worden van de vogel juist in lengte toenemen.

Een telomeer is te vergelijken met het plastic uiteinde van een veter. Bij iedere deling rafelt het uiteinde een stukje uit en uiteindelijk kan de cel niet meer delen en sterft. Menselijke cellen bereiken dit stadium na zo’n vijftig, zestig delingen.

Als de telomeerlengte behouden blijft, kan de cel zich blijven delen zonder dood te gaan. Onder de microscoop is een telomeer zichtbaar als een oplichtend puntje.

T-loop

Een telomeer bestaat uit repeterende stukjes DNA dat de belangrijke genen beschermt tegen het korter worden van de chromosomen. Ook is het telomeer belangrijk voor de stabiliteit van het chromosoom. Bij de mens bestaat het repeterende stukje DNA uit de sequentie TTAGGG en is het telomeer tussen de 3 en 20 kilobasen lang. Tussen het telomeer en de rest van het chromosoom zit nog een stukje dat 100 tot 300 kilobasen lang is. Hierdoor kan het telomeer een soort lasso, T-loop, vormen. De sequentie verschilt per organisme, maar bevat gewoonlijk veel GC (Guanine en Cytosine) nucleotiden.

Telomerase

Tijdens de celdeling wordt het DNA via replicatie verdubbeld. Het enzym DNA-polymerase kan echter het eind van het chromosoom niet repliceren, omdat het voortijdig van het DNA afvalt. Hierdoor worden bij elke celdeling de chromosomen korter. Het enzym telomerase dat een reverse-transcriptase is, kan een telomeer weer langer maken en komt voor in de kiembaancellen die de geslachtscellen maken, stamcellen, kankercellen en protozoa. Telomerase bestaat uit een enzymatisch deel en een RNA deel, de complementaire sequentie.

Verantwoordelijk gen

Het gen dat verantwoordelijk is voor de vorming van telomerase is in 1998 door Geron Corporation in Californië gekloond en ingebracht in cellen. Deze cellen hebben zich twee jaar lang gedeeld zonder enige vorm van veroudering. Ze lijken onsterfelijk te zijn geworden.

DNA-herstelmechanisme

Elke cel beschikt over een DNA-herstelmechanisme dat beschadigd DNA repareert. Als het DNA te veel beschadigd is en niet meer hersteld kan worden, stopt de cel met delen of gaat dood. Als het telomeer 4 kilobasen kort is geworden kan het geen lus meer maken en ziet het DNA-herstelmechanisme het eind van het chromosoom als een gebroken chromosoom waardoor de cel stopt met delen of dood gaat.

Klonen

Bij klonen van cellen vertrekt men van cellen die al kortere telomeren hebben. Het nieuw organisme vertrekt dus met kortere telomeren.

Enkele bekende telomeren sequenties
Groep Organisme Telomeer repeterend stukje DNA (repeat) (5′ → 3′ richting eind)
Gewervelden Mens, muis, Xenopus TTAGGG
Draadvormende schimmels Neurospora crassa TTAGGG
Slijmzwammen Physarum, Didymium
Dictyostelium
TTAGGG
AG(1-8)
Kinetoplastiden protozoa Trypanosoma, Crithidia TTAGGG
Ciliophora (protozoa) Tetrahymena, Glaucoma
Paramecium
Oxytricha, Stylonychia, Euplotes
TTGGGG
TTGGG(T/G)
TTTTGGGG
Apicomplexan (protozoa) Plasmodium TTAGGG(T/C)
Hogere planten Arabidopsis thaliana TTTAGGG
Groene algen Chlamydomonas TTTTAGGG
Insecten Bombyx mori TTAGG
Rondwormen Ascaris lumbricoides TTAGGC
Celdelende gisten Schizosaccharomyces pombe TTAC(A)(C)G(1-8)
Knopvormende gisten Saccharomyces cerevisiaeCandida glabrata
Candida albicans
Candida tropicalis
Candida maltosa
Candida guillermondii
Candida pseudotropicalis
Kluyveromyces lactis
TGTGGGTGTGGTG (van RNA ‘mal’ (template))of G(2-3)(TG)(1-6)T (consensus)
GGGGTCTGGGTGCTG
GGTGTACGGATGTCTAACTTCTT
GGTGTA[C/A]GGATGTCACGATCATT
GGTGTACGGATGCAGACTCGCTT
GGTGTAC
GGTGTACGGATTTGATTAGTTATGT
GGTGTACGGATTTGATTAGGTATGT
Over de evolutie van de genetische code
op januari 2, 2012

Eerst gaat het vaak over de abiogenesis, ofwel het ontstaan van de eerste macromoleculen (DNA, RNA en eiwitten) uit de beschikbare moleculen in de ‘primordiale soep’. Daarbij springt vooral het werk van Ernesto Di Mauro (1, 2) in het oog, die liet zien dat zich in water zonder katalyserende enzymen spontaan lange ketens van nucleotiden (ofwel basen) kunnen vormen. In zijn experimenten ging het om heel eenvoudige ketens van maar één van de vier basen.

Genetische code

De genetische code: A, G, C en U zijn de vier basen van het RNA die de drieletterig code vormen voor de aminozuren (aangegeven met kleine letters)

Nucleotiden ofwel basen zijn de letters van het DNA en het RNA. DNA kent iedereen als de moleculen waarin onze genen opgeslagen liggen. De genen worden gelezen en zo wordt er in de celkern mRNA van gemaakt dat een bijna exacte kopie is van het DNA. Het DNA en het RNA bestaan uit vier verschillende letters (A, G, C en T of U). Bij de productie van eiwitten, wordt het mRNA afgelezen waarbij de letters in groepjes van drie worden herkend door het transferRNA ofwel het tRNA. Die groepjes van drie zijn de codons. Deze zijn complementair aan een tRNA dat een specifiek aminozuur draagt. Aangezien we vier ‘letters’ hebben die zich in groepjes van drie kunnen combineren, bestaan er 4^3 = 64 verschillende codons. De eiwitten, die uit ketens van aminozuren bestaan, zijn uit slechts 20 verschillende aminozuren opgebouwd. In de tabel zijn de codons met hun corresponderende aminozuren te zien; dit is de genetische code. Het blijkt dat de code voor elk aminozuur voornamelijk bepaald wordt door de eerste twee letters. De derde is vaak irrelevant. Deze derde positie wordt ook wel de Wobble positie genoemd en de code zelf is zogezegd gedegenereerd. Het gangbare idee is dat de oorspronkelijke primordiale code slechts uit twee nucleotiden bestond en dat daar vervolgens een code van drie basen uit ontstaan is.

Translatie

Fig. 1 Translatie: Het tRNA hecht zich met het anti-codon aan het codon van het mRNA (groen). Het gedragen aminozuur wordt vastgehecht aan de groeiende peptide.

Een belangrijke rol heeft het tRNA. Dit tRNA heeft een arm waarvan het uiteinde van de lus complementair is aan het codon van het mRNA. Het tRNA, dat een specifiek aminozuur draagt, hecht zich met zijn anti-codon aan het mRNA zodra ‘zijn’ codon aan de beurt is om vertaald te worden (zie fig. 1). Het aminozuur hecht zich aan de keten aminozuren en is daarmee deel van het groeiende eiwit. De code is gedegenereerd wat betekent dat er verschillende tRNA’s zijn die hetzelfde aminozuur dragen.

De allerbelangrijkste speler is wel de synthase van het tRNA. Dit enzym is verantwoordelijk voor de juiste koppeling van een tRNA aan het bijbehorende aminozuur (zie fig.2) . Het is de ware tweetalige protagonist die de brug legt tussen de vier lettercode van het DNA/RNA en de twintig lettercode van de eiwitten. Hier is een filmpje te zien van hoe dat in zijn werk gaat. Een kant van het enzym leest het anti-codon en de andere kant hecht het juiste aminozuur aan het andere uiteinde van het tRNA. Elk aminozuur heeft zijn eigen tRNA-synthase.

tRNA synthase

Fig. 2. tRNA synthase (geel), tRNA (rood)

Er bestaan twee groepen tRNA-synthase. Elke groep bestaat uit 10 enzymen. De twee groepen verschillen van elkaar voor wat betreft hun actieve site, hun sequentie, en de plek waar het aminozuur vastgemaakt wordt. Op dezelfde manier kunnen de aminozuren in twee groepen verdeeld worden. Dit heeft geleid tot het idee dat de twee groepen apart van elkaar geëvolueerd zijn of zelfs na elkaar. Het zou kunnen dat er ooit twee codes naast elkaar bestonden en dat deze twee zich samengevoegd hebben. Het zou ook kunnen dat er in eerste instantie heel eenvoudige eiwitten bestaan hebben van slechts 10 aminozuren (groep II) in plaats van 20. Studies van sterk geconserveerde sequenties, die dus erg oud zijn, tonen aan dat deze voornamelijk uit groep II-aminozuren zijn opgebouwd. Deze primordiale verdubbeling van de genetische code laat zien dat de code niet eenvoudigweg een ‘bevroren toeval’ is zoals Crick beweerde, maar wel degelijk een optimale code is. Uit: Apoorva Patel (2004);Woese et al. (2000);José et al. (2009)

WOBBLE POSITIE : De derde codonpositie is vaak niet relevant. waarom er dan nog 64 codons moeten bestaan ? Veel overlap ?Redundantie ? “vaak ” in de bovenstaande zin , moet genuanceerder zijn : ….immers : ‘De 3de base(letter) ___De”wobble” positie ___ is wél relevant bij aminozuren die maar door 1,2 of 3 codons worden gecodeerd en is niet relevant bij aminozuren die door 4 codons worden, gecodeerd.’ –*De 64 codons zijn simpelweg het gevolg van het feit dat een codon uit 3 basen bestaat. Daar volgen dus 4^3 = 64 (mogelijke combinaties ) codons uit. Deze zogenoemde “degenererende “eigenschap ( met als resultaat een mogelijke “overbodige (=redundante )” overlap “) manifesteert zich op niveau van de aminozuren waarvan er slechts 20 zijn voor 64 codons. -In zekere zin is het toch wat speciaal dat er tegenwoordig 64 codons in omloop zijn ....want er wordt serieus gespeculeerd over het feit dat de (oudste) code ooit uit twee basen bestond i.p.v. drie. Je spreekt in die optie dan alleen niet van “degenereren ” omdat de code van twee naar drie basen zou gegaan zijn. Enig idee waarom die code van 2 naar 3 ging terwijl er een hoop wobbles zijn?
-Het waarom is lastig. Als je zoals Apoorva Patel ervan uitgaat dat er aan het begin van het leven twee codes bestonden met codons van twee basen dan levert dat 2 x 4^2= 2 x 16 aminozuren. Meer dan genoeg voor de twintig die we kennen. Dus een codon van twee nucleotiden omdat het ‘simpeler’ was?
De derde nucleotide of base had absoluut geen rol. Maar hij zat er dus wel. Dit alles is gebaseerd op het feit dat de tRNA’s van twee klassen zijn. Elke klasse draagt 10 verschillende aminozuren.
Het anticodon van tRNA heeft drie nucleotiden/basen
. Er wordt wel beweerd dat de kromming in de ‘loop’ van het anticodon ervoor zorgt dat de derde base niet hoeft te matchen.

NOTES  G 

NoteDE GENETISCHE CODE 

In DNA vormen de nucleotide basen een eenvoudig vierletter alfabet dat kan coderen voor de 20 aminozuren die voorkomen in eiwitten.
De taal van de genetische code ligt bevat in codonen, woorden voor individuele aminozuren.
Elk codon is exact drie basen lang.
Een gen kan voorgesteld worden als een zin die volledig is samengesteld met deze drie letterwoorden. Op het eerste zicht kan dit alfabet te beperkt lijken.
Maar als de vier letters in combinaties van drie worden gebruikt, zijn er 64 verschillende combinaties mogelijk.
Inderdaad, vele aminozuren kunnen beschreven worden met meer dan één codon.
Het basismechanisme van de genetische code is vergelijkbaar bij vele organismen.Omwille van deze gelijkenis, is het soms mogelijk om een DNA segment van één bron te nemen en hetzelfde gedrag bij een andere te voorspellen.
Een DNA segment kan bijvoorbeeld ingebracht worden in een gastheerorganisme, zoals een bacterie, waardoor de bacteriën het menselijk eiwit zullen produceren.
Dit is de sleutel voor genetic engineering.http://nl.wikipedia.org/wiki/Genetische_codeet een vier-letter code kunnen 64 verschillende combinaties van elk drie letters worden gemaakt, die de bouwstenen voor de eiwitten coderen –
de aminozuren.
Omdat er maar 20 verschillende aminozuren in eiwitten voorkomen en er 64 combinaties mogelijk zijn, zijn er 44 combinaties over.
Drie daarvan worden gebruikt als stopsignalen (1a) die de moleculaire machientjes vertellen wanneer het eiwit klaar is, maar welke functies zouden de
resterende 41 combinaties kunnen vervullen?
Het blijkt dat ze ook gewoon coderen voor één van de 20 aminozuren.
Sommige aminozuren worden namelijk door verschillende combinaties gecodeerd.(1b)De aminozuren serine, arginine en leucine worden bijvoorbeeld op zes verschillende manieren gecodeerd.
Vijf andere aminozuren – alanine, glycine, proline, threonine en valine – worden door vier codes gespecificeerd.
De overige aminozuren worden door één, twee of drie codes gespecificeerd.
Vijf komt niet voor.OPMERKINGEN :
Bron : blog van een creationist =
http://www.vkblog.nl/bericht/268733/Nogmaals_voor_dovemansoren
( Lees vooral het commentaar van Peter Mudde )

Volgens intelligent Design aanhangers is deze hierboven (kort) beschreven code de ” slimste ” oplossing …

Maar er zijn wel degelijk slimmere oplossingen te bedenken.
Je kunt een mutatiebestendige code bedenken, een extra controlesysteem …(2)

Een code b.v. die bestaat uit een drie maal herhaald triplet..
Je hebt dan negen baseparen per aminozuur nodig, maar als je vervolgens in je systeem inbouwt dat als er van de drie tripletten er 1 afwijkt,
die weer hetzelfde gemaakt wordt als de twee andere tripletten, ben je bijna foutbestendig.
Je kunt ook eiwitten opbouwen uit minder dan 20 aminozuren zonder dat ze noemenswaard in werking achteruit gaan

De bewering
“Omdat er maar 20 verschillende aminozuren in eiwitten voorkomen .. tot… Elke andere andere verdeling is slechter.”
is weinig steekhoudend.
Het klinkt mooi, maar waarom zou elke andere verdeling slechter zijn?

Het is ook maar hoe je het brengt..
Sommige aminozuren worden gecodeerd niet door drie, maar door slechts de eerste twee basenparen van een triplet..
Het derde paar hangt er voor spek en bonen bij..

-De derde positie ( =het derde basenpaar ) __door Peter Mudde terecht “Het derde paar hangt er ( soms ) voor spek en bonen bij..”, genoemd ___
is het zogenaamde “wobble” paar … toch ?
(Las ik bij de leuvense geneticus prof . Cassiman )

NOTEN
(1)
a) naast de “stop-codons ” is er slechts één “start ” codon ( AUG-codon )
–> zie http://nl.wikipedia.org/wiki/Methionine

b) Het feit dat verschillende codons coderen voor dezelfde basisbouwstoffen ( pakweg 20 aminozuren )
“degenerancy” van de genetische code genoemd …
Zie hier een aanklikbare link die over dit onderwerp gaat
arxiv.org/ftp/math/papers/0607…

(2)
alleen heb je dan geen bron van mutaties meer die het genetische “ontwerp” van een bestaand organisme in zijn afstammingslijnen laat “adapteren”aan
het veranderend millieu en het daardoor vroeg of laat tot uitsterven doemt ..
= Het is dan ook niet nodig (of erg slim ) dat zulke systemen zich(altijd) vermenigvuldigen als ze dan toch gedoemd zijn tot uitsterven …

GENETICA BRONMATERIAAL

zie onder Genetica

 

 

 

 

DNA: de moleculaire structuur van het erfelijk materiaal

De genetica is een van de belangrijkste takken van de biologie. Om de erfelijkheid van eigenschappen goed te kunnen begrijpen, is het belangrijk om goed de moleculaire structuur van het erfelijk materiaal te kennen. Hier is een beknopt overzicht.

Basis van de genetica Genetica wordt steeds belangrijker in de huidige maatschappij, nu het DNA steeds meer gebruikt word…
DNA: structuur, opbouw, deling en verdubbeling DNA is dé bouwsteen van het leven, het molecuul waarin de genetische infor…
Overerving van DNA; het doorgeven van het erfelijk materiaal De erfelijke basis van ieder mens ligt in de genen. Hoe word…
Het nucleosoom – de bouwstenen van chromosomen Velen hebben al gehoord van desoxyribonucleotidezuur, beter gekend als DNA…

 

 

 

Wat zit er in mijn genen?

Een mini-cursus Menselijke  Genetica.DNA: een werkplan
Hoe komt het dat een olifant steeds op een olifant lijkt, een eik op een eik, een mug op een mug en kinderen op hun ouders? Zit dat in hun genen?

  1. Van genen naar eiwitten
    Het DNA, de werkplannen die we in elke cel van het lichaam terugvinden, bevat de code die nodig is om eiwitten aan te maken. Samen met water vormen de eiwitten het belangrijkste bestanddeel van de cellen in ons lichaam. De eiwitten fungeren ofwel als bouwmateriaal ofwel als arbeider. Sommige eiwitten oefenen dus een beroep uit, een duidelijk omschreven functie.
  2. Van ouder naar kind
    Wanneer een zaadcel samensmelt met een eicel, ontstaat een bevruchte eicel. Dit is het begin van nieuw leven… de bevruchte eicel deelt zich, deelt zich en deelt zich. De bevruchte eicel wordt een embryo, een foetus… en ten slotte een krijsende baby. Van die ene bevruchte eicel zijn al de 50 000 miljard cellen afkomstig die ons lichaam vormen. Ook in een volwassen lichaam blijven miljarden cellen zich vermenigvuldigen om ervoor te zorgen dat we groeien en dat onze lichaamsweefsels onderhouden blijven. Bij elke deling wordt het DNA dat in de cel aanwezig is, gekopieerd zodat de twee dochtercellen elk een volledige kopie ontvangen, dat wil zeggen de twee reeksen van 23 chromosomen.
  3. Van genetische fouten en ziekten
    Dankzij de geslachtelijke voortplanting erven wij genen van vader en moeder. Deze genen sturen onze ontwikkeling van bevruchte eicel tot volwassen individu. Soms zitten er echter fouten in die genen. Die fouten noemt men ook wel mutaties. Nieuwe fouten kunnen ontstaan ten gevolge van onvolmaaktheden bij het kopi챘ren van de DNA-strengen tijdens de celdeling of, wat het vaakst voorkomt, ten gevolge van schade die door de omgeving wordt aangebracht.

http://www.mijngenen.be/edu/index2.htm

FUTUROLOGIEEN <                                   http://www.mijngenen.be/edu/interview/Cassiman-Englert.htm
Toekomstvisie J. J. Cassiman – Y. Englert…

 

 

‘We moeten wennen aan onze genen’

KNACK 22 januari 2003

Onze kennis neemt erg snel toe, zegt geneticus Jean-Jacques Cassiman. We kunnen er dus maar beter aan wennen. ‘Over tien jaar zeggen we misschien: ik heb dertig defecte genen, en u?’

Jean-Jacques Cassiman: ‘Straks krijgen alle pasgeborenen een genetisch paspoort mee.’짤Reporters

Dat hele kloonverhaal wuift hij weg. Een reclamestunt van sekteleider Ra챘l en de firma Clonaid, meer hoeven we daar voorlopig niet achter te zoeken. ‘Er wordt in de media meer gepraat over die Ra챘lianen dan over klonen’, lacht hij. ‘En ondertusssen zouden er al twintig geboren zijn. Neenee, die zijn met onze voeten aan het spelen.’

Maar d찼t het ooit zal kunnen? Dat weet hij haast zeker. ‘Misschien komen we mettertijd inderdaad terecht in een brave new world , met klonen, maar ook met embryo’s die opgroeien in het laboratorium, en die je al talen of muziek kunt leren nog v처처r ze geboren zijn. Elke dag je toekomstige kind als een vis in een aquarium gaan voederen en er wat mee praten, dat zal mogelijk worden.

Men zal leren hoe een zwangerschap verloopt en wat er allemaal voor nodig is. Men zal erfelijke afwijkingen kunnen opsporen en elimineren of bijsturen. Met bestralingen of andere producten zal men talenknobbels kunnen kweken of kinderen met wetenschappelijke aanleg. Het is fenomenaal dat Aldous Huxley dat in de jaren dertig allemaal al bedacht. Het zal nog een paar generaties duren, maar we zullen het zeker kunnen. De vraag is: willen we dat?’

Erg dringend lijkt die vraag niet. Toch kan het geen kwaad om ze alvast te stellen. De biotechnologische revolutie is immers niet voor morgen, we zitten er middenin. Genetisch testen is bijna routine geworden. Embryo’s kunnen preventief worden onderzocht op mogelijke afwijkingen, maar ook bij kinderen en volwassen kan worden nagegaan welke risico’s ze lopen op aandoeningen die (mede) veroorzaakt worden door een genetisch defect. Met alle medische, psychologische, ethische en juridische gevolgen van dien.

Zal de maatschappelijke druk ooit zo groot worden dat er bijna geen kinderen met een handicap meer geboren worden? Wat heb je eraan te weten dat je ziek zult worden als er nog geen behandeling bestaat? En als je weet dat je een erfelijke ziekte hebt, moet je dan de rest van je familie daarvan op de hoogte brengen?

‘Het gaat erg snel’, zegt Jean-Jacques Cassiman, afdelingshoofd in het Centrum voor Menselijke Erfelijkheid van de KU Leuven. ‘We kennen nu al 2500 genen die erfelijke ziekten veroorzaken, over tien jaar kennen we ze misschien allemaal. In totaal gaat het over ongeveer 10.000 genen.’

Maar het is niet omdat we die genen kennen, dat we de ziekten kunnen genezen.

JEAN-JACQUES CASSIMAN: Nee, die kennis leidt niet automatisch tot de ontrafeling van het ziekteproces, laat staan tot een behandeling. Maar we zullen wel betere diagnoses kunnen stellen. Als je aan een therapie denkt, moet je er zeker van zijn dat de behandeling zal werken. Er zijn bijvoorbeeld 36 verschillende spierziekten, die door verschillende moleculaire defecten worden veroorzaakt. De therapie voor de ene zal niet helpen voor de andere. Maar een correcte diagnose is de eerste fundamentele stap naar een therapie. Jammer genoeg is dat nu nog beperkt: we geven de mensen specifieke informatie, maar ze kunnen er niks mee doen. De kloof tussen weten en genezen is een belangrijk probleem.

Dus hoe meer van die genen we kennen en hoe meer tests er worden uitgevoerd, hoe meer mensen dat probleem zullen hebben. Kunt u schatten om hoeveel mensen het zal gaan?

DNA-profiel. Er zijn ongeveer 10.000 genen die erfelijk ziekten veroorzaken.짤Zefa

CASSIMAN: Ongeveer vijf procent van de pasgeborenen heeft problemen met een aangeboren defect, de helft daarvan is erfelijk bepaald. In Belgi챘 worden elk jaar ongeveer 100.000 kinderen geboren: vijf procent is 5000, de helft daarvan is 2500. Dat zijn elk jaar 2500 families, met aanverwanten. Het aantal mensen dat op die manier kan worden geconfronteerd met een mogelijke erfelijke aandoening, is dus enorm groot.

Zullen die 2500 kinderen nog geboren worden? De kans bestaat toch dat steeds meer afwijkende embryo’s zullen worden geaborteerd. Of, bij kunstmatige bevruchting, niet worden ingeplant.

CASSIMAN: De vraag is: heeft het zin om alle embryo’s te testen op alle mogelijke afwijkingen? En waar stopt dat? Het is vandaag al mogelijk om alle zwangerschappen te screenen op een aantal ernstige aandoeningen. Straks wordt het relatief simpel om met een DNA-chip alle embryo’s te screenen op alles wat we maar willen. Het probleem is dat je nogal snel in een grijze zone terecht komt: van levensbedreigende tot minder gevaarlijke aandoeningen tot neutrale kenmerken zoals flaporen.

Is ooit vergeleken wat het zou kosten om alle embryo’s te testen op een bepaalde aandoening, met wat het nu kost om alle pati챘nten met die aandoening te behandelen?

CASSIMAN: Die studies bestaan. Gezondheidseconomen hebben voor de meeste chronische ziekten die kosten tegen mekaar afgewogen. Als we voorkomen dat chronisch zieken geboren worden, kunnen we veel besparen in de gezondheidszorg. Het kost tienduizenden euro’s om sommige kinderen in leven te houden: doktersbezoeken, medicatie, speciale di챘ten, verblijf in instellingen, noem maar op. Over mucoviscidose zijn verschillende studies gemaakt: met het geld voor de behandeling van 챕챕n pati챘nt zouden veel muco’s tijdens de zwangerschap kunnen worden opgespoord. Maar dat is redeneren met oogkleppen op, want dan kijk je alleen naar het economische aspect. Terwijl kinderen met muco normaal intelligent zijn, en misschien dingen kunnen die anderen niet kunnen. Moet je die dan niet laten leven?

Omdat er misschien een Mozart tussen zit, om het met een boutade te zeggen?

CASSIMAN: Wel, Chopin had waarschijnlijk muco, al is dat niet bewezen.

Zou het kunnen dat genen die een ziekte veroorzaken, tegelijk ook een rol spelen bij de aanleg voor iets anders? Voor bepaalde talenten?

CASSIMAN: Wie weet. Dat is een van de interessante vragen. We weten dat het muco-gen ook in de hersencellen zit, maar we weten niet wat het daar doet. Het zou wel eens kunnen dat het daar voor bepaalde kwaliteiten zorgt die we nu niet kunnen identificeren, misschien omdat ze pas op latere leeftijd tot uiting komen. Dat is het probleem met al die genen.

Genetische test. Met het geld dat 챕챕n pati챘nt kost, kunnen veel zieken opgespoord worden.짤Zefa

Die economische berekeningen, vindt u het niet akelig om daarover na te denken?

CASSIMAN: Natuurlijk. Ik zag onlangs op een congres een Australische collega, die zich als directeur van een genetisch centrum bezighoudt met het opsporen van mongooltjes. Dat centrum biedt alle zwangere vrouwen een gratis screening aan. Ik hoorde hem zeggen: ‘We staan zeer dicht bij honderd procent detectie, binnen afzienbare tijd zal er geen enkel mongooltje meer geboren worden.’ Toen dacht ik: verdomme, waar zijt ge mee bezig! We moeten ons echt afvragen hoe we op zulke ontwikkelingen reageren. Mijn belangrijkste bezwaar tegen zo’n aanpak is dat je de mensen geen keuze meer geeft. Wie een mongooltje ter wereld wil brengen, moet daarvoor kunnen kiezen.

Mensen die daarvoor willen kiezen, kunnen de test toch weigeren?

CASSIMAN: Als ze echt een keuze hebben wel. Maar dat Australische programma gaat uit van de overheid, met een campagne in de media. Denkt u dat mensen dan nog een keuze hebben? Ze durven wellicht niet anders meer, omdat de maatschappelijke druk te groot is. Dat wordt een probleem, hoor: we zullen op steeds meer aandoeningen kunnen testen, de vraag zal toenemen, en als er dan staatsprogramma’s komen met honderd procent toegankelijkheid, dan heb je geen keuze meer.

Zo’n programma begint met de beste bedoelingen, maar in Australi챘 heeft het nu al geleid tot een exces. Je wilt aan zoveel mogelijk mensen die geen mongooltje willen, de kans geven om er geen te krijgen. Daar heb ik begrip voor. Maar dan komt het triomfalisme: we kunnen nu al 99 procent opsporen, nog 챕챕n procent en we hebben ze allemaal! En dan springen de gezondheidseconomen erop: w챕챕r wat minder kosten voor de gezondheidszorg, nu kunnen we ons geld aan andere dingen uitgeven. (lacht) Gratis Viagra voor iedereen!

Hoe kunnen we voorkomen dat iedereen straks redeneert zoals uw Australische collega?

CASSIMAN: Dat is de vraag. Want over een jaar of tien kunnen we het niet alleen voor mongolisme, maar voor alle genetische defecten. We moeten hier ernstig over nadenken, veel over praten, en proberen tot een consensus te komen. Een consensus die vandaag geldig is, maar die wel dynamisch blijft, die geregeld kan worden aangepast. Want wat ik vandaag zeg, klopt over tien jaar misschien niet meer.

Is er in Belgi챘 momenteel zo’n consensus?

CASSIMAN: Onder genetici groeit er een consensus op Europees niveau, die heel sterk lijkt op de manier waarop er in de VS over wordt gedacht. Centraal staat de vrije keuze van de mensen: ze moeten zelf kunnen beslissen welke conclusies ze verbinden aan genetische informatie.

Mongolisme. Een screening kan het derde chromosoom op plaats 21 opsporen.짤Zefa

Zullen we ooit een genetische test zomaar in de winkel kunnen kopen, zonder dat er een arts aan te pas komt?

CASSIMAN: Voorlopig is zo’n test nog erg duur, maar die tijd zal zeker komen. In Engeland is het onlangs gebeurd, het was niet eens zo gek bedacht: je kon je laten testen op een reeks genen en op basis daarvan kreeg je voedingsadvies, om hartinfarcten en zo te vermijden. Maar de resultaten waren waardeloos. (lacht) Je had evengoed je horoscoop kunnen laten trekken. Dat bedrijf heeft geld verdiend, maar is ondertussen moeten stoppen, omdat er veel reactie kwam van artsen en van de overheid. De Europese Commissie is er zich ondertussen gelukkig van bewust dat er absoluut iets moet gebeuren op het vlak van genetische testen. Want nu kan alles.

Wat is het probleem als een priv챕bedrijf een betrouwbare test aanbiedt?

CASSIMAN: Voor zover ik weet zijn de resultaten van priv챕labs betrouwbaar. Maar het probleem is dat er geen counseling aan verbonden is, ze bieden alleen een test aan. En medische en psychologische begeleiding zijn erg belangrijk. Stel dat een vrouw zich laat testen op borstkanker en er wordt niks gevonden. Die vrouw zou kunnen denken dat ze geen risico loopt, maar dat is niet waar: het is niet omdat ze niks vinden dat je geen risico loopt.

In dertig procent van de gevallen vinden ze niks, omdat de genen die een rol spelen bij borstkanker veel te groot zijn en het defect niet altijd gedetecteerd wordt. Die informatie moet vertaald worden naar de mensen. Of neem de ziekte van Huntington: we kunnen het defect perfect opsporen en als je drager bent, zul je in honderd procent van de gevallen de ziekte ook krijgen. Je weet alleen niet wanneer: op je veertigste, op je vijftigste, op je zestigste? Je weet ook niet hoe de ziekte zich zal uiten: vooral psychiatrisch, vooral neurologisch? Dat moet allemaal uitgelegd worden, die mensen moeten weten wat ze kunnen verwachten, moeten een goede begeleiding krijgen.

Als iemand naar u toekomt en zegt: ‘Ik wil voor alle zekerheid nu al getest worden op alles wat u met de huidige technieken kunt onderzoeken’ – wat zegt u dan?

CASSIMAN: (lacht) Die stuur ik meteen naar een psychiater! Nee, dat is technisch niet mogelijk en bovendien onbetaalbaar. Wie heel rijk is, kan het over een paar jaar misschien laten doen.

Maar mettertijd wordt het voor iedereen betaalbaar.

CASSIMAN: Ja. Je kunt voorspellen dat zo’n algemene test ooit systematisch zal gebeuren voor alle pasgeborenen. Die genetische informatie komt terecht in een medisch dossier en kan worden gebruikt naarmate het kind opgroeit: ouders zullen weten waar ze op moeten letten. Al is dat nog niet voor binnen tien jaar. Ik denk trouwens dat de ethische problemen in de meeste gevallen almaar kleiner zullen worden. Als iedereen zijn DNA kent zullen mensen steeds minder complexen hebben om erover te praten. (lacht) ‘Ik ben drager van dertig genetische defecten, en jij?’ ‘Ik heb er zeventig!’ ‘O, dan valt het bij mij nog mee!’ Die tijd zal komen.

Wordt het niet erg ingewikkeld? Als ouders de genetische kaart van hun kinderen hebben, moeten ze daar bijna constant mee bezig zijn: op die leeftijd rekening houden met dat probleem, op die leeftijd dat dieet volgen, op die leeftijd naar de sportschool… Opvoeden wordt een hele klus.

CASSIMAN: Als je daar nu over nadenkt, lijkt dat erg ingewikkeld, omdat je het allemaal interpreteert in de huidige context. Maar zoveel zal er niet veranderen, omdat mensen nu al voortdurend belangrijke keuzes maken voor hun kinderen. Straks zullen ze beter ge챦nformeerd zijn. Ze zullen ervoor kunnen kiezen om hun kind niet naar de sportschool te sturen, omdat ze weten dat het geen aanleg heeft voor sport. Of omgekeerd: net w챕l naar de sportschool, omdat het geen aanleg heeft voor sport. Als het effectief zo is dat genen maar voor vijftig procent verantwoordelijk zijn voor de meeste van onze eigenschappen, dan blijft er enorm veel speling om dat te be챦nvloeden.

Zullen we ooit willen voorkomen dat er nog mongolen geboren worden?짤Zefa

Geldt dat ook voor de meeste aandoeningen: vijftig procent genetisch, vijftig procent omgeving?

CASSIMAN: Niet voor de eenvoudige, strikt erfelijke ziekten zoals muco en Huntington. Maar voor de risico’s op hart- en vaatziekten, reuma, allergie챘n, depressies: daar is de verhouding gemiddeld vijftig/vijftig. Doordat er de afgelopen jaren zoveel over het genoom is gepraat, lijkt de pendel voor honderd procent doorgeslagen naar onze genen, maar dat klopt natuurlijk niet. Wie aanleg heeft voor astma, hoeft niet noodzakelijk ook astma te krijgen. Alleen wie ook nog eens in een slecht milieu terecht komt, ontwikkelt de ziekte.

Als genen toch maar voor vijftig procent verantwoordelijk zijn, heeft een test dan wel zin?

CASSIMAN: Dat denk ik wel. Als we alle genen kennen die een rol spelen bij schizofrenie, of bij suikerziekte, en als we onze genetische constitutie kennen, kunnen we op een gerichte manier aandacht hebben voor onze omgeving of onze levensstijl. We kunnen programma’s uitwerken om de risico’s van een serieuze erfelijke aanleg te verminderen. We weten nu natuurlijk al wat een gezonde levensstijl is. Maar die is voor iedereen dezelfde: niemand mag roken, niemand mag vet eten. Straks kunnen we bepaalde mensen extra waarschuwen.

En tegen anderen zeggen: u mag gerust roken?

CASSIMAN: (lacht) Nee, roken is altijd slecht, dat voorbeeld had ik beter niet gebruikt. Maar neem alcohol: de ene zal vijf glazen per dag kunnen drinken om zijn risico op hart- en vaatziekten te verminderen, de andere maar 챕챕n glas. We zullen dat soort adviezen kunnen individualiseren. Zolang iedereen maar vrij kan kiezen en er niets wordt opgelegd.

Hoe zit het met de vrije keuze van een vrouw die na een genetische test een zeker risico op borstkanker blijkt te hebben? Wie beslist of er preventief moet worden geamputeerd?

CASSIMAN: Die beslissing ligt uiteraard bij de vrouw zelf. Het is aan ons – de geneticus, de oncoloog, de gynaecoloog, de psycholoog – om die vrouw zoveel mogelijk informatie te geven. Dan kan ze zelf beslissen, in functie van de eigen inzichten en gevoelens. De ene vrouw wil wel een amputatie, de andere niet. Er zijn ook vrouwen die niet getest willen worden. In Belgi챘 zijn de cijfers niet bekend, maar in Nederland kiest de helft van de vrouwen voor amputatie. Bij ons neemt dat percentage wel toe: vrouwen worden steeds banger voor borst- en eierstokkanker.

Een effect van de preventiecampagnes?

CASSIMAN: Dat speelt zeker mee. Maar de belangrijkste factor is de familie: als grootmoeder, moeder en zuster allemaal borstkanker hebben gehad, gaan vrouwen zich gemakkelijker laten opereren. Dat is dramatisch, hoor. Ik ken vrouwen die alles hebben laten wegnemen, en die operatie is niet evident: de borst wegnemen en reconstrueren, dat is zeventien uur chirurgie.

Het wordt moeilijk om ‘het recht om niet te weten’ te blijven waarmaken.짤Zefa

Zullen die vrouwen ooit weten of ze al dan niet kanker zouden hebben gekregen?

CASSIMAN: Nee. Het risico is maximum tachtig procent. Maar je kunt borstkanker krijgen op je twintigste of op je tachtigste, daarover kan niets worden gegarandeerd. Dat is de beperking van genetische tests: er is nog veel variabiliteit die we niet controleren.

Hoe zit het met het recht om niet te weten? Een vrouw wier zuster een preventieve borstamputatie heeft ondergaan, weet dat ze zelf misschien ook genetische aanleg heeft.

CASSIMAN: Precies. Het wordt extreem moeilijk om dat ‘recht om niet te weten’ in de praktijk te blijven waarmaken. Ik sta volledig achter het principe, maar in bepaalde families zal het bijna niet mogelijk zijn om niet te weten wat er aan de hand is.

Een vrouw die weet dat ze een groot risico heeft voor borstkanker, en daarover niets tegen haar zuster zegt, draagt die een zware verantwoordelijkheid?

CASSIMAN: Uiteraard. Ik benadruk altijd dat een DNA-test een test is van het genetische patrimonium van de hele familie. Je kunt dat niet ge챦soleerd zien. Idealiter zou iemand die zich laat testen, daarover van tevoren met de familie moeten praten. Want wat je ook te weten komt, het gaat de hele familie aan. We hebben allemaal de helft van ons DNA gemeen met onze ouders en onze broers en zussen. De familieleden moeten dus kunnen beslissen of ze een eventueel probleem al dan niet zelf willen kennen.

Nemen genetische centra soms zelf het initiatief om de familie in te lichten?

CASSIMAN: Vroeger waren we unaniem: dat mogen we niet, dat doen we niet. Maar daar komen we stilaan van terug. We kunnen er bijvoorbeeld voor zorgen dat de huisarts iets te weten komt, zodat hij met de familie kan praten.

Dus het komt erop neer dat de familie wordt ingelicht?

CASSIMAN: Nee. Het is complexer dan dat. Iedereen heeft het recht om niet te weten. Maar iedereen heeft ook het recht om wel te weten te komen. Dat is een moeilijke evenwichtsoefening: als iemand wel wil weten wat er aan de hand is, moet die persoon de kans krijgen om zich te laten testen. De huisarts kan tijdens een gesprek bijvoorbeeld aangeven dat er een risico in de familie zit, en dat er tests beschikbaar zijn.

Er zijn manieren om mensen iets uit te leggen zonder hen nodeloos ongerust te maken. Maar ik besef dat het enorm ingewikkeld is. Het komt er eigenlijk op neer dat je tegen iemand zegt: ‘Dit en dat is er aan de hand, voilà, nu mag u een beroep doen op uw recht om niet te weten.’

Borstkanker. Een DNA-test is een test van de hele familie.짤Zefa

Kunt u zich voorstellen dat veel mensen al die genetische kennis erg bedreigend vinden?

CASSIMAN: Natuurlijk. Daarom moeten we iedereen goed en correct informeren, daarin spelen de media een erg belangrijke rol. We moeten ook voorzichtig zijn en goed de privacy bewaken. Als we op dat punt niet streng zijn, zullen we er over enkele generaties ook niet vlot over kunnen praten. Maar er zijn een heleboel zaken die niet bedreigend zijn voor de mensen: het gebruik van DNA in gerechtszaken, bijvoorbeeld. Het gaat zo snel en het is zo belangrijk allemaal, dat het er echt moet worden ingehamerd bij iedereen: wat is DNA, wat zijn genen, wat is een genetisch defect, wat betekent dat allemaal? We moeten eraan wennen, dat is fundamenteel.

Joël De Ceulaer
Dirk Draulans

Genen

Genen zijn stukjes DNA die voor eiwitten coderen.
 DNA is het erfelijk materiaal van levende organismen.
Het volledige DNA van een organisme wordt het genoom genoemd.
DNA bestaat echter niet alleen uit genen.
Feitelijk is zelfs het aandeel van genen in het DNA van de meeste organismen maar zeer beperkt.
Bij de mens bestaat bijvoorbeeld slechts ongeveer 3% van het DNA uit genen.
Het overgrote deel van het DNA is nog onbekend terrein wat betreft de functies ervan.
Wetenschappers noemden dit niet-coderend DNA lange tijd Junk-DNA omdat men dacht dat het geen enkele functie heeft.
Langzamerhand breekt het inzicht door dat het niet coderend DNA wel degelijk allerlei functionele waardes heeft.

Geschiedenis genetica

De studie naar het erfelijk materiaal van levende organismen is niet nieuw. Al honderden jaren houden wetenschappers zich bezig met de vraag waar de eigenschappen van organismen vandaan komen en hoe erfelijkheid werkt. Een van de grondleggers van de genetica is Gregor Mendel die in 1865 onderzoek publiceerde naar de erfelijkheid bij erwten. Een jaar later brak het inzicht door dat het erfelijk materiaal van een organisme zich in de celkern bevindt. De term genetica is al meer dan honderd jaar oud.
Na gestage voortgang in het onderzoek was er in 1953 een grote doorbraak door de publicatie van een model dat beschreef hoe het DNA er waarschijnlijk uitzag.
 James Watson en Francis Crick publiceerden dit model, dat ook wel bekend staat als de “dubbele helix” maar feitelijk was het meeste werk gedaan door Rosalind Franklin. Het model van de dubbele helix betreft het DNA van eukaryoten (mens, plant, dier). Prokaryoten (bacteriën, micro-organismen) hebben een ander, circulair, DNA model.
Door de publicatie van het model van Watson en Crick kreeg de studie naar het erfelijk materiaal een grote stimulans.

Dogma

Wetenschappers zijn het onderling oneens over de fundamentele uitgangspunten van genetische manipulatie. Er bestaan vele controverses over de voorspelbaarheid en precisie van de techniek.
Ook zijn er vele verschillen van inzicht over de lange termijn effecten op het milieu en de gezondheid van mens en dier. Bovenop de fundamentele verschillen van mening zijn er ook vele kennishiaten. Zo is maar van een klein deel van het DNA bekend wat precies de functie is. Sommige wetenschappers noemen dit grote onbekende deel van het DNA “junk DNA”,omdat men aannam dat het waardeloos en niet-functioneel was. Het idee van 1 gen bepaalt 1 eiwit werd het Centrale Dogma genoemd en de gedachte dat alles door de genen wordt bepaald wordt genetisch determinisme genoemd. Andere wetenschappers denken juist dat “junk DNA” wel degelijk een belangrijke functie kan hebben bij het bepalen van de eigenschappen van een (genetisch gemanipuleerde) plant.
 De geneticus E. Chargaff zei al in de zestiger jaren van de twintigste eeuw zei dat dit Centraal Dogma een veel te simplistische benadering was en dat de werkelijkheid veel complexer is.
Prof. Mae-Wan Ho  beschreef die complexiteit enige jaren geleden in haar boek “The Fluid Genome“.
Daarin stelt zij ondermeer dat
* genen vaak in groepen werken,
* dat een gen voor meerdere eiwtten kan coderen,
* dat er een wisselwerking is tussen genen en eiwitten
en
*dat een en ander wordt beinvloed door omstandigheden van buiten.
Blog over  genetica  ;
A new blog carnival on genes and gene-related diseases.
* Our plan is to cover the whole genome before 2082 (it means 14-15 genes every two weeks).
* articles on the news of genomics and genetics.
Gene Genie:
Inleidende  video  over   genetica
Genetica
De genetica of erfelijkheidsleer beschrijft hoe de eigenschappen van dieren en planten aan het nageslacht worden doorgegeven.

Subcategorieën :Er zijn 3( aanklikbare ) subcategorieën binnen deze categorie


Artikelen in categorie “Genetica”

Er zijn 135 artikelen in deze categorie.

3

A

B

C

Congenitale aandoening

D

E

F

G

Geneticus

H

I

J

K

L

M

N

O

P

R

DNA-replicatie

S

T

U

V

W

Z

GENOMICA

http://pandasthumb.org/archives/2009/12/signature-in-th.html#more

NCBI » Bookshelf » Human Molecular Genetics 2 »
www.ncbi.nlm.nih.gov/bookshelf
NCBI » Bookshelf » Human Molecular Genetics 2 »

Waarbinnen dit interessante hoofdstuk :
Organisatie van het menselijk genoom
www.ncbi.nlm.nih.gov/bookshelf…&part=A642

Kleine   beginner-“glossary “( verklarende woordenlijst )    van begrippen uit de  genetica 
( klik aan )
Vergelijkende genomica
Genetische biologie:
DNA vermenigvuldigenProfessor Liliane Schoofs is biologe. Zij doet onderzoek naar het neuro-endocrinologisch (hormonaal) systeem bij ongewervelde dieren.

“Voor mij is dé doorbraak, zoals voor veel collega’s allicht, de ontdekking van het DNA als blauwdruk van het leven, met Watson en Crick als bekendste namen.
Op praktisch vlak echter is van minstens even groot belang de techniek van de polymerase-kettingreactie (PCR), waarmee Kary Mullis in 1993 de Nobelprijs voor scheikunde won.
Met die techniek kan je heel snel en geautomatiseerd DNA vermenigvuldigen. Het tijdrovende in cultuur kweken, waartoe vroegere biologen en biotechnologen beperkt waren, is van de baan.
Door deze techniek zijn grootschalige genoomprojecten mogelijk geworden. Het tijdrovende opzuiveren van één eiwit hoeft niet meer, je kunt nu over het hele genoom werken. De biologie is daardoor kunnen evolueren naar een gegevensrijke wetenschap, wat meteen ook geleid heeft tot de opmars van statistische en wiskundige methoden in mijn vakgebied.”
Het ontrafelen van een genoomhttp://www.kennislink.nl/web/show?id=89064&showframe=content&vensterid=70344&prev=89059Een van de kenmerken van het leven is de continu챦teit. Uit een vis ontstaat niet alleen weer een vis, maar zelfs een vis die nauwelijks verschilt van zijn ouders. De erfelijke eigenschappen van de vis, en voor zover bekend ook van alle andere levende organismen, liggen vast in nucle챦nezuren. Meestal is dat desoxyribonucle챦nezuur, afgekort DNA (de A komt van het Engelse woord acid). DNA is een keten van afwisselend fosfaat- en desoxyribosegroepen, waarbij aan elke desoxyribosegroep een van de basen guanine (G), adenine (A), thymine (T) of cytosine (C) is gebonden.

In de meeste organismen komt het DNA voor als dubbelstrengsmolekuul. Het bestaat uit twee in tegengestelde richting lopende fosfaat-desoxyribose-baseketens, met elkaar verbonden door waterstofbruggen tussen de basen, in de vorm van een spiraal. Daarbij treedt paring van de basen op: A zit altijd tegenover een T en tegenover een G zit altijd een C. De volgorde van de basenparen bepaalt de erfelijke eigenschappen van het organisme.

Chromosomen en genen

Het Centrale Dogma van de molekulaire biologie is de transcriptie van de basenpaarvolgorde in het DNA naar RNA, waarna RNA wordt vertaald naar een aminozuurvolgorde in een eiwit.

Het DNA bevindt zich in een cel voor in de vorm van chromosomen, als lange, aan eiwit gebonden DNA-ketens. E챕n enkel chromosoom bevat talloze genen die in een bijna eindeloze rij achter elkaar liggen. Een gen bestaat uit een reeks van basenparen en bevat meestal de informatie voor de produktie van een bepaald eiwit. Een eiwitmolekuul is opgebouwd uit een lange reeks aan elkaar gekoppelde aminozuurmolekulen. Eiwitten verschillen van elkaar in het aantal aminozuren en in de volgorde daarvan. Eiwitten worden geproduceerd aan de ribosomen, organellen in het cytoplasma. Maar de genen, die de instructies voor de eiwitproduktie bevatten, blijven in de chromosomen. Daarom moeten kopie챘n worden gemaakt van de genen, die vervolgens naar de ribosomen worden overgebracht. Eigenlijk wordt maar 챕챕n van de beide DNA-strengen gekopieerd, de codestreng. De kopie챘n bestaan niet uit DNA, maar uit een molekuul dat daar veel op lijkt: RNA (ribonucle챦nezuur).

V처처r het coderende DNA-gedeelte liggen basenpaarvolgorden die regelen of dat gedeelte al of niet wordt overgeschreven en de mate waarin dat gebeurt. Zij vormen het promotergebied. Samen met het overgeschreven, structurele deel, vormt dat gebied een gen.

Genen en niet-overschrijfbare basenpaarvolgorden zijn in een organisme op een vaste manier op de chromosomen gerangschikt. Dit is in alle cellen van een organisme gelijk. Ook individuen van dezelfde soort hebben een nagenoeg gelijke opbouw van hun genetisch materiaal. Tussen soorten kunnen echter grote verschillen voorkomen, zowel wat betreft het type en aantal genen, de ligging van genen in chromosomen als het aantal chromosomen.

Kiezen voor bakkersgist
In het DNA ligt een grote hoeveelheid informatie besloten. Helaas betekent dit niet dat we de eigenschappen van een organisme kunnen voorspellen als we zijn basenpaarvolgorde hebben bepaald. Verre van dat. Wel is vaak duidelijk voor wat voor soort eiwit een stukje DNA codeert. Zonder verdere gegevens is het echter meestal onmogelijk te voorspellen wat de functie van dat eiwit in de cel is. Desondanks geeft de basenpaarvolgorde van een gen belangrijke informatie over zijn precieze lokatie, regulatie en interne structuur, over de aanwezigheid van mutaties in het gen, de evolutie van het gen enzovoort. Die gegevens zijn niet alleen erg nuttig voor genetisch onderzoek, maar ook voor andere vakgebieden zoals geneeskunde en biotechnologie. Er zijn dus genoeg redenen om de basenpaarvolgorde van een gen snel na de isolatie ervan vast te stellen.

Incidenteel worden van veel genen al de basenpaarvolgorden bepaald. In molekulair-biologisch jargon staat dat vaststellen bekend als sequencen. Het leek daarom een goed idee het sequencen systematisch aan te pakken en eens alle genetische informatie van een organisme vast te leggen door bepaling van de basenpaarvolgorde van zijn genoom, dat wil zeggen van alle chromosomen.

Een praktisch probleem bij zo’n bepaling is de grootte van het genoom in verhouding tot de beschikbare sequence-capaciteit. De technieken zijn weliswaar zo verbeterd, dat een onderzoeker thans de volgorde van 25 000 basenparen per jaar kan bepalen. Door automatisering neemt deze capaciteit snel toe. Toch blijft het een hele klus. Het genoom van een eenvoudige bacterie als Escherichia coli telt al 6×106 basenparen (6×106 bp = 6000 kilobasenparen = 6000 kb). Het genoom van een mens bevat er nog eens vijfhonderd maal zo veel, namelijk 3×109 bp. Er moeten dus goede redenen zijn om de tijd en middelen vrij te maken om het hele genoom van een organisme te sequencen.

Haalbaarheidsonderzoek
In 1987 werd, op initiatief van prof. A. Goffeau (Louvain-la-Neuve) een haalbaarheidsonderzoek verricht naar de opheldering van de basenpaarvolgorde van het genoom van bakkersgist (Saccharomyces cerevisiae). Dit eencellige organisme is zeer toegankelijk voor onderzoek. Het is onder andere gemakkelijk en snel te kweken in eenvoudige media. In tegenstelling tot de bacterie Escherichia coli behoort gist, net als alle meercelligen, tot de eukaryoten, de organismen met een echte, door een membraan omgeven kern. Desondanks telt het bakkersgistgenoom `maar’ 1,4×107 basenparen, net tweemaal zoveel als Escherichia coli. S. cerevisiae is daarom een veelgebruikt modelorganisme voor het bestuderen van processen die – uit praktische of ethische overwegingen – niet of nauwelijks bij hogere eukaryoten kunnen worden onderzocht. Inmiddels weten we veel van bakkersgist en er is een goede genenkaart van het gistgenoom.

S. cerevisiae heeft zestien chromosomen, die in grootte vari챘ren van 230 tot 2200 kb. De informatiedichtheid in het gistgenoom is groot, zo’n zestig tot tachtig procent van het DNA wordt vertaald in eiwitten. In menselijk DNA is dat minder dan een twintigste deel. De sequence-inspanning levert bij gist dus veel zinnige informatie op. Met molekulair-genetische technieken kunnen de gevonden volgorden achteraf vrij gemakkelijk worden geanalyseerd. Bovendien is gist belangrijk voor de industrie. Gisten gebruikt men niet alleen voor traditionele toepassingen, zoals bij de bereiding van brood, bier en wijn, maar ook als gastorganismen voor de produktie van soortvreemde eiwitten. Bakkersgist hoort dus zeker thuis in het rijtje van organismen waarvan het nuttig is de gehele basenpaarvolgorde te bepalen.

Deze conclusie en het feit dat traditioneel in Europa al veel gistonderzoek plaatsvond, waren voldoende om in het kader van het Biotechnology Action Program (BAP) van de EG een proefonderzoek naar de volgordebepaling van het gistgenoom op te zetten. Het doel van dit onderzoek was tweeledig. Enerzijds kon men zo ervaring opdoen met de organisatie van een groot sequenceproject; het onderzoek was een vingeroefening voor de basenpaarvolgordebepaling van het gehele gistgenoom en nog grotere genomen zoals dat van de mens. Anderzijds moest het onderzoek duidelijkheid verschaffen over de werkelijke wetenschappelijke waarde van dergelijke `megasequenceprojecten’.

Voor dit project viel de keus op chromosoom III uit bakkersgist. Het is een van de kleinere gistchromosomen, met een lengte van 350 kb. Onderzoekers hadden het grootste deel van het DNA van dit chromosoom al in handen als kleinere fragmenten, met een lengte van drie tot twintig kilobasen.

Organisatievorm
De organisatoren kozen voor een gedecentraliseerd project, ondanks de daaraan verbonden nadelen. Een gedecentraliseerde opzet stelt namelijk hoge eisen aan het management van het project en de communicatie. Cultuurverschillen tussen laboratoria mogen immers niet tot kwaliteitsverschillen leiden. Daar stond echter tegenover dat in deze opzet een lage investering nodig was en het onderzoek snel kon beginnen. De meeste deelnemende groepen voerden al bepalingen van basenpaarvolgorden uit. Een nog belangrijker argument was dat men in een gedecentraliseerd project een betere motivatie van de betrokken medewerkers kon verwachten. Dit is een niet onbelangrijk punt, omdat sequencen op zichzelf nogal saai is. Het bestaat uit vaak herhaalde, eenvoudige handelingen. Door het werk over een flink aantal groepen te verdelen en wat financi챘le ruimte te scheppen voor de analyse van de gevonden genen, werd de monotonie doorbroken en kregen de DNA-volgorden betekenis. In verband met dit laatste werden alleen gistgenetici bij deze fase van het project ingeschakeld. Bij de betrokken wetenschappers speelde verder de vrees, dat bij een gecentraliseerde opzet een politieke discussie in de EG (over de vestigingsplaats van een onderzoekscentrum) het project zou vertragen.

Methode
In 1990 ging het project van start onder de naam Sequencing the yeast chromosome III. De DNA-co철rdinator van het geheel (prof S. Oliver uit Manchester) was onder andere verantwoordelijk voor het verdelen van fragmenten van chromosoom III over de 35 deelnemende groepen. Elke groep zou ongeveer 11 kb sequencen tegen een vergoeding van 5 ECU per basenpaar. Hierbij was gerekend met een totale chromosoomlengte van 350 kb en een tiende overlap tussen de fragmenten. Het project zou twee jaar duren (het sequencen van 10 kb per jaar was drie jaar geleden een niet geringe opgave). Iedere groep was vrij in de keuze van de methode van aanpak. Bij de eerste bijeenkomst van de projectmedewerkers in november 1990 was het grappig om te zien dat dan ook vrijwel alle bekende methoden werden gebruikt.

Het sequencen gebeurde meestal handmatig. Minder dan een tiende van de DNA-volgorden werd met een automatische sequencer bepaald. Dit was duidelijk een nadeel van de gekozen opzet. De meeste groepen konden namelijk niet fors investeren in apparatuur. Alleen in landen zoals Belgi챘, Frankrijk, Duitsland en Spanje, waar de regering gelden verstrekte, schaften sommige groepen een automatische sequencer aan (kosten circa een kwart miljoen gulden of 4,5 miljoen frank). Overigens besteedden onderzoekers de meeste tijd aan het maken van klonen met chromosoom-III-fragmenten die klein genoeg waren om er de basenpaarvolgorde van te bepalen en het isoleren van DNA van voldoende zuiverheid.

Een dergelijk project staat of valt natuurlijk met de betrouwbaarheid van de vastgestelde DNA-volgorden. Om de kwaliteit te waarborgen, zorgde men ervoor dat de basenpaarvolgorden op beide DNA-strengen onafhankelijk van elkaar en minstens in tweevoud werden bepaald. Bovendien liet men ter controle ongeveer twintig procent van het DNA door twee verschillende groepen onafhankelijk van elkaar sequencen Oorspronkelijk was 10% overlap gepland, maar dit werd uiteindelijk 20% doordat het chromosoom kleiner was dan gedacht. Ongeveer 1 op de 2500 basenparen bleek naderhand niet overeen te komen – een zeer acceptabel foutenaantal.

In tegenstelling tot het sequencen zelf, was er maar een instituut dat de gegevens verwerkte, het Martinsried Institut f체r Proteinensequenzen (MIPS) bij M체nchen. Daar koppelde men de verschillende fragmenten aan elkaar en voerde men de gegevensanalyse uit.

Uit het feit dat de basenpaarvolgorde van chromosoom III inmiddels is gepubliceerd, blijkt al dat het eerste doel van het project, bekijken of we zo kunnen sequencen, is gehaald. Uiteindelijk bleek dat chromosoom III slechts 315 357 basenparen telt, iets minder dan het aantal van 350 000 dat met elektroforese-technieken was vastgesteld.

Het sequencen van chromosoom III zelf nam zestien maanden in beslag en was voltooid in mei 1991. Het controleren van de gegevens en het publiceren van de resultaten duurde daarna nog bijna een jaar. Ruim een derde van de basenpaarvolgorden was echter al eerder gepubliceerd.

Intermezzo

Sequencen

 

Bij de methode van Sanger begint de DNA-synthese met een stukje gelabeld DNA: de primer. Deze wordt met nucleotiden verlengd, totdat er een dideoxynucleotide wordt ingebouwd. De keten kan dan niet meer langer worden. Afhankelijk van het dideoxynucleotide verkrijgt men een mengsel van DNA-strengen die eindigen op 챕챕n van de vier basen. Bij scheiding van de fragmenten op grootte, ontstaat een goed beeld van de volgorde waarin de basen in het DNA voorkomen.

Er waren 35 onderzoeksgroepen betrokken bij de opheldering van de basenpaarvolgorde van chromosoom III van bakkersgist. Vrijwel alle landen in de Europese Gemeenschap hebben hun steentje bijgedragen. A. Goffeau en A. Vassaroti co철rdineerden het project vanuit Brussel. S. Oliver uit Manchester verdeelde de DNA-fragmenten over de onderzoeksgroepen, terwijl H.M. Mewes aan het Max-Planck-Instituut voor Biochemie bij M체nchen de computerverwerking co철rdineerde.

Sequencen is het bepalen van de volgorde waarin de vier basen van het DNA voorkomen. in de jaren zeventig zijn hiervoor twee methoden ontwikkeld, namelijk de methode van Maxam en Gilbert, die berust op Sequencen is het bepalen van de volgorde waarin de vier basen in DNA voorkomen. In de jaren chemische afbraak van DNA, en de didesoxymethode van Sanger. Deze laatste is in het chromosoom-III-project het meest gebruikt. We zullen deze methode hier nader beschrijven.

De didesoxymethode van Sanger berust op de enzymatische opbouw van 챕챕n der beide ketens van het DNA vanaf een vast punt, waarbij de andere keten als mal fungeert. Bij de enzymatische opbouw fungeren basen gekoppeld aan desoxyribosetrifosfaat als uitgangsmateriaal. Volgens toeval kan men bouwstenen met een chemisch veranderde suikergroep (een didesoxyribosetrifosfaat-A, -G, -T of -C) in de DNA-streng inbouwen. Als dat is gebeurd, zal de streng niet meer groeien. Er ontstaan dus kopie챘n van het DNA met uiteenlopende lengten. Door een der basen radioactief te labelen, kunnen, na scheiding op grootte in een gel, de posities van de ontstane fragmenten op een film zichtbaar worden gemaakt. Daaruit volgt de basenpaarvolgorde.

Knippen of hakken
Alvorens de basenpaarvolgorde van een groot stuk DNA zoals chromosoom III te kunnen ophelderen, moet het eerst in kleinere, hanteerbare stukken worden verdeeld, met een lengte van vijfhonderd tot enkele duizenden basenparen. Aangezien voor de Sangermethode veel DNA-molekulen nodig zijn, moeten die stukken DNA tevens worden vermenigvuldigd. Die vermenigvuldiging kan op diverse manieren plaatsvinden. Zo kan men het DNA met bepaalde enzymen in stukken knippen en die stukken inbouwen in een cirkelvormig stuk DNA, een plasmide. Het plasmide kan zich in de bacterie Escherichia coli vermenigvuldigen. Op deze manier is een grote hoeveelheid van een bepaald fragment verkrijgbaar. Tegenwoordig wordt de polymerase-kettingreactie ook wel voor de vermenigvulding van DNA-fragmenten gebruikt.

Wandelen langs een keten
Het plasmide met het ingebouwde fragment is dubbelstrengs. Om een nieuwe DNA-streng te kunnen maken met de andere streng als mal, moet het plasmide eerst enkelstrengs worden gemaakt. Een veelgebruikte manier is om de bacteriecel waarin het plasmide zit, te infecteren met een geschikt virus zoals M13. Dit virus maakt van het plasmide-DNA enkelstrengskopie챘n. Deze kopie챘n worden vervolgens uit de bacteriecellen ge챦soleerd en dienen als uitgangsmateriaal voor het sequencen. Een andere manier om enkelstrengs-DNA te krijgen is om de waterstofbruggen die de beide DNA-ketens verbinden, te verbreken met loog of door verhitting.

We helderen de basenpaarvolgorde op vanaf een DNA-gedeelte dat we al kennen en dat een lengte heeft van 17 tot 20 basen. Dat noemen we de primerplaats. Vanaf die plek kunnen we een nieuwe DNA-keten laten groeien, door een primer toe te voegen die daar precies op past. Primers zijn synthetisch stukjes DNA met de complementaire basenpaarvolgorde. Enzymen zorgen ervoor dat met de primer als beginpunt een nieuw stuk DNA wordt opgebouwd met de oorspronkelijke enkelstrengs DNA-keten als mal. Met de methode van Sanger kunnen we vanaf de primer de volgorde van de volgende drie- tot vijfhonderd basen ophelderen. Het laatste stukje van de opgehelderde volgorde kan dienen als een nieuwe primerplaats. We maken een primer die daar precies op past. Deze vormt het beginstukje van de volgende te analyseren DNA-keten met een paar honderd basen. Via deze methode kan stapsgewijs een groot fragment worden gesequenced. Dit noemen we daarom ook wel chromosoomwandelen. De basenpaarvolgorde van het totale fragment groeit geleidelijk.

Einde intermezzo

ORF’s
Als men de volgorde van de basen in een chromosoom weet, ligt het voor de hand om na te gaan of men DNA-reeksen kan herkennen die zinnige informatie bevatten. De informatie in het DNA is gerangschikt in groepjes van drie basen. Daardoor zijn er meerdere reading frames, ofwel manieren om een streng DNA te lezen. De eerste analyse van het chromosoom betrof de aanwezigheid van open reading frames (ORF’s), ofwel lange reeksen die niet worden onderbroken door stopcodons. De zo gevonden basenpaarvolgorden coderen wellicht voor eiwitten. Arbitrair kozen de onderzoekers hierbij voor open reading frames met een minimale grootte van driehonderd basenparen.

De analyse toonde aan dat op chromosoom III 182 van zulke ORF’s voorkomen en dat ze regelmatig over het chromosoom zijn verdeeld. Dit betekent gemiddeld meer dan 챕챕n ORF per 2000 bp. Bij een gemiddelde grootte van 1300 bp is er tussen de ORF’s weinig ruimte voor regulerende en andere, niet-coderende basenpaarvolgorden. Omdat de analyse het gehele chromosoom betrof, was het uitgesloten dat deze hoge dichtheid het gevolg was van de keuze van het geanalyseerde gebied.

De aanwezigheid van een ORF betekent niet automatisch dat er dan ook een gen aanwezig is. Een Japanse groep toonde echter aan dat chromosoom III codeert voor minstens 160 verschillende mRNA-soorten. Verreweg de meeste, zo niet alle gevonden ORF’s, vertegenwoordigen dus een gen.

Extrapolatie van de verzamelde gegevens over chromosoom III, naar het hele genoom, geeft aan dat bakkersgist tussen de 6500 en 7500 genen bevat. In de diverse gegevensbanken zijn op dit ogenblik de basenpaarvolgorden van een kleine duizend genen opgeslagen, zodat we ongeveer een zevende van alle gistgenen kennen. Een van de opwindende kanten van het chromosoom-III-project is, dat het de mogelijkheid opent om op een systematische manier de rest van het bakkersgistgenoom te onderzoeken en de witte vlekken op de kaart in te vullen.

 

 

 

Het ontrafelen van een genoom (2)

Intermezzo


Het herkennen van ORF’s

De basenvolgorde in een DNA-streng codeert via RNA voor eiwit. Het eerste frame begint met de code voor methione, die als startcode kan fungeren. Het tweede frame bevat een stopcodon, terwijl het derde leesraam een stuk uit een ORF kan zijn.
De basisvolgorde in een DNA-streng codeert via RNA voor eiwit
Eiwitten zijn ketens van aminozuren. Bij de vorming van eiwitten wordt de basenpaarvolgorde van het DNA overgeschreven naar een nieuwe streng, het messenger-RNA. In het mRNA is de base thymine vervangen door uracil en de suiker desoxyribose door ribose. Het enkelstrengs-mRNA dient als boodschapper en brengt de informatie naar de ribosomen die de informatie omzetten in een eiwitvolgorde. Elk aminozuur in een eiwit wordt gecodeerd door drie naast elkaar gelegen basen in het nucle챦nezuur, een triplet. Doordat er vier basen zijn, zowel in het DNA als in het mRNA, zijn er 64 verschillende tripletten mogelijk. Er zijn echter maar twintig verschillende aminozuren. De meeste aminozuren worden dan ook gecodeerd door verschillende tripletten. Zo wordt het aminozuur tyrosine gecodeerd door de tripletten UAU en UAC in het mRNa en dus door TAT en TAC in het DNA. Drie DNA-tripletten, namelijk TAG, TGA en TAA, coderen niet voor inbouw van een aminozuur, maar signaleren het einde van de eiwitketen. Dit zijn de stopcodons. De synthese van een peptideketen begint altijd met het aminozuur methionine, gecodeerd in het mRNA door het triplet AUG, ATG in het DNA. Vervolgens worden hieraan stap voor stap aminozuren gekoppeld, waarbij elk volgend triplet bepaalt welk aminozuur wordt ingebouwd. Verlenging van de keten gaat door tot een stopcodon wordt ontmoet.

Van te voren is echter niet bekend hoe het DNA in tripletten is verdeeld. Er zijn drie mogelijkheden per DNA-streng om te beginnen met het lezen van de tripletten, bij de eerste, bij de tweede en bij de derde base. Gaan we uit van dubbelstrengs-DNA, dan zijn er dus zes mogelijkheden voor het lezen, ofwel zes mogelijke reading frames. Alle zes reading frames moeten dan ook worden onderzocht op het bezit van start- en stopcodons. Een lang stuk DNA zonder start- of stopcodons kan mogelijk de code voor een eiwit bevatten. Zo’n lang stuk noemen we een open reading frame (ORF). Arbitrair is bij het chromosoom-III-sequenceproject voor een lengte van minimaal driehonderd basen gekozen.

Als alle ORF’s op een chromosoom zijn bepaald, kan daarvan een fysische kaart worden gemaakt. Hierop is de volgorde en de onderlinge afstand van alle ORF’s aangegeven, alsmede die van andere structuren op een chromosoom. Een genetische kaart van een chromosoom wordt gemaakt door het berekenen van de plaats van genen door middel van kruisingen. Dit is de klassieke manier. Tussen deze genetische en de fysische kaart blijken verschillen te bestaan, vooral wat betreft de onderlinge afstand tussen de genen.

Einde intermezzo

Homologie챘n
Van de gevonden open reading frames werden de aminozuurvolgorden waarvoor die zouden kunnen coderen vergeleken met alle bekende eiwitten, zowel uit gist als andere organismen, die in de verschillende gegevensbanken voorkomen. Voor het project, wist men van 37 genen dat ze op chromosoom III liggen. De onderzoekers konden inderdaad de ORF’s die overeenkomen met deze genen terugvinden. De meeste van de andere 145 ORF’s op chromosoom III zouden op de klassieke manier, dus zonder het ontrafelen van de basenpaarvolgorde van dit complete chromosoom, waarschijnlijk niet zijn ontdekt.

De vraag is wat deze ORF’s precies doen, wat hun functie is en waarom ze niet eerder zijn gevonden. Een voor de hand liggende suggestie is dat sommige genen meermaals in het genoom voorkomen. Een mutatie in een van die kopie챘n kan dan gemakkelijk over het hoofd worden gezien. Bij het vergelijken van de basenpaarvolgorden van de 145 nieuwe ORF’s met die van bekende gistgenen, bleek dit maar in vijftien gevallen aantoonbaar. Een patroon was hier niet in te ontdekken. Het varieerde van genen die coderen voor het enzym serine-dehydratase via structuureiwitten uit de celwand tot regulerende eiwitten.

Nog eens vijftien ORF’s coderen voor eiwitten die sterk lijken op eiwitten uit andere organismen. Sommige daarvan, zoals alcohol-dehydrogenase en asparagyl-tRNA-synthetase, zijn gewone house keeping-eiwitten, die in de meeste organismen aanwezig zullen zijn. Andere ORF’s zijn veel verrassender. Zo is er bijvoorbeeld een gen dat een sterke overeenkomst vertoont met een gen dat codeert voor een stikstofbindend eiwit (nifS) uit stikstof-bindende bacteri챘n. S. cerevisiae neemt zelf geen atmosferische stikstof op, toch kan de gist niet zonder dit gen. Verder was er een gen dat overeenkomst vertoont met zowel een gen uit tabak als met verschillende zoogdiergenen, waaronder 챕챕n uit de mens.

De overige 115 ORF’s vertoonden geen duidelijke overeenkomst met enig ander bekend gen en zijn dus nieuw. Zoals we al aangaven, kunnen we op grond van de basenpaarvolgorde de functie van het bijbehorende eiwit nog niet voorspellen. Wel kunnen motieven worden herkend, zoals volgorden die DNA of ATP binden of die erop wijzen dat het eiwit in de plasmamembraan voorkomt. In een aantal gevallen levert dat dan een aanwijzing op voor de functie van het eiwit.

Intermezzo

De shotgunmethode

Bij de shotgunmethode gaat de computer na welke DNA-fragmenten dezelfde volgorden hebben. Uit deze puzzel volgt de basenpaarvolgorde van het grote fragment.
In plaats van 챕챕n voor 챕챕n overlappende fragmenten met een lengte van een paar honderd basen te analyseren, is het ook mogelijk om lukraak allerlei fragmenten van het DNA te bestuderen. Bij de shotgunmethode wordt het DNA volgens toeval verdeeld in kleine fragmenten (enkele honderden basenparen lang) waarvan vervolgens de basenpaarvolgorde wordt bepaald. Een computer vergelijkt de basenpaarvolgorden en herkent de overlappende delen. Daaruit kan dan de uiteindelijke volgorde van het oorspronkelijke stuk DNA volgen.

Een manier om stukjes DNA van geschikte grootte te krijgen is parti챘le digestie. Bij deze methode is een enzym nodig dat op veel plaatsen in het DNA kan knippen, bijvoorbeeld elke 250 bp. Vervolgens zorgt men ervoor, dat het enzym slechts op een deel van die plaatsen ook daadwerkelijk knipt, bepaald door het toeval. Dat kan bijvoorbeeld door weinig van dit enzym te nemen en het kort te laten werken. Er ontstaan dan fragmenten van willekeurige grootte die elkaar gedeeltelijk zullen overlappen. Deze fragmenten worden vervolgens in plasmiden ingebouwd en in E. coli vermenigvuldigd.

Behalve door middel van een enzymatische veelknipper, kunnen we elkaar gedeeltelijk overlappende fragmenten ook verkrijgen door het DNA met ultrasoon geluid mechanisch in willekeurige stukken uiteen te laten vallen. Bepaalde enzymen kunnen de ‘rafelige’ uiteinden van deze fragmenten repareren, waarna ook deze fragmenten weer in plasmiden worden ingebouwd.

De shotgunmethode is zeer geschikt voor automatisch sequencen. Daarbij worden de vier basen meestal niet met een radioactieve, maar met een fluorescerende stof gelabeld. Een laserstraal zorgt voor de herkenning van de volgorde waarin de vier basen de gel doorlopen. Dit resulteert dan in een grafiek waarin de pieken die de verschillende basen representeren in verschillende kleuren worden weergegeven. De basenpaarvolgorden van de fragmenten worden automatisch ingevoerd in een computer die ze vergelijkt en de uiteindelijke basenpaarvolgorde van het DNA bepaalt.

Einde intermezzo


Gendisruptie

Grote en kleine genomen
Gelukkig is er een methode, zij het een primitieve, om de functie van een gen in de gist te analyseren. Dat is de gendisruptie. Daarbij schakelen we door genetische manipulatie het te onderzoeken gen uit. Dit kan door het ORF geheel of gedeeltelijk te verwijderen of door het gen onder een andere, door de onderzoeker regelbare promoter te plaatsen. Van de 145 nieuwe ORF’s is dit met 55 gedaan. In drie gevallen bleek disruptie letaal; de gist kan zonder het produkt van dat gen niet in leven blijven. Van de overblijvende ORF’s werd van 42 onderzocht of de disruptie gevolgen had voor groei, sporevorming, warmte- of koudegevoeligheid en nog een aantal andere eigenschappen. In veertien gevallen was dat inderdaad het geval. Dus zeventien van de 55 onderzochte genen hebben een of andere functie in de gist, van de overige 28 is dit niet met zekerheid te zeggen en tien genen zijn niet verder onderzocht. Het lijkt echter onwaarschijnlijk dat zo’n groot deel (28 van de 55 genen) van het chromosoom geen nut heeft voor de gist. Er kunnen nog grote verrassingen in het genoom van deze relatief eenvoudige eukaryoot op ontdekking liggen te wachten.

Uit het voorgaande blijkt dat de tweede vraag van het sequenceproject, namelijk wat is de wetenschappelijke waarde van een groot sequenceproject, een duidelijk antwoord heeft opgeleverd. Van de 182 ORF’s op chromosoom III die coderen voor een eiwit van meer dan honderd aminozuren, zijn er 115 nieuw. Ze vertonen geen enkele overeenkomst met enig bekend gen. Dit betekent dat grote delen van het gistgenoom volledig onbekend zijn. Systematisch sequencen van het gistgenoom – en in het verlengde hiervan andere eukaryote genomen – brengt tot nu toe volledig onbekende gebieden aan het licht. Dit betekent wel dat nieuwe methoden moeten worden ontwikkeld om deze genen te kunnen onderzoeken, bijvoorbeeld om na te gaan wat de functie van een onbekend eiwit is.

Een onverwachte, maar zeer plezierige bijkomstigheid van het chromosoom-III-sequenceproject, is de vorming van een Europees ‘gistnetwerk’. Veel Europese onderzoekers onderhielden voorheen hun wetenschappelijke contacten vooral met collega’s in de VS. Het sequenceproject heeft daar verandering in gebracht. Men is nu beter op de hoogte van het bestaan en het werk van andere Europese gistonderzoeksgroepen. Voor sommigen is het deel uitmaken van dit netwerk het belangrijkste argument om ook aan het vervolg van het sequenceproject deel te nemen.

Het hele gistgenoom
De volgorde van chromosoom III is nu volledig bepaald. Inmiddels zijn onderzoekers in het kader van het Europese BRIDGE-project begonnen met de bepaling van de basenpaarvolgorde van de chromosomen II en XI, die respectievelijk 860 en 680 kb lang zijn. De opzet is dezelfde als bij het chromosoom-III-project, maar nu streeft men ernaar dat iedere groep jaarlijks minimaal een reeks van 25 kb opheldert tegen 2 ECU per basenpaar. Door de verbeterde techniek is het aantal basen gestegen en de prijs gedaald. Dit project zal binnenkort worden afgerond. Daarna staan de chromosomen X, XIV en VIII op de lijst. Buiten het EG-project om wordt in Engeland de basenpaarvolgorde van chromosoom IX nagegaan, terwijl men buiten Europa de chromosomen V (VS), VI (Japan), I en binnenkort XVI (Canada) onderzoekt. Het streven is nog steeds om voor het jaar 2000 de basenpaarvolgorde van alle zestien chromosomen van het gistgenoom te kennen. De verwachting is dat dit zal lukken, waarbij er op wordt gespeculeerd dat verbeteringen in techniek en automatisering tot nog grotere capaciteit tegen lagere kosten zullen leiden. Daarnaast is bij de nieuwe EG-subsidieronde voor biotechnologie 챕챕n van de ingediende voorstellen gericht op ontwikkeling van methoden om functies van ORF’s te analyseren.

Andere genomen
Naast S. cerevisiae, worden ook de basenpaarvolgorden van een aantal andere organismen opgehelderd. De meeste publiciteit krijgt daarbij het menselijk-genoomproject (HUGO, The Human Genome Organisation), maar ook van de genomen van de bacteri챘n Escherichia coli en Bacillus subtilis, een nematode (Caenorhabditis elegans) en een plant (Arabidopsis thaliana, de zandraket) worden de basenpaarvolgorden bepaald.

Uit: Natuur & Techniek, 1993, jaargang 61, afl. 3

“Ook de vergelijkende genomica is realiteit geworden. Die discipline ontdekt nieuwe verwantschappen tussen levende wezens.
Er is bijvoorbeeld al gebleken dat Drosophila, een bekend modelinsect voor biologen, en de nematodeworm evolutionair veel dichter bij elkaar liggen dan vroeger werd aangenomen.” 
“Momenteel is het mogelijk om het genoom van bacteriën op enkele weken te bepalen. Het frappante is dat de resultaten parallel lopen voor gewervelde én voor ongewervelde dieren, zodat vergelijkingen mogelijk zijn. Het genoom van een worm en dat van de mens komt voor 70% overeen. De omvang van de levende wezens heeft trouwens niets te maken met de complexiteit van het genoom: het genoom van een sprinkhaan is twee tot drie keer groter dan dat van de mens.”
“De lacune is ongetwijfeld de dreiging dat we door het bos de bomen niet meer zien. Er is nood aan een sterkere mathematisering van de biologie, met wiskundige modellen en technieken.
Dat veronderstelt ook een grotere wiskundige en informatica-bagage bij de bioloog.”

Nutrigenomics, nieuwe mogelijkheden voor de voedingswetenschap

 

 

 

 

—-> zie ook gen- expressie

 

 

in het bijzonder :

 

Hoe voedingsstoffen de genen reguleren

 

 

 

 

 

Door de kennis over de samenstelling van het erfelijk materiaal van de mens en een verscheidenheid aan modelorganismen kan een schat aan genetische informatie nuttig worden aangewend in de voedingswetenschappen. Genomics-onderzoek staat echter nog in de kinderschoenen. Veel is nog niet duidelijk over de biologische functie van genen, over optimale researchdesigns, gegevensanalyse en -interpretatie. De verwachting is dat genomics-onderzoek ons inzicht in de werkingsmechanismen van voeding bij gezondheid en ziekte sterk zal verbeteren. Op termijn kan dit leiden tot betere voedingstherapie챘n en een betere preventie van bepaalde ziekten.

Genomics is het onderzoek naar de samenstelling van het erfelijk materiaal van planten, micro-organismen, dieren en de mens, en de manier waarop de erfelijke eigenschappen worden vertaald naar het functioneren van uiteindelijk het gehele organisme. Dit voorjaar is de DNA-code van alle 30.000 genen van de mens ontrafeld en van veel genen is de code nu al via internet beschikbaar. Die code is eigenlijk niet zo informatief omdat de betekenis en de functie ervan voor het grootste deel nog onbekend zijn.

Op het ogenblik is een zeer snelle technologische ontwikkeling in het DNA-onderzoek aan de gang. Door robotisering en miniaturisering van moleculair-biologische bepalingstechnieken (nanotechnologie), via zogenaamde micro-arrays en DNA-chips kunnen, met minimale hoeveelheden biologisch materiaal, heel snel zeer veel DNA- en RNA-bepalingen worden gedaan.

Op het niveau van de vertaling van DNA-codes in eiwit speelt zich een soortgelijke ontwikkeling af onder de naam proteomics. Op het niveau van metabole omzettingen door deze eiwitten en het karakteriseren van metabolietprofielen spreekt men van metabolomics.

Om de lawine van gegevens uit genomics, proteomics, en metabolomics te kanaliseren tot nuttige informatie ontwikkelt zich bovendien een speciaal toegesneden tak van de informatica: de bioinformatica. Met de technieken uit deze tak kunnen grote aantallen polymorfismen in korte tijd in een klein druppeltje bloed worden bepaald. In verschillende cellen kan worden nagegaan welke genen onder verschillende omstandigheden worden aan- of uitgeschakeld.

 

Genomics-belofte

Genomics belooft op termijn dramatische veranderingen in de biomedische wetenschappen teweeg te brengen. Op moleculair niveau zal steeds beter worden begrepen hoe allerlei processen in cellen en weefsels verlopen, hoe deze worden gereguleerd, hoe deze op pathologische wijze ontsporen en weer in het gareel kunnen worden gebracht. De genetische variatie in de bevolking (polymorfismen) zal uitgebreid in kaart worden gebracht. De consequenties van deze variatie voor het metabolisme en voor het ziekterisico zullen worden achterhaald. Als gevolg hiervan zullen zowel de preventie als de diagnostiek en de therapie van veel ziekten ingrijpend veranderen.

 

Nutrigenomics

Door de ontwikkelingen rond genomics te betrekken bij de voedingswetenschappen (nutrigenomics) zal beter worden begrepen wat de precieze effecten van componenten uit het voedsel in het lichaam zijn. Het gaat hierbij niet alleen om genetische verschillen in het metabolisme van voedingsbestanddelen (nutrigenetics), maar ook om hoe voedingsstoffen via effecten opgenexpressie en -regulatie hun effecten in het lichaam uitoefenen. Deze kennis is van groot belang voor de voedingswetenschap en zal meer dan nu evidence-based voedingsadviezen mogelijk maken. We zijn met nutrigenomics dus waarschijnlijk beter in staat om voedingsadviezen te geven die echt werken (1,2). Echter, al gaan de ontwikkelingen snel, een tijdperk van personal diets (een individueel dieet op basis van de genetische constitutie) ligt nog ver voor ons, als het er al van komt. Het is denkbaar dat het ziekterisico van een individu aan de hand van een groot aantal erfelijke eigenschappen en/of expressiepatronen veel beter kan worden ingeschat. Maar aan genetische screening kleven veel ethische, juridische en maatschappelijke bezwaren. En de voordelen moeten wel heel duidelijk zijn wil het brede publiek zich hierover positief uitspreken.

 

Gezond, veilig en duurzaam

In Nederland is op verzoek van de overheid eind vorig jaar de Tijdelijke Adviescommissie Kennisinfrastructuur Genomics ingesteld. Deze Commissie, onder leiding van dr. Herman Wijffels, heeft inmiddels advies uitgebracht over welke investeringen nodig zijn om de Nederlandse kennisinstellingen in staat te stellen de snelle internationale ontwikkelingen te kunnen laten volgen, waardoor goede kansen op maatschappelijk en economisch gebied benut kunnen blijven (3).

Naast investeringen op het terrein van infectieziekten en multifactori챘le ziekten, heeft de commissie geadviseerd om op het terrein van gezond, veilig en duurzaam voedsel te investeren. Door een Task Force van een aantal betrokkenen bij het Agrofood Genomics Initiatief is ten behoeve van de Commissie Wijffels een notitie geschreven (4) waarin de maatschappelijke betekenis van genomics en voeding nader is toegelicht.

In afbeelding 1, die is ontleend aan deze notitie, staat schematisch weergegeven waar in de agrofoodketen het opbouwen van kennis en infrastructuur rond genomics zijn vruchten kan afwerpen. De consument In de afbeelding valt ten eerste de consumentgestuurde innovatie op, waar het dan ook om gaat. Dit is de beste garantie dat de innovatie in overeenstemming is met de maatschappelijke behoefte en zodoende ook op een breed draagvlak kan rekenen.

Voor de consument staat gezondheid en kwaliteit van leven voorop. De maatschappelijke en economische perspectieven liggen zowel in de preventieve als curatieve gezondheidszorg. Het nutrigenomics-onderzoek zal gebruik maken van de kennis over de genetische achtergrond en de wijze waarop genexpressie en regulatie bij de mens worden be챦nvloed door voedingsbestanddelen. Dit zal leiden tot betere voedingsadviezen en behoud van gezondheid.

Bij de voedselverwerking biedt genomics mogelijkheden tot verbetering van de processing, leidend tot betere kwaliteit tegen lagere kosten. Micro-organismen kunnen bijvoorbeeld effectiever als conserveringsmethode worden ingezet. Genomics zal ook bij voedselveiligheid een grote rol spelen. Bijvoorbeeld, kennis van het genoom van pathogenen zal kunnen leiden tot effectiever bestrijding ervan, wat de houdbaarheid en voedselhygi챘ne ten goede komt.

Genomics, toegepast op het uitgangsmateriaal (plant, dier, micro-organisme), biedt mogelijkheden voor verbeteringen en vernieuwingen in de landbouw en voedselproductie. Behalve hogere opbrengsten zal dit ook de duurzaamheid en biodiversiteit ten goede komen.

 

Conclusie

Het is bijzonder interessant om te zien hoe de integratie van informatie- en communicatietechnologie, nanotechnologie en moleculaire biologie heeft geleid tot de mogelijkheid van een heel nieuwe (moleculaire) kijk op de levensprocessen. Het is nu beter mogelijk om op grote schaal gen-voedingsinteracties te bestuderen en daardoor het inzicht in metabole processen te vergroten. In die zin biedt nutrigenomics nieuwe mogelijkheden voor de voedingswetenschap, waaruit innovatieve toepassingsmogelijkheden kunnen voortvloeien. Echter, we dienen het onderzoek naar het hele organisme en diens interactie met de omgeving niet uit het oog te verliezen. Dus voor de humane voedingsleer is het adagium: cellen en moleculen, maar evenzeer individu en populatie.

 

Referenties

 

  1. Kok FJ.Voeding op de drempel van de 21e eeuw. Voeding Nu 1999;12:18-20
  2. Schouten EG. Erfelijkheid en voeding: recente ontwikkelingen. Voeding en Di챘tetiek, april 2001
  3. Adviescommissie Kennisinfrastructuur Genomics (Commissie Wijffels), april 2001. Adviestekst op website Ministerie OcenW: www.minocw.nl.
  4. Task Force betrokkenen bij Agrofood Genomics Initiatief. Genomics voor gezond, veilig en duurzaam voedsel. De maatschappelijke betekenis van het Agrofood Genomics Initiatief. Wageningen 2001

 

GENOOMRESEARCH BRENGT GEVESTIGDE THEORIEËN AAN HET WANKELEN

http://www.orthos.nl/media/perio/DOK98/DOK98art.htm

ing. Jan Everink
wetenschappelijk publicist

Uitgeverij Orthos Media bv
Antwerpsestraat 1a
2587 AE Den Haag
Telefoon 070-3585673
Fax 070-3587504
Copyright 짤 2003 Orthos Media bv

http://www.orthos.nl/media/perio/DOKind.htm 

Naarmate de kennis over het menselijk genoom (–>http://www.pbs.org/wgbh/nova/genome/explore.html )toeneemt, wordt ook duidelijker dat het DNA minder invloed op de gezondheid heeft dan werd verondersteld. Of veel hoopvolle verwachtingen over medische toepassing van genoomkennis ooit realiteit zullen worden is dan ook nog heel onzeker.
W챕l heeft het genoom-onderzoek nieuwe steun opgeleverd voor het orthomoleculaire principe dat ziektes bij voorkeur behandeld moeten worden met veilige, lichaamseigen stoffen.


Genoom in kaart gebracht

In 1970 meldde een groep genetici, biochemici en celbiologen van Yale University dat ze erin waren geslaagd de locatie en functie van een menselijk gen vast te stellen. Dat was het startsein voor een omvangrijk wetenschappelijk project dat nog voortdurend en in toenemende mate nieuwe kennis oplevert.

In 1977 waren van de circa 35.000 menselijke genen er 200 gelokaliseerd. Ook elders in de wereld werd begonnen met onderzoek van het menselijk genoom. In het begin van de jaren tachtig van de vorige eeuw werden in verschillende landen projecten tot het in kaart brengen van het genoom gestart en in 1989 werd HUGO (HUman Genome Organisation) opgericht.

Inmiddels was duidelijk geworden dat het genoom een uitermate complex geheel is en het werd daarom wel vergeleken met een enorm terra incognita. Het in kaart brengen van dit onbekende gebied wordt mapping genoemd. Deze eerste fase van het menselijk genoom-project is inmiddels gereed. In juni van het jaar 2000 werd de eerste globale schets van het complete menselijke genoom gepubliceerd. Ook zijn al aanzienlijke vorderingen gemaakt met meer gedetailleerd onderzoek. Deze verdere research betreft onder meer het lezen en in databanken vastleggen van de exacte basenvolgordes van de genen, het achterhalen van de functie van ieder gen en het ontwikkelen van medische toepassingen voor de verworven kennis.

Een belangrijke zekerheid die het in kaart brengen van het genoom heeft opgeleverd is dat slechts ongeveer 1% van het DNA uit genen bestaat. De overige 99% van de in totaal circa 3 miljard basenparen in het DNA is niet-coderend en wordt vaak aangeduid als junk-DNA [ref. 1]. Interessant is ook het feit dat op sommige gebieden van het genoom de concentratie genen veel hoger is dan op andere. Men treft als het ware steden, dunbevolkte gebieden en woestijnen aan [ref. 2].


Steeds meer research

De mapping van het menselijk genoom werd in februari 2001 officieel door Francis Collins, directeur van het Amerikaanse NHGRI (National Human Genome Research Institute) [ref. 3], gereed verklaard. Maar dat was nog maar het begin van het genoom-project.

Het huidige onderzoek is op veel meer dan alleen het DNA-gericht. Het DNA is onderdeel van een complex systeem, waarvan ook de DNA-transcripts alsmede de in de cel gesynthetiseerde eiwitten en een veelheid aan in het organisme werkzame metabolieten deel uitmaken. Het onderzoeksterrein heeft zich daarom uitgebreid van alleen het genoom tot ook deze andere gebieden. Met de afkorting GTPM worden de vier samenhangende wetenschappen genomics, transcriptomics (ook wel transcript profiling genoemd), proteomics en metabonomics aangeduid [ref. 4].

            Bij de huidige GTPM-research gaat het erom databanken te vullen met informatie over de exacte basenvolgordes van de genen, over welke genen onder welke omstandigheden tot expressie komen, over de meer dan 100.000 eiwitten die volgens de genetische instructies worden gesynthetiseerd en over de metabolische functies van deze eiwitten in het lichaamssysteem. Het lezen en in databanken vastleggen van de basenvolgordes van alle genen nadert inmiddels zijn voltooiing.      
De mens heeft waarschijnlijk meer dan 200 belangrijke genen te danken aan bacteri챘le infecties. Deze van bacteri챘n naar de mens overgebrachte genen bleken bruikbaar te kunnen zijn voor nuttige eiwitten ten behoeve van het zenuwstelsel en het afweersysteem.http://www.pbs.org/wgbh/nova/genome/expl_06_hitch.html

 

Daarbij gaat het niet alleen om de codes die voor alle mensen gelijk zijn, maar ook om de verschillen die in circa 0,1% van de DNA-posities blijken te kunnen optreden. Deze verschillen zijn heel belangrijk, want ze zijn bepalend voor iemands individuele lichamelijke eigenschappen. De basenparen die van persoon tot persoon kunnen verschillen, worden aangeduid als SNP’s (Single Nucleotide Polymorphisms). Ze zijn ook voor de geneeskunde van groot belang en er is inmiddels al een bibliotheek met 1,4 miljoen SNP’s aangelegd [ref. 2]. Dankzij deze inventarisatie van variabele DNA-posities kunnen ‘risico-genen’ sneller worden gevonden.

Voor de research betreffende het tot expressie komen van genen is de in het midden van de jaren negentig van de vorige eeuw ontwikkelde microarray-technologie heel belangrijk. Met deze technologie is het mogelijk om de expressie-niveaus van duizenden genen op een bepaald tijdstip te registreren. De microarray-technologie wordt voor diverse toepassingsgebieden gebruikt; vooral van belang is de mogelijkheid om de gen-expressie in ziek weefsel te vergelijken met die in gezond weefsel. Aangenomen wordt dat deze technologie ook in de klinische diagnostiek toepassing zal vinden.

De kennis over het menselijk genoom wordt thans nog voornamelijk toegepast ten behoeve van verdere research. Het nog uitblijven van praktische toepassingen weerhoudt overheden en bedrijven er echter niet van om steeds meer geld in het genoom-onderzoek te investeren.


Ander licht op evolutie ?

Over de evolutionaire geschiedenis van de mens komt dankzij het genoom-onderzoek thans opmerkelijke nieuwe informatie beschikbaar. Zowel de genen als de 99% niet-coderend DNA bevatten namelijk velerlei aanwijzingen over onze biologische herkomst.

—>De hypothese dat toevallige DNA-mutaties de loop van de evolutie bepalen is onhoudbaar gebleken.

—->Gewervelde dieren hebben hun genoom in de evolutie ontwikkeld door het op creatieve wijze aanpassen en anders indelen van reeds aanwezige genetische informatie.

Dankzij de nieuwe kennis over het genoom, van de mens en van andere soorten, is thans vrijwel zeker dat de zogenoemde                                    Exon Theory of Genes juist is.

http://www.pbs.org/wgbh/nova/genome/expl_04_exons.html

http://www.google.be/search?hl=nl&q=exon+shuffling+&btnG=Zoeken&meta=lr%3Dlang_nl

 

Volgens deze door Walter Gilbert gepostuleerde theorie ontstaan nieuwe genen in de evolutie door exon shuffling, het anders combineren van korte stukjes DNA-code die fungeren als componenten van genen.

De basis-eenheid van het genoom is niet het gen maar het exon, een stukje DNA dat codeert voor een functionele eenheid binnen een eiwit. Gilbert vergelijkt het combineren van exons tot genen met het bij taalgebruik samenstellen van zinnen uit woorden [ref. 5].

Een manier waarop de soort betere overlevingsmogelijkheden ontwikkelt, is het cre챘ren van nieuwe varianten van nuttig gebleken eiwitten. Zo kwamen er, toen was gebleken dat epitheel een heel nuttig weefsel kan zijn, steeds meer verschillende voor epitheel-eiwitten coderende genen [ref. 2].

Een interessante ontdekking is verder dat de mens waarschijnlijk meer dan 200 belangrijke genen te danken heeft aan bacteri챘le infecties. Deze van bacteri챘n naar de mens overgebrachte genen bleken bruikbaar te kunnen zijn voor nuttige eiwitten ten behoeve van het zenuwstelsel en het afweersysteem [ref. 1].

http://www.pbs.org/wgbh/nova/genome/expl_06_hitch.html

Door het genoom-onderzoek is de evolutietheorie van Jean de Lamarck weer in de belangstelling gekomen.

http://www.pbs.org/wgbh/nova/genome/debate.html

De Lamarck stelde in het begin van de negentiende eeuw dat eigenschappen die gedurende het leven worden aangeleerd soms door het nageslacht overge챘rfd kunnen worden.


Celmetabolisme heel complex

Ook op het gebied van de celbiologie worden bestaande theorie챘n door nieuwe feiten weerlegd. Het celmetabolisme blijkt veel complexer te zijn dan men meende. Dankzij de huidige stand van het genoom-onderzoek weet men dat de genen minder macht hebben dan werd verondersteld. Toch wordt de achterhaalde one-way-DNA-theorie, volgens welke het celmetabolisme en zelfs het hele organisme door de DNA-blueprint wordt bepaald, door de media nog steeds als een wetenschappelijke zekerheid aan het brede publiek verkondigd. 

Het ziet ernaar uit dat ook de huidige fase van het genoom-onderzoek, het nader identificeren van alle circa 35.000 genen, weer slechts een stapje zal blijken te zijn op de weg naar het volledig begrijpen van het celmetabolisme. 

           Bij het identificeren van een gen gaat het erom te achterhalen welke functie het eiwit waarvoor dit gen codeert in het metabolisme heeft. Daartoe wordt geprobeerd de aminozuren-volgorde van het betreffende eiwit vast te stellen, teneinde op basis daarvan meer over de functie te weten te komen. Ook worden ter identificatie van genen wel dierproeven gedaan. Bij het dier wordt dan het gen dat overeenkomt met het te onderzoeken menselijke gen uitgeschakeld. Door de als gevolg daarvan bij het proefdier optredende veranderingen te bestuderen verkrijgt men informatie over de functie van het gen.       
De evolutionaire ontwikkeling van aap tot mens blijkt niet een gevolg van toevallige DNA-mutaties maar van exon-shuffling, het anders combineren van korte stukjes DNA-code. Door het op creatieve wijze aanpassen en anders indelen van reeds aanwezige genetische informatie ontstond uiteindelijk het menselijk genoom.
Archieffoto’s

De resultaten van zulk onderzoek leveren minder duidelijkheid op dan men had gehoopt. Een probleem is onder meer dat eenzelfde gen vaak voor meerdere eiwitten blijkt te kunnen coderen. Dat is mogelijk door alternative splicing, het bij de expressie op verschillende manieren combineren van exons [ref. 2].

Een andere complicerende factor is dat de expressie-niveaus van genen van moment tot moment kunnen veranderen. Expressie-niveaus, en veranderingen daarin, blijken onder meer door voedingsstoffen te worden be챦nvloed [ref. 6].

Het begrijpen van gen-functies wordt ook bemoeilijkt door het feit dat voor het reguleren van een bepaald metabolisme de expressie-niveaus van meerdere genen tezamen verantwoordelijk zijn. De gen-expressie is verder afhankelijk van de zogenoemde epigenetische regulatie, een soort extra geheugen waarover de cel beschikt. De epigenetische regulatie lijkt onder meer verband te houden met de wijze waarop het DNA in de celkern is opgerold.


Bio-informatica

De gen-expressie –en daarmee de eiwitsynthese– is behalve van de genetische code dus nog van diverse andere factoren afhankelijk en dat maakt het verkrijgen van inzicht in het celmetabolisme heel moeilijk. Zonder gebruik van computers zou het interpreteren van de vele onderzoeksresultaten dan ook ondoenlijk zijn. Om de uit het GTPM-onderzoek voortkomende gegevensstroom te analyseren vindt thans een nieuwe computerwetenschap, de bio-informatica, op grote schaal toepassing. Bio-informaticabedrijven verzamelen genoom-informatie in hun databanken en produceren door het nader interpreteren van deze gegevens nieuwe kennis. Ze verkopen toegangsabonnementen tot hun elektronische informatieverzamelingen aan onder meer farmaceutische bedrijven voor prijzen van soms meer dan een miljoen dollar [ref. 7].

            Aanvankelijk was de bio-informatica een publieke aangelegenheid. In het begin van de jaren tachtig van de vorige eeuw nam de U.S. Department of Energy het initiatief tot de oprichting van GenBank, een vrij toegankelijke databank met genoom-informatie. GenBank is thans via het internet beschikbaar bij NCBI (National Center for Biotechnology Information) [ref. 8]. Ook andere voor de wetenschap vrij toegankelijke genoom-databanken kwamen tot stand. Met de NCBI-webservice Entrez kan in verschillende DNA-databanken tegelijk worden gezocht [ref. 9].     
Ter bescherming van financi챘le belangen worden genen, in de vorm van informatie behorend tot een nieuwe diagnostische techniek of een nieuw geneesmiddel, gepatenteerd. Hierop is van verschillende kanten kritiek geuit. Men is bevreesd dat de onafhankelijke genoomresearch er belemmering door ondervindt en dat nieuwe, op genoomkennis gebaseerde geneesmiddelen er onnodig duur door worden.

Voor het genoom-onderzoek is de geautomatiseerde toegang tot de grote hoeveelheden reeds bekende gegevens van onschatbare waarde. 


GTPM-medicijnen

Farmaceutische bedrijven gingen ertoe over hun investeringen in genoomresearch te beschermen door hun onderzoeksresultaten voor zichzelf te houden en hun eigen databanken aan te leggen. Met name informatie over risico-genen is voor de ontwikkeling van nieuwe therapie챘n en geneesmiddelen heel belangrijk.

Verder is men bij de farmaceutische industrie ge챦nteresseerd in informatie over het bij een ziekte overmatig tot expressie komen van bepaalde genen. Een bedrijf dat over dergelijke informatie beschikt, kan proberen een medicijn te ontwikkelen dat de te sterke synthese van bepaalde eiwitten blokkeert.

Bescherming van financi챘le belangen is ook de reden waarom genen, in de vorm van informatie behorend tot een nieuwe diagnostische techniek of een nieuw geneesmiddel, worden gepatenteerd. Op dit patenteren van genen wordt van verschillende kanten kritiek geuit. Onder meer is men bevreesd dat de onafhankelijke genoomresearch er belemmering door ondervindt. Ook heeft het patenteren van genen volgens tegenstanders tot gevolg dat nieuwe, op genoomkennis gebaseerde geneesmiddelen er onnodig duur door worden. Verder vinden veel mensen het principieel onjuist dat op informatie over de levende natuur en de mens octrooi aangevraagd kan worden.

Ondanks de maatregelen om hun research-investeringen te beschermen, zien bedrijven die zijn gespecialiseerd in de ontwikkeling van op GTPM-kennis gebaseerde medicijnen hun financi챘le resultaten tegenvallen. De kosten voor research en ontwikkeling stegen bij het in genomics-medicijnen gespecialiseerde bedrijf Human Genome Sciences van 32 miljoen dollar in het eerste kwartaal van 2001 tot 45 miljoen in het eerste kwartaal van 2002. Het bedrijf leed in het eerste kwartaal van 2002 een verlies van 38 miljoen dollar. Een tegenvaller voor HGS was ook dat het ontwikkelde medicijn Mirostipen, bedoeld als middel tegen de bijwerkingen van chemotherapie, uiteindelijk niet effectief bleek te zijn.

Van de in ontwikkeling zijnde nieuwe geneeswijzen lijkt de zogenoemde gentherapie nog het meest veelbelovend te zijn [ref. 10]. Bij deze techniek wordt getracht risico-genen te corrigeren door goede genen in het lichaam te brengen. Omdat het DNA voor de gezondheid minder belangrijk is dan men aanvankelijk meende heeft gentherapie echter toch slechts beperkte toepassingsmogelijkheden.


Voeding en GTPM

Dat de door genomics, transcriptomics, proteomics en metabonomics verkregen kennis niet zo gemakkelijk in de reguliere geneeskunde toegepast kan worden is begrijpelijk. Hoe meer over het complexe lichaamssysteem bekend wordt, des te duidelijker komt aan het licht dat alleen stoffen die van nature in dit systeem thuishoren veilig als geneesmiddel ingezet kunnen worden.

In een in april 2001 gepubliceerde nota van de Universiteit Leiden werden de te verwachten Leidse onderzoeksresultaten besproken inzake de preventieve en therapeutische toepassingsmogelijkheden van GTPM voor een groot aantal ernstige aandoeningen [ref. 11]. Voor baarmoederhalskanker hoopt men binnen vijf jaar een preventief vaccin te ontwikkelen, maar de te verwachten resultaten met betrekking tot veel andere aandoeningen zijn heel onzeker.

Terwijl de toepassing in de reguliere geneeskunde vooralsnog op zich laat wachten, heeft de GTPM-kennis w챕l krachtige nieuwe wetenschappelijke ondersteuning opgeleverd voor de orthomoleculaire beginselen. Zo verklaarde de Wageningse genomics-onderzoeker Jaap Keijer in een interview dat individuele voedingsadviezen in de toekomst een belangrijke rol in de gezondheidszorg zullen spelen [ref. 12]. Wat in de orthomoleculaire wereld allang bekend was, wordt thans door het GTPM-onderzoek bevestigd: ziekte en gezondheid worden sterk be챦nvloed door voedingsfactoren.

Referenties

1. Billings P, Koliopoulos S: ‘What is the human genome? Ethical eye: the human genome’; 19–28, Council of Europe Publishing, Straatsburg, 2001. ISBN 92-871-4568-7.

2. NHGRI: ‘Ten vignettes; stories of genomic discovery’; webpagina http://www.genome.gov/page.cfm?pageID=10003809.

3. NHGRI-homepage http://www.genome.gov.

4. ‘Genomics, Transcript Profiling, Proteomics and Metabonomics (GTPM) – An Introduction’; ECETOC Document No.42, Brussel, 2001.

5. Gilbert W et al: ‘Origin of genes. Colloquium Paper’; Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 94:7698–7703, juli 1997.

6. Keijer J: ‘Nieuwe techniek toont reactie van genoom op externe invloeden’; Voeding Nu 3(9):17–20, sept. 2001.

7. Howard K: ‘The bioinformatics gold rush’; Scientific American 283(1):58–63, juli 2000.

8. GenBank-homepage http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Genbank/index.html.

9. Entrez-homepage http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Entrez.

10. Manaranche R: ‘Gene therapy. Ethical eye: the human genome’; 69–83, Council of Europe Publishing, Straatsburg, 2001. ISBN 92-871-4568-7.

11. de Groot H et al: ‘Genomics en gezondheid’; Leids Univ. Med. Centrum, apr. 2001.

12. Blom J: ‘Voedingsonderzoek slaat nieuwe wegen in’; VoedingsMagazine 13(1):11–13, jan. 2000.

 


 

 

NOTA

Quote uit vorig bericht ;


(1)—>De hypothese dat toevallige DNA-mutaties de loop van de evolutie bepalen is onhoudbaar gebleken.

(2)—->Gewervelde dieren hebben hun genoom in de evolutie ontwikkeld door het op creatieve wijze aanpassen en anders indelen van reeds aanwezige genetische informatie.


(1) betekent geenszins dat niet-toevallige mutaties worden “gestuurd ” door een intelligentie : of dat “toevallige” mutaties niet kunnen voorkomen …

(2) Het doorheen “husselen” van de genomen door transposons en plasmiden , verhinderd niet dat er ook” genen-aangroei “mogelijk is ( bijvoorbeeld door polyploidie )

Het doorheen husselen van “exons ” , “transposities ” en virale inserties in het genoom zijn allemaal processen waarbij zowel verdubbelingen als veranderingen van functies ,als aan-uit en “silencing ” het” recept /instructie en montage boek” ( handleiding ) dat men het genoom noemt , veranderen

 

zie ook —>

http://mywebpages.comcast.net/lifebook/sex-reprod.html

http://mywebpages.comcast.net/lifebook/toc.html

 

 

LINKS

Exon shuffling

http://www.google.be/search?hl=nl&q=exon+shuffling+&btnG=Google+zoeken&meta=

 

 


 

http://nobelprize.org/medicine/laureates/1993/illpres/exon.html

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?holding=npg&cmd=Retrieve&db=PubMed&list_uids=11329010&dopt=Abstract

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?holding=npg&cmd=Retrieve&db=PubMed&list_uids=11329010&dopt=Abstract

Gene sharing

Carpooling, functioneel vreemdgaan en evolutie

http://evolutie.blog.com/1603721/#cmts

Gene sharing is een nieuw begrip dat Joram Piatigorsky (2007) geintroduceerd heeft in zijn recente boek Gene Sharing and Evolution: The Diversity of Protein Functions. (1)

Gene sharing is een soort carpooling: het gemeenschappelijke gebruik van hetzelfde object. Hij geeft zelf een leuk voorbeeld van een stoel waar je op kunt zitten, of op kunt staan om een lamp aan het plafond te bevestigen, of tegen een deur met dranger zetten om de deur open te houden. Allemaal met dezelfde stoel. Het concept van gene-sharing van Piatigorsky betekent dat één eiwit meerdere chemische functie’s kan uitoefenen.

Het standaard model voor de evolutie van nieuwe functies is dat een duplicatie van een gen de mogelijkheid geeft dat één van beide vrij kan muteren zonder fitness verlies. Dit kan omdat er één intact exemplaar aanwezig is. Maar uit onderzoek is gebleken dat het hebben van twee copieën géén van beiden vrijmaakt. Daarom is het nog maar de vraag of genduplicatie noodzakelijk is voor de evolutie van nieuwe eiwit functionaliteiten.

Gene-sharing zegt dat een eiwit meerdere chemische functies kan uitoefenen zonder gen-duplicatie. Het idee dat single-copy genen coderen voor 2 of meer biochemische functies is niet nieuw en impliceert dat gen duplicatie niet nodig is voor eiwit innovatie.

Orgel heeft ook geclaimed dat eiwit multifunctionaliteit voorafgaat aan genduplicatie in plaats van dat het er een gevolg van is. Het duidelijkste voorbeeld van gene sharing is kip delta2-crystallin and argininosuccinate lyase. Het in water oplosbare structurele eiwit van de lichtdoorlatende ooglens is in hoge concentratie aanwezig en wordt tevens tot expressie gebracht in lagere concentraties in ander weefsels van hetzelfde dier, maar dan met een enzymatische functie. Dus zowel een structurele als een enzymatische functie. Volgens Piatigorsky volgen alle eiwitfamilies die als lens crystallins functioneren het ‘gene-sharing principe’.

We moeten dus op een nieuwe manier gaan denken over genen, eiwitten en hun functie. Niet uitsluitend de basevolgorde en de aminozuurvolgorde is van belang. ook is van belang in welke micro-omgeving binnen de cel, in welk weefsel en in welke mate een gen tot expressie komt.

Niet langer mogen we een gen identificeren met de functie die we het eerst ontdekt hebben, want het kan een tweede functie hebben die misschien net zo belangrijk is.
Gene-sharing doet geen uitspraak over welke functie belangrijker is of welke functie het eerst ontstaan is.

Bovendien kan die multifunctionaliteit in evolutionair opzicht statisch of dynamisch zijn (verschijnen, blijven, verdwijnen).

Evolutie van biochemische functies kan dus optreden zonder de traditioneel noodzakelijk geachte verandering in de aminozuur volgorde.

Piatigorsky gaat een stap verder door te beweren dat gene sharing geldt voor de meeste eiwitten, en dat dit noodzakelijk is voor de ontwikkeling van nieuwe enzymatische functies in evolutie (‘argues that most if not all proteins perform a variety of functions in the same and in different species, and that this is a fundamental necessity for evolution’). Ik ben benieuwd of hij dat in zijn boek waar maakt.

functioneel vreemdgaan

Recentelijk is er in het tijdschrift Biochemistry (2)een soortgelijk mechanisme gepubliceerd. Daar werd op er gewezen dat voor nieuwe enzym functies soms meerdere (soms 10) gelijktijdige mutaties nodig zijn.

Dit is geen realistisch scenario (vraag maar aan de Intelligent Design creationist Michael Behe!). Een realistische oplossing is dat een functioneel enzym als bijwerking een stimulerend effect heeft met een lage efficientie op een geheel andere biochemische omzetting.

Maar wel een nuttig effect heeft. Dit wordt functional promiscuity‘ genoemd. Inderdaad: het met meerdere partners doen! Wanneer de efficientie van de nevenfunctie verhoogd wordt zonder dat de oorspronkelijke functie achteruit gaat, dan heb je een goed mechanisme voor het evolueren van een nieuwe biochemische functie. En het is gradueel met behoud van fitness! Wat wil je nog meer?


(1)Op de site van de uitgever HUP van het boek van Piatigorsky staat een pdf met Contents, Preface, chapter 1: bijzonder handig als je een idee wilt krijgen waar het boek over gaat.

(Marnix Medema )Gene sharing is niet bepaald een ‘nieuw begrip’ hoor. Dezelfde man noemde het al zo in een in 1988 verschenen artikel over de door jou genoemde enzymen.
Classificeert Piatigorsky alternative splicing en (bijv. vroegtijdig stopcodon introducerende) RNA editing ook als gene sharing?

(2)Livnat Afriat, Cintia Roodveldt, Giuseppe Manco, and Dan S. Tawfik (2006) ‘The Latent Promiscuity of Newly Identified Microbial Lactonases Is Linked to a Recently Diverged Phosphotriesterase’, Biochemistry, 45 (46), 13677 -13686, 2006. BICHAw 10.1021/bi061268r S0006-2960(06)01268-2. Web Release Date: November 1, 2006. (abstract).

(Marnix Medema )Voor de promiscuity: de groep van Dan Tawfik heeft er nog veel meer moois over gepubliceerd; een prachtig artikel is bijvoorbeeld:
The ‘evolvability’ of promiscuous protein functions. A. Aharoni et al. Nature Genetics 37(1): 73-76.

The ‘evolvability’ of promiscuous protein functions

The results are proof ( = conclusions derived from the article ? ) of principle that mutation plus selection can create new proteins,
the very thing that IDists  have said couldn’t happen.
There is nothing stopping this from happening in the wild so long as there is selective pressure to encourage it to happen (which is precisely the case with PCP degradation, for example.)
There is no such thing as a laboratory experiment that is not “intelligent designed”.
Any variables that the researchers control means that they’re using “intelligence”,
 So therefore it’s impossible to study any natural process whatsoever ????
What a joke
 .

related; 

Dossiers: Menselijke genetica

 
Ik wil de wereld veranderen’
KNACK 7 juni 2006
Genenjager Craig Venter kan niet stilzitten. Nu het menselijk genoom in kaart is gebracht, trekt hij op zoek naar een bacterie die de ultieme alternatieve energiebron is. Desnoods maakt hij ze zelf. Een gesprek met een man die altijd balanceert op het slappe koord tussen wetenschap en big business.
‘Ik voer een kruistocht voor de waarheid’
KNACK 9 juni 2004
Hij is wellicht een van de ongelovigste mensen ter wereld. Richard Dawkins, de Britse bioloog die ‘het zelfzuchtige gen’ introduceerde, over wetenschap, geloof en het cordon sanitaire rond God.
‘De mens wordt gebakken’
KNACK 3 maart 2004
Wat maakt ons tot mens: onze genen of onze opvoeding? Allebei, dat spreekt vanzelf. Maar hoe werkt dat dan precies? Bioloog Matt Ridley over politiek en wetenschap, het recht op bijziendheid, en het recept voor een mens.
‘We moeten wennen aan onze genen’
KNACK 22 januari 2003
Onze kennis neemt erg snel toe, zegt geneticus Jean-Jacques Cassiman. We kunnen er dus maar beter aan wennen. ‘Over tien jaar zeggen we misschien: ik heb dertig defecte genen, en u?’
Allemaal loten van 챕챕n stam
KNACK 6 november 2002
Het concept verwantschap wordt bijgestuurd door nieuwe inzichten uit het genetisch onderzoek. Een gesprek met de befaamde Britse hoogleraar Bryan Sykes over oermoeders, ons jagersinstinct en de genetica van familienamen.
‘We moeten op de rem gaan staan’
KNACK 7 februari 2001
Maken we baby’s ooit zo mooi en slim als we willen? Worden we nog ziek als we straks ons DNA kunnen manipuleren? En zijn we eigenlijk wel klaar voor wat komen gaat?
Een mens speelt God
KNACK 2 februari 2000
Voor sommigen is hij de vleesgeworden antichrist. Genenjager Craig Venter ontcijfert in ijltempo ons genetisch materiaal en komt zo wel erg dicht in de buurt van de kern van de schepping.
De roulette in ons hoofd
KNACK 5 januari 2000
Is de mens uniek? Of zijn wij niet meer dan een luxueuze versie van de chimpansee? Genetici speuren naar de kenmerken aan de basis van het mens-zijn.
 
 
 
 
 

NaDarwin GEOLOGIE

zie onder Geologie

Vroege schattingen ouderdom aarde

Volgens de Bijbelse tijdrekening is de aarde duizenden jaren oud.                                           

Theologen –onder wie Augustinus en (natuurlijk)° Calvijn– en  ( voor de verlichting werkzame creationistische )wetenschappers gingen daar dan ook onvoorwaardelijk van uit.                                             

YEC’s doen dat nog steeds ..(1 ).

http://scienceblogs.com/pharyngula/2006/07/age_of_the_earth.php
http://springerlink.com/content/uh78u254754ntm17/fulltext.html

Verlichting

 Onder invloed van de verlichting benaderen wetenschappers deze vraag rond 1800 anders, zonder zich daarbij iets van de Bijbel aan te trekken.

*Op basis van de afkoelsnelheid van het steenachtige materiaal van de aarde schat de Fransman Georges-Louis Leclerc in 1779 de ouderdom van de aarde op 75.000 jaar.

 *De Britse geoloog William Smith bedenkt rond 1795 het principe van biostratigrafie: gesteentelagen op verschillende plekken met dezelfde fossielen (= gidsfossielen ) zijn even oud. Dat uitgangspunt gebruiken wetenschappers tegenwoordig nog steeds om de relatieve ouderdom van gesteenten te schatten.

 *Een neef van Smith, John Phillips, schat de ouderdom van de aarde op 500 miljoen jaar. Maar die lange tijd is volgens Charles Darwin tekort om evolutie mogelijk te maken; de aarde moet nog ouder zijn.

Radioactiviteit

Ook de wetenschap gaat verder. Met de ontdekking van radio­activiteit komt het idee de leeftijd van de aarde te bepalen met radiometrische datering: Hoeveel radioactieve stof is omgezet in andere stoffen is een maat voor de leeftijd van de aarde. De meettechnieken worden verfijnd en de aarde wordt steeds ouder:

 *in 1913 schat de Brit Arthur Holmes dat de aarde 1600 miljoen jaar oud is,

*in 1947 is dat toegenomen tot 3350 miljoen jaar,

* en in 1956 wordt het 4550 miljoen jaar.

Tegenwoordig bepalen wetenschappers de leeftijd van de aarde op 4567 miljoen jaar.

( ° = dit  artikel komt uit het refdag . de huiskrant van de  fundamentalistische Nederlandse protestante creationisten )

 

Absolute Dateringen
Inleiding tot absolute dateringen en hun toepassing.
Een artikel van Thomas de Wilde.


De geologie is de wetenschap met als studieobject onze Aarde, en tegenwoordig ook de andere planeten. Een van de belangrijke domeinen is de ouderdom van de Aarde, om deze te bepalen kunnen relatieve en absolute dateringsmethodes  worden gebruikt. De relatieve datering steunt op een paar eenvoudige principes en kan rechtstreeks op het terrein worden toegepast, waardoor je direct weet welke lagen ouder zijn dan de andere. Het nadeel is echter dat je geen absolute getalwaarden bekomt, daarvoor heb je absolute dateringen nodig.

Veruit de belangrijkste van de absolute dateringsmethodes zijn de radiometrische methodes. Deze steunen op het verval van radioactieve isotopen (de moederisotopen) tot stabiele elementen (dedochterisotopen), de belangrijkste zijn de uranium-loodmethodes, de kalium-argonmethode, de rubidium-strontiummethode en de radioactieve-koolstof(14C) methode. Elk moederisotoop heeft haar eigen halveringstijd (de tijd waarin de helft van de aanwezige moederisotopen wordt omgezet in dochterisotopen) en elke dateringsmethode is dus representatief binnen zijn tijdsinterval. In tegenstelling tot wat je intuitief zou kunnen denken blijft deze halveringstijd constant, statistisch gezien is dit de tijd waarop een moederisotoop 50% kans heeft om te vervallen, dus na eenmaal de halveringstijd is nog maar de helft van de moederisotopen aanwezig, na tweemaal de halveringstijd nog maar een kwart, na driemaal een achtste en ga zo maar door.

In Uraniumrijke mineralen (zoals zirkoon en uraniniet) zijn er drie radioactieve isotopen noemenswaardig aanwezig Thorium (232Th) en Uranium (235U & 238U). Alledrie vervallen ze compleet onafhankelijk van elkaar tot een stabiel loodisotoop, de drie methoden kunnen dus gemakkelijk als controlemiddel op elkaar gebruikt worden. Het enige mogelijke nadeel hierbij is dat het verval van alledrie de moederisotopen in meerdere stappen gebeurt, enkel de eerste stap is snelheidsbepalend, de isotopen die gevormd worden voordat het dochterisotoop wordt bereikt zijn kortlevend, hooguit enkele seconden, maar als in een tussenstap van twee methodes eenzelfde element wordt gevormd dan zou dat zijn invloed kunnen hebben op de betrouwbaarheid van de datering. Gelukkig blijkt bij uitzetting van de stappen dat er geen enkele overlap is, sterker nog het is zelfs wiskundig onmogelijk aangezien de atoommassa (het getal in superscript voor het element) enkel met veelvouden van 4 kan dalen. In de tabel hieronder zijn de moederisotopen en dochterisotopen gegeven met hun halveringstijd en de tijdspanne waarover zij betrouwbare dateringen geven.

Moederisotoop Dochterisotoop Halveringstijd Bereik
238U 206Pb 4,5 miljard jaar 10 miljoen – 4,6 miljard jaar
235U 207Pb 0,71 miljard jaar 10 miljoen – 4,6 miljard jaar
232Th 208Pb 14,1 miljard jaar 10 miljoen – 4,6 miljard jaar

Voor wie vindt dat drie controles nog niet genoeg is ook met de verhouding van lood 207Pb/206Pb kunnen we de ouderdom bepalen aangezien 235U en veel kleinere halveringstijd heeft dan 238U stijgt deze loodverhouding met de tijd. De fissiesporenmethode is een vijfde controlemiddel waarover verder meer uitleg.

Kalium is een van de meest voorkomende elementen op aarde. Het radioactieve isotoop 40K desintegreert in een eenstapsreactie, afsplitsing van een b-deeltje, tot 40Ar. Dit is ongeveer de enige radiometrische methode die ook op sedimentaire gesteenten gebruikt wordt, gezien Kalium een belangrijk bestanddeel is van glauconiet, een van de weinege sedimentaire gesteenten die een correcte datering zal opleveren. Deze methode heeft echter een nadeel Argon is een edelgas en bindt zich dus niet, hierdoor weten we wel dat alle 40Ar die in een mineraal opgesloten zit van het Kaliumverval afkomstig is en de analyse kan dus een betrouwbare ouderdom verschaffen. Maar wanneer het gesteente boven de 125� wordt verwarmd, zeer oud is of aan een hoge verweringsgraad heeft blootgestaan, is het niet onwaarschijnlijk dat reeds een deel van het Argon het mineraal heeft verlaten, en zal de bekomen ouderdom te jong zijn. Ook kan een te oude ouderdom bekomen worden daar atmosferisch Argon kan binnendringen in stollende lava’s. 40K heeft een halveringstijd van 1,3 miljard jaar en de dateermethode heeft een bereik van 1 miljoen tot 4,6 miljard jaar, het is echter ook mogelijk om Kaliumrijke lava’s die amper 100000 jaar geleden zijn uitgevloeid absoluut te dateren.

De Rubidium-Strontiummethode wordt vaak gebruikt om de ouderdommen bekomen met de Kalium-Argonmethode te controleren. 87Rb vervalt met uitstraling van een

b-deeltje tot 87Sr met een halveringstijd van 47 miljard jaar. Hoewel het bereik van deze methode veel lager ligt (20 miljoen tot 4,6 miljard jaar) dan bij de Kalium-Argonmethode heeft deze methode het voordeel dat het Strontium niet ontsnapt als mijn het mineraal opwarmt. Behalve ouderdomsbepaling op basis van het aantal moeder- en dochterisotopen, wordt er ook met de verhouding ten opzichte van86Sr gewerkt, dit is een element dat niet ontstaat door radioactief verval. Hiervoor worden de hoeveelheden 86Sr, 87Sr en 87Rb in verschillende stalen van het gesteente gemeten en worden de verhoudingen87Sr/86Sr en 87Rb/86Sr ten opzichte van elkaar uitgezet, de punten op deze grafiek voor de verschillende stalen, die dezelfde leeftijd hebben, vormen een rechte, de isochrone. Uit de helling van deze isochrone kunnen we de ouderdom afleiden, hoe steiler hoe ouder.

De radioactieve-koolstofmethode is een radiometrische dateermethode die enkel geschikt is voor relatief jonge voorwerpen (niet ouder dan 50000 jaar). Koolstof is een belangrijk onderdeel van alle levende wezens en komt voor als 3 isotopen: 12C en 13C, die stabiel zijn, en 14C, radioactieve koolstof. 14C wordt hoog in de atmosfeer gevormd door toedoen van kosmische straling, dit is een heel hoog energetische straling die bij botsing met atoomkernen deze laatste doet uiteenvallen in protonen en neutronen. Bij botsing van een neutron met een stikstof(14N)-atoom, zendt deze laatste zelf een proton uit en wordt er radioactieve koolstof gevormd. Zo komt het dus dat ook 14C, met zijn lage halveringstijd van 5730 jaar, nog in de atmosfeer voorkomt. Gedurende hun hele leven nemen planten koolstof, en dus ook altijd een deel 14C, opneemt onder de vorm van CO2 om aan fotosynthese te doen en door het eten van planten en planteneters komt het dus ook in alle dieren terecht. Op deze manier wordt 14C samen met 12C en 13C, in bijna constante verhoudingen door levende wezens geabsorbeerd, maar als ze sterven wordt de 14C niet meer aangevuld en vervalt het met uitstraling van een

b-straaltje tot 14N, hierdoor zakt de 14C/12C-verhouding en op basis hiervan kunnen we dateren. Hoewel vandaag echter de 14C/12C-verhouding in de atmosfeer zo goed als constant, zijn er aanwijzingen dat deze belangrijke schommelingen heeft ondergaan in de laatste duizenden jaren, daarom moeten dateringen met de 14C-methode altijd worden gecalibreerd. De 14C-methode is heel populair in de archeologie en wordt nog dagelijks toegepast.

Zoals je kunt zien is er in de radiometrische dateringen een gat tussen de 50000 en 1 miljoen jaar. Nu zijn er naast de radiometrische methodes ook nog een aantal niet-radiometrische absolute ouderdomsbepalingen, de meeste hiervan zijn enkel geschikt voor jonge voorwerpen, enkel de voornaamste worden hier besproken.

De dendrochronologie is gebaseerd op het vergelijken van de jaarringen van bomen, deze methode kan natuurlijk enkel toegepast worden op hout. De jaarringen van bomen worden onder normale omstandigheden dunner van binnen naar buiten, maar in crisisperiodes heb je jaarringen die dunner zijn dan normaal en in periodes van overvloed heb je dikkere jaarringen. Aangezien in een zelfde gebied die periodes van crisis en overvloed logischerwijs op hetzelfde ogenblik plaatsgrijpen, kunnen we door vergelijking van de jaarringen op verschillende planken tot 9000 jaar terug in de tijd gaan.

Ook op basis van korstmoskolonies kan men absolute ouderdommen bepalen, deze methode noemt men de lichenometrie en wordt gebruikt om te bepalen hoe lang een gesteente is blootgesteld aan atmosferische condities. Korstmoskolonies groeien aan een constante lage snelheid, onafhankelijk van het klimaat. Met behulp van stenen voorwerpen van gekende ouderdom, bv. grafstenen en bruggen, waarop korstmossen zijn gaan groeien, kunnen we bepalen hoe snel korstmossen groeien en dit toepassen op het te onderzoeken gesteente. Deze methode wordt vooral toegepast om de ouderdom van oude aardschokken te bepalen. Door interferentieverschijnselen kan ook deze methode niet gebruikt worden om voorwerpen ouder dan 9000 jaar te dateren.

De Zweedse baron de Geer ontwikkelde de varvenchronologie, deze methode is vooral handig bij dateren van de afzettingen van glaciaire meren. In de winter als het water bevroren is wordt enkel een weinig uiterst fijn sediment (van de kleifractie) afgezet, dit resulteert in een dun donker laagje kleiig sediment. In de zomer wordt door het smeltwater grover sediment (van de silt- en zandfractie) aangevoerd, dit resulteert in een dikker en bleker laagje. Per jaar heb je dus  een donker en een bleek laagje, deze worden met het Zweedse woord �varven” (spreek uit warven”) aangeduid. Met deze methode kun je ook gebeurtenissen, zoals aardverschuivingen, in de ontwikkeling van het meer eenvoudig opsporen en nauwkeurig dateren.

De fissiesporenmethode is geen radiometrische dateermethode, maar steunt wel op radioactieve processen. Wanneer 238U fissie (kernsplijting) ondergaat, dan worden twee nieuwe atomen van gelijkaardige massa gevormd, die met grote snelheid door het kristalrooster bewegen en een rechtlijnig spoor van beschadiging achterlaten, een fissiespoor. Dit fissieproces gaat continu door en is niet hetzelfde als het radioactief verval van 238U. Met deze fissiesporen, het spreekt voor zich dat hoe meer er zijn hoe ouder het gesteente is, kunnen we accuraat gesteenten van tussen de 50000 en enkele miljarden jaar dateren. Ze is vooral bruikbaar voor vulkanische glazen en mineralen als Zirkoon en Apatiet. Het nadeel is echter dat deze sporen verdwijnen bij matig hoge temperatuur, deze methode kan dus niet gebruikt worden bij datering van matig tot sterk metamorfe gesteenten.

Hiermee zijn de belangrijkste absolute dateermethodes vermeld. Voorwerpen en gesteenten over de hele aardgeschiedenis kunnen dus worden gedateerd. We mogen ook op beide oren slapen wat betreft de betrouwbaarheid van absolute dateringen, er worden altijd meerdere stalen van een laag gedateerd en er worden meerdere onafhankelijke dateermethodes op toegepast om te zien of de data betrouwbaar zijn, bv. de 3 uranium-lood-methodes, de loodverhouding en de fissiesporenmethode. De betrouwbaarheid van absolute dateringen is immers aan bepaalde voorwaarden verbonden, controle is geen overbodige luxe.


Bronnen:

Cursus Algemene Geologie voor de 1e kandidatuut Geologie (2003-2004) aan de Universiteit Gent, gedoceerd door Prof.dr.S.Louwye, geschreven door Prof.dr.P.De Paepe
(1)

(Thomas De Wilde )

“…Ik kan maar niet vaak genoeg herhalen dat een oude aarde al een feit was lang voor dat Darwin en Lamarck met hun evolutietheorieën op de proppen kwamen, of zelfs al maar geboren waren. Ik vraag me ook af hoe Young Earth Creationisten hun opvatting over een zes of tienduizend jaar oude aarde willen rijmen met het feit dat wetenschappers als Richard Owen en Charles Lyell, die niet anders wisten dan dat God de wereld en het leven had geschapen, de aarde reeds als vele miljoenen jaren oud beschouwden. Het lijkt wel of zij als 19e eeuwse creationisten wetenschappelijk verder waren dan hun moderne geestesverwanten…”

Huidige Creationisten pap

steunt bijvoorbeeld  op  ( de creationisten van ) RATE 
http://www.refdag.nl/artikel/1390877/Aarde+geen+miljarden+jaren+oud.html

Waarom we niet leven op een jonge Aarde
Argumenten voor een jonge Aarde en waarom ze niet kloppen.
 Een artikel van Thomas de Wilde.


Waarom het gedaan wordt, is mij een raadsel, maar sommige mensen willen kost wat kost met valse argumenten aantonen dat de Aarde gewoon veel jonger is dan ze werkelijk is. Over het feit of ze hierbij gewoon liegen of zich gewoon slecht inlichten, spreek ik mij niet uit, maar ik ga hier aantonen dat ze het bij het verkeerde eind hebben. Hierbij ga ik als volgt te werk, ik geef een argument dat aangehaald is voor een jonge Aarde en nadien weerleg ik het, daarna het volgende argument enzovoort. Hier komt het eerste argument:

  • Helium in de atmosfeer.
    Bij de omzetting van uranium of thorium in lood komen heliumatoomkernen (alfadeeltjes) vrij en dat heliumgas wordt aan de atmosfeer afgegeven, en wel ongeveer 300.000 ton per jaar. Nu bevat de atmosfeer ongeveer 3,5 miljard ton helium. Zelfs als we aannemen dat al dit helium door radioactiviteit is ontstaan, dan levert dit toch slechts een ouderdom van de atmosfeer op van iets meer dan 10.000 jaar! Men kan daaraan niet ontkomen door te opperen dat het meeste heliumgas aan de aantrekkingskracht van de aarde is ontsnapt en de ruimte is ingevlogen. Er bestaan juist krachtige aanwijzingen dat helium niet aan de atmosfeer kan ontsnappen, maar integendeel juist vanuit de ruimte voortdurend onze atmosfeer binnendringt. Daarom lijkt er maar 占쏙옙n conclusie: onze atmosfeer is zeer jong.

De eerste twee zinnen van dit argument kloppen, hoera! Maar de schrijver is duidelijk niet goed ingelicht wat betreft de rest, hij vergeet immers twee belangrijke zaken: de ideaalgaswet en de zonnewind, waaruit volgt dat helium wel met verloop van de tijd uit de atmosfeer kan ontsnappen. De ideaalgaswet stelt PV=nRT of in woorden: de druk maal het volume is gelijk aan het aantal deeltjes maal deuniversele gasconstante maal de temperatuur, ongeacht de aard van het gas. Aangezien bij de vorming van helium het aantal toeneemt en de druk en temperatuur, hoewel op verschillend op verschillende hoogte, overal nagenoeg gelijk blijven, en de constante R vanzelfsprekend gelijk blijft, spreekt het voor zich dat dit dus een verandering in het volume teweeg brengt. Aangezien helium een heel licht gas is, stijgt het naar de bovenste regionen van de aardatmosfeer (vgl. een heliumballon die opstijgt als je hem laat vliegen) en als het volume toeneemt zal uiteindelijk een hoogte bereikt worden waar de middelpuntsvliedende kracht belangrijker is dan de gravitatiekracht, en de deeltjes die dat punt passeren ontsnappen dus aan de aardgravitie. De zonnewind is een magnetische wind die constant “waait” aan 400m/s en deze neemt ook wat lichtere elementen mee uit de bovenste regionen van onze aardatmosfeer.

  • Meteorietenstof.
    O.a. volgens onderzoekingen met aardsatellieten vallen per jaar tientallen tonnen meteorietenstof op de aarde; dit stof heeft een nikkelgehalte van 2,08 tot 2,80%. Als onze aarde 4,5 miljard jaar oud zou zijn, zouden er tientallen tot honderden biljarden tonnen stof op de aarde zijn gevallen en zou elke vierkante meter van de aardbodem met vele tientallen nieters van dit stof zijn bedekt. Bovendien kan men op grond van de totale hoeveelheid nikkel in de aardkorst vaststellen dat slechts een fractie van de vermeende hoeveelheid meteorietenstof (met daarin het nikkel) op de aarde is gevallen, d.w.z. in een fractie van de vermeende periode van 4,5 miljard jaar. Hoe groot is die tijdfractie? Wel, rivieren vervoeren � 375 miljoen ton nikkel per jaar naar de oceanen, en deze bevatten � 3500 miljard ton nikkel. Als men aanneemt dat al dit nikkel door de rivieren is vervoerd, zou dit binnen 10.000 jaar het geval kunnen zijn geweest.

Platentectoniek, een constante vernieuwing van onze mooie aardkorst, biedt al een verklaring waarom die stoflaag niet zo dik is, ook moet men er rekening mee houden dat dit niet de Maan is, er is hier wind en dat stof is vrij licht en bevindt zich dus voor een groot stuk in onze atmosfeer. Ook is al lang aangetoond dat de door creationisten aangehaalde jaarlijkse hoeveelheid meteorietstof op een rekenfout slaat (zie Stof op de Maan). Wat betreft het oceaanargument, de oplosbaarheid van nikkel in water is niet onuitputtelijk, het teveel slaat neer. Dit kan blijven liggen waarbij het uiteindelijk in de aardmantel zal verdwijnen door de platentectoniek, deze kunnen ook meegevoerd worden en weer op het land worden afgezet.

  • Oceaanchemie.
    Soortgelijke berekeningen kunnen voor vele andere in de oceanen opgeloste chemicali�n worden gemaakt. Uiteraard lopen zulke berekeningen erg uiteen, omdat lang niet alle chemicali�n in de oceanen in dezelfde mate uit de rivieren afkomstig zijn en in het verleden (met name als we aan de zondvloed denken!) de jaarlijks aangevoerde hoeveelheden zeer verschillend kunnen zijn geweest. Zo vinden we o.a. voor aluminium 100 jaar, silicium 8000 jaar, koper 50.000 jaar, uranium 500.000 jaar, zilver 2,1 miljoen jaar en magnesium 45 miljoen jaar. Maar in ieder geval staan deze getallen ver af van de vermeende ouderdom van 4,5 miljard jaar. Dat geldt ook voor de hoeveelheden sedimenten op de oceaanbodem; uit de jaarlijkse toename daarvan kan men berekenen dat ze op zijn hoogst enkele tientallen miljoenen jaren oud kunnen zijn en waarschijnlijk veel minder. Daarbij komt dat deze jaarlijkse toename door erosie van het landoppervlak afkomstig is; men kan berekenen dat al het landoppervlak op aarde binnen 14 miljoen jaar tot op zeeniveau zou worden wegge�rodeerd, zodat onze aarde vele malen jonger moet zijn.

Het belangrijkste metaal vergeten ze natuurlijk, Natrium is in veruit de grootste mate in de oceanen aanwezig! Nu goed, de beperkte aanwezigheid van deze metalen is te wijten aan hus beperkte oplosbaarheid, en Uranium heeft natuurlijk ook nog te kampen met radioactief verval. Het sediment dat in de oceaan wordt aangevoerd blijft natuurlijk niet allemaal mooi op de oceaanbodem liggen, het meeste wordt door de turbulente oceaanstroming meegevoerd en ergens afgezet, hetgene dat blijft liggen verdwijnt na een tijd de aardmantel door de platentectoniek. Dat het landoppervlak niet na 14 Ma zou zijn wegge�rodeerd spreekt voor zich, deels omdat die sedimenten terug worden aangevoerd, deels omdat met de platentectoniek constant nieuwe aardkorst wordt aangemaakt.

  • Aardmagnetisme.
    Uit nauwkeurige metingen gedurende 140 jaar is gebleken dat de sterkte van het aardmagnetische veld vervalt met een halfwaardetijd van 1400 jaar. Terugrekenend betekent dat echter dat de aarde 10.000 jaar geleden een magnetische ster en 52.000 jaar geleden een pulsarster was! Dat is onaanvaardbaar en wijst erop dat de aarde niet veel ouder kan zijn dan 10.000 jaar. Men heeft wel getracht onder deze conclusie uit te komen door omkeringen van het aardmagnetische veld in het verleden aan te nemen; maar de plaatselijke omkeringen in de magnetisatie van gesteenten die wel zijn waargenomen en die men gebruikt om deze opvatting te ondersteunen, blijken gemakkelijker door fysisch-chemische processen te kunnen worden verklaard. Wie daarom de conclusie wil bestrijden, kan dat alleen doen op grond van dezelfde vooronderstellingen die evolutionisten hanteren om zeer veel hogere ouderdommen voor de aarde voor te stellen. Tussen haakjes: de afname van het aardmagnetisch veld betekent ook een afname van onze bescherming, ons schild, tegen kosmische straling.

Paleomagnetisme is nog niet zo oud, maar de conclusies zijn vrij duidelijk, het aardmagnetisme verandert! Dit alles gebeurt echter op een compleet onregelmatige manier, in het Krijt was er bijvoorbeeld een heel lange magnetische kalmte. Dat de positionering van al die magnetische deeltjes makkelijker door fysisch-chemische processen verwezenlijkt wordt kan best wel zijn, maar je moet eens nagaan hoe groot de kans is dat ze allemaal in dezelfde richting wijzen, dat kan gewoon geen toeval zijn. Dit magnetisch proces is overigens ook een fysisch-chemisch proces.

  • Populatiestatistiek.
    Studie over de groei van de wereldbevolking, uitgaande van de verdubbelingstijd, van de gemiddelde gezinsgrootte of van de jaarlijkse toename, wijzen erop dat de huidige mensheid zo’n 5 � 6000 jaar oud is (dat is dus vanaf de zondvloed). Dit soort berekeningen is natuurlijk vrij onnauwkeurig, maar in ieder geval tonen die berekeningen duidelijk aan dat de mensheid nog geen honderdduizenden jaren op aarde kan verkeren, want dan zouden er inmiddels evenveel mensen als bacteri�n moeten wonen.

De schrijver is nog onnauwkeuriger dan hij zelf al aangeeft, de populatie is pas echt beginnen toenemen een paar honderd jaar terug. Voordien was er niet echt een grote verandering in de wereldpopulatie omdat het sterftecijfer en geboortecijfer heel dicht bij elkaar lagen, aangezien de hygi�ne toen absoluut niet zo goed was als nu. In goede jaren lag het geboortecijfer hoger, in jaren van ziekte of oorlog lag het sterftecijfer hoger. Grote populaties zijn ook veel kwetsbaarder voor ziekte, niet alleen is de kans dat een gevaarlijke ziekte uitbreekt groter, maar de impact van die ziekte zal ook veel sterker zijn. Door een sterke verbetering in de hygi�ne echter, is het sterftecijfer rond 1800 ferm gedaald. Ondertussen is hier ook het geboortecijfer naar omlaag gegaan en berekeningen stellen dat het onder het sterftecijfer zal duiken. Dat de wereldpopulatie toch nog serieus stijgt is vooral te danken aan de derde-wereldlanden. (Lees ook: Te weinig mensen voor een oude aarde?)

  • Geostatische druk.
    Dit is de druk van aardlagen op materiaal dat zich daar onder bevindt, zoals aardolie en aardgas. Deze druk is zo enorm hoog, dat de materialen waaruit de olie en het gas ontstonden, zeer plotseling en diep begraven moeten zijn; verder is het onmogelijk dat de aardlagen over vele miljoenen jaren deze materialen onder deze enorme druk zouden hebben kunnen vasthouden. Het feit dat we �berhaupt nog gas- en olievelden bezitten, moet dan ook het gevolg zijn van een gigantische catastrofe die niet miljoenen maar hoogstens duizenden jaren geleden moet hebben plaatsgevonden.

Het is niet zo dat dit aardgas en -olie is ontstaan en daarna begraven. Neen, beide zijn ontstaan nadat ze al zo diep begraven waren dat ontsnappen nagenoeg onmogelijk was. Het is niet uitgesloten dat ze op sommige plaatsen toch zijn ontsnapt, maar het feit dat we nog gas- en olievelden hebben, is geenszins een argument voor een jonge Aarde. Overigens was zelfs in het geval van een heel snelle begraving, het aardgas toch ontsnapt, tenzij de Aarde plotseling omgeven werd door een enorme schil, hetgeen mij weing waarschijnlijk lijkt

  • Afkoeling van de aarde.
    De periode die de aardbol zou hebben nodig gehad om van een vloeibare toestand af te koelen tot haar tegenwoordige temperatuur, bedraagt (zonder radioactiviteit) slechts 22 miljoen jaar. Aan gezien radioactieve elementen in de aardkorst warmte produceren, wordt dit getal 45 miljoen jaar – maar ook dat staat nog eindeloos veraf van de miljarden jaren waaraan de evolutionisten denken. Als de aarde trouwens niet in gesmolten toestand haar geschiedenis is begonnen maar bij een veel lagere temperatuur werd geschapen, wordt dit getal van 45 miljoen jaar natuurlijk vele malen lager.

Hoe komen ze erbij dat de Aarde in vloeibare toestand is begonnen? De Aarde was aanvankelijk volledig gasvormig, dat maakt de afkoelingstijd al een hoop langer, de overgang van gasvormig naar vloeibaar kost altijd een stuk meer warmte dan de overgang van vloeibaar naar vast. Er hebben ook verscheidene periodes van hersmelting plaatsgevonden door meteorietenregens, getuige hiervan is de maan. De Aarde bevindt zich ook niet in een koude ruimte waar zij niets van warmte ontvangt, integendeel, de zon zorgt voor vrij veel warmte. Naast deze vormen is er ook nog interne warmte: radiogene warmte, afgestaan bij radioactief verval, accretiewarmte, bekomen bij het samendrukken van materiaal in diepere aardlagen, en latente warmte, door de kern afgestaan bij uitkristallisatie. Dit alles bij elkaar is een miljarden jaren oude Aarde niet zo onwaarschijnlijk als hier wordt voorgesteld.

  • Radioactieve halo’s.
    Dit zijn bolvormige zones van stralingsbeschadigingen in gesteentekristallen. Deze zones omgeven uiterst kleine hoeveelheden radioactieve elementen zoals uranium, thorium en polonium, die aan de hand van de vorm van de halo’s gemakkelijk kunnen worden ge�dentificeerd. De halfwaardetijden van de drie radioactieve vormen (isotopen) van polonium zijn echter uiterst laag, terwijl poloniumhalo’s toch zeer veel voorkomen in stollingsgesteenten over de hele aarde. Maar hoe kunnen er �berhaupt zulke halo’s voorkomen, waar radioactief polonium toch al lang moet zijn verdwenen tegen de tijd dat het magma voldoende is afgekoeld om kristal vorming mogelijk te maken? Dit wijst erop dat zulke stollingsgesteenten, die de oorspronkelijke aardkorst hebben gevormd, plotseling zijn ontstaan (d.w.z. geschapen) – en aangezien zulke gesteenten overal voorkomen, wijst dit erop dat de hele aarde in ��n oogwenk is geschapen.

Als iemand zich beter had ingelicht, had die persoon geweten dat Uranium en Thorium in meerdere stappen vervallen, waarvan de meeste heel kortlevend zijn. Polonium is een van de kortlevende elementen die gevormd worden bij het verval, vandaar dat zoveel poloniumhalo’s voorkomen in stollingsgesteenten.

Hieronder het vervalschema van 238U, (en U235) hieruit is duidelijk op te maken dat polonium gevormd wordt.

http://nl.wikipedia.org/wiki/Uranium-looddatering
http://nl.wikipedia.org/wiki/Categorie:Radiometrische_datering

http://www.radioactiviteit.com/radioactiviteit.html

Bronnen:

  1. Het ontstaan van de wereld” (Hieruit komen de argumenten voor een jonge Aarde)
  2. Cursus Algemene Geologie deel I voor de 1e kandidatuur Geologie (2003-2004) aan de Universiteit Gent, gedoceerd en geschreven door Prof.dr.J-P.Henriet.
  3. Cursus Algemene Geologie deel II voor de 1e kandidatuur Geologie (2003-2004) aan de Universiteit Gent, gedoceerd door Prof.dr.S.Louwye, geschreven door Prof.dr.P.De Paepe.
  4. Cursus Algemene en Anorganische Chemie voor de 1e kandidatuur Geologie (2003-2004) aan de Universiteit Gent, gedoceerd en geschreven door Prof.dr.A.Goeminne.
  5. Cursus Fysische Geografie en Geomorfologie voor de 1e kandidatuur Geologie (2003-2004) aan de Universiteit Gent, gedoceerd en geschreven door Prof.dr.M.De Dapper.
  6. Cursus Algemene Geologie voor de 1e kandidatuur Geologie (2003-2004) aan de Universiteit Gent, gedoceerd door Prof.dr.S.Louwye, geschreven door Prof.dr.P.De Paepe.
  7. Cursus Petrologie en Geodynamiek voor de 1e kandidatuur Geologie (2003-2004) aan de Universiteit Gent, gedoceerd door Prof.dr.P.Van den hautte, geschreven door Prof.dr.P.De Paepe.
  8. Mijn geheugen.
De ouderdom van de aarde Een artikel van Thomas de Wilde, met dank aan Tjeerd Plantinga & Lars Brugman.


Wetenschappers, filosofen en bizarre fantasten hebben lang gespeculeerd over de leeftijd van de aarde.
In 1650 verkondigde bisschop James Ussher dat de wereld was ontstaan in 4004 v.C. Niemand was hierover verbaasd. De datum werd algemeen geaccepteerd en in de kantlijn van de King-James-bijbel werd het gedrukt. Maar hoewel Usshers logica zeer plausibel klonk, waren de door hem gehanteerde getallen fout.
Edward Lhuyd berekende aan de hand van zwerfkeien in zijn geboortestreek Wales dat de wereld duizenden jaren ouder moest zijn dan Ussher veronderstelde. Astronoom Edmund Hally suggereerde dat het zoutgehalte van de zee de sleutel was tot de leeftijd van de aarde. Graaf de Buffon probeerde het afkoelen van de aardkorst na te bootsen met kleine verhitte loden balletjes om zo het warmteverlies te vergelijken; hij kwam tot de slotsom dat de aarde 10 miljoen jaar oud was. Ook Lord Kelvin probeerde zoiets dergelijks, zijn conclusie was een aarde van 25 miljoen jaar.
Geoloog Charles Lyell dacht dat de aarde was onstaan door natuurlijke processen, dus dat de continenten, vlakten, bergen, maar ook de typische opeenstapeling van aardlagen binnen de geologische kolom, werden gevormd door de werking van erosie (regen, wind), aardbevingen, vulkanen en dergelijke natuurkrachten. Hij beschreef zijn onderzoeken in het boek principes of Geologie, grondslagen van de geologie. Dit boek werd gelezen door Darwin aan het begin van zijn reis rond de wereld. In het boek schatte Lyell de wereld op 300 miljoen jaar oud, voor Darwin oud genoeg zijn om zijn evolutietheorie aannemelijk te maken.*
Maar tegenwoordig weten we dat Lyell nog niet eens in de buurt zat, aan het begin van de twintigste eeuw begonnen geleerden in termen van miljarden jaren te denken. In 1998 vonden twee onafhankelijke teams van astronomen, die met de Hubble-telescoop de hemel afzochten, het beslissende bewijs voor de ware leeftijd van de aarde. De berekeningen vloeiden voort uit waardes die het Key project-team hebben geformuleerd. De versnelde expansie en de verbeterde schattingen van de Hubble-constante werden door o.a. Lineweaver & co. (Universiteit New South Wales) gebruikt om de datering te perfectioneren. Zij gebruikten daarvoor: De expansieversnelling van Perlmutter, de supernovawaarnemingen van Schmidt, een aantal schattingen van massadichtheid (zes bronnen) en een Hubble-constante van 68. Alle resultaten werden enigszins geflatteerd. In die zin dat zij realistische foutenmarges toevoegden. Uit alle gegevens kwam uiteindelijk de leeftijd van 4,5 miljard jaar voor de aarde en 13,4 miljard voor het heelal tevoorschijn.
Dit resultaat komt goed overeen met eerdere “schattingen”. Astrofysici hebben modellen opgesteld voor het proces van de ster-evolutie. Dit zijn wiskundige berekeningen die de complexe kernreacties in het inwendige van de ster laten zien. Het komt erop neer dat men kijkt naar soort en omvang van de ster in de relatie tot het verbruik van kernbrandstof. De oudste sterren komt men op dit moment tegen in zogeheten bolvormige sterrenhopen. Deze liggen in het beginpunt van het heelal. Volgens de huidige schattingen zijn deze sterren ongeveer 12,2 miljard jaar oud.

Het is belangrijk om in gedachten te houden dat men de aarde dus al lang v占쏙옙r het ontstaan van de evolutietheorie een ouderdom toekende die veel hoger lag dan zes -of tienduizend jaar. Ook veel vorderingen in de geologie, zoals het in kaart brengen van de geologische kolom met zijn verschillende aardlagen, hadden al plaatsgevonden voor Darwin en Lamarck. Ik vermeld dit er nog even duidelijk bij omdat creationisten wel eens anders beweren. Zelfs Peter Scheele heeft in zijn boek de indruk willen wekken dat men na het accepteren van de evolutietheorie de aarde als oud is gaan beschouwen, omdat dit voor de evolutietheorie nou eenmaal ‘nodig’ was. Maar niets is minder waar, geen enkele serieuze wetenschapper ging er in die tijd nog van uit dat de aarde slechts luttele duizenden jaren oud was. Men was het er al bijna een eeuw geleden over eens geraakt dat de aarde een lange geschiedenis met wisselende fauna’s achter zich gehad moest hebben. Of er nu opeenvolgende creaties met eindkatastrofes (katastrofisme) hadden plaatsgevonden of juist een geleidelijke ontwikkeling (actualisme), was weer een andere kwestie, die echter grotendeels al was gewonnen door Lyell en de zijnen. Dus de notie van een oeroude aarde kwam voor Darwin’s evolutietheorie, en niet andersom.

Young Earth Creationisme…
Vreemd genoeg zijn er vandaag de dag grote aantallen creationisten die het liefste 6 -of 10 duizend jaar als ouderdom van de aarde willen zien, de zogeheten Young Earth Creationisten. Aan de andere kant zijn er ook die beweren dat de aarde wel miljarden jaren oud kan zijn, maar dat het leven nog maar enkele duizenden jaren bestaat, want, zo zeggen ze dan: “In de Bijbel staat dat voor de schepping de aarde ‘woest en ledig was'”, dus in feite niet vermeld of deze oud dan wel jong zou zijn. Dat er echter weer telkens zogenaamde bewijzen voor een jonge aarde opduiken heeft er waarschijnlijk mee te maken dat er op een jonge aarde geen tijd zou zijn voor macro-evolutie, en daarvoor een buitenkansje om de vermalendijde evolutietheorie te falsificeren. Een aantal van die argumenten worden 
hier behandeld.

Maar goed, hoe denken de Young Earth Creationisten hun model waarschijnlijk te maken waarneer ze worden geconfronteerd met de volgende vraagstukken?:
Argumenten voor een oude aarde:

Jaarringen tellen:

Jaarringen tellen is een goede en eenvoudige manier om achter de ouderdom van om het even wat te komen. De leeftijd v/d aarde is minimaal:

  • 10.000 jaar: bij het tellen van jaarringen bij oeroude bomen. Zie link
  • 45.000 jaar: gezien het aantal jaarlijkse sedimentlagen bij het Suigetsu meer in Japan. Zie link
  • 110.000 jaar: bij het tellen van jaarlijks afgezette ijslagen op Groenland. Zie link
  • 422.776 jaar: volgens het aantal jaarlijkse ijsafzettingen op Antartica. Zie link
  • 567.700 jaar: gezien het aantal jaarlijkse afzettingen van calciet bij Devil’s Hole. Zie link We zitten dus sowieso op een aarde van minimaal een half miljoen jaar oud.Het verval van radioactieve isotopen:Hieronder zijn de isotopen gegeven van elementen die op natuurlijke wijze ontstaan, en niet worden hernieuwd. Daarachter staat de halfwaarde tijd (De tijd die nodig is zodat nog maar de helft van de oorspronkelijke hoeveelheid over is) en of deze stof op aarde gevonden wordt.
    Isotoop: Halfwaarde tijd: Komt het op
    aarde voor?
    Vanadium 50 6,000,000,000,000,000 jaar Ja
    Neodymium 144 2,400,000,000,000,000 jaar Ja
    Hafnium 174 2,000,000,000,000,000 Jaar Ja
    Platinum 192 1,000,000,000,000,000 Jaar Ja
    Indium 115 600,000,000,000,000 Jaar Ja
    Gadolinium 152 110,000,000,000,000 Jaar Ja
    Tellurium 123 12,000,000,000,000 Jaar Ja
    Platinum 190 690,000,000,000 Jaar Ja
    Lanthanum 138 112,000,000,000 Jaar Ja
    Samarium 147 106,000,000,000 Jaar Ja
    Rubidium 87 48,800,000,000 Jaar Ja
    Rhenium 187 43,000,000,000 Jaar Ja
    Lutetium 176 35,000,000,000 Jaar Ja
    Thorium 232 14,000,000,000 Jaar Ja
    Uranium 238 4,470,000,000 Jaar Ja
    Potassium 40 1,250,000,000 Jaar Ja
    Uranium 235 704,000,000 Jaar Ja
    Samarium 146 103,000,000 Jaar Ja
    Curium 247 16,000,000 Jaar Nee
    Lead 205 15,000,000 Jaar Nee
    Hafnium 182 9,000,000 Jaar Nee
    Palladium 107 7,000,000 Jaar Nee
    Cesium 135 3,000,000 Jaar Nee
    Technetium 97 3,000,000 Jaar Nee
    Gadolinium 150 2,000,000 Jaar Nee
    Zirconium 93 2,000,000 Jaar Nee
    Technetium 98 2,000,000 Jaar Nee
    Dysprosium 154 1,000,000 Jaar Nee

    Als de aarde werkelijk 4.5 miljard jaar oud is dan verwachten we dat een aantal isotopen met relatief lage halfwaarde tijden niet meer op aarde zullen voorkomen. Immers, een stof met een halfwaarde tijd van enkele miljoenen jaar zal na een paar miljard jaar volledig verdwenen zijn.

    En wat blijkt, alle isotopen met een halfwaarde tijd van onder de 16 miljoen jaar zien we nergens op aarde meer. De aarde moet dus ook volgens deze data miljarden jaren oud zijn…

    Versneld radioactief verval?:

    Om het bovengenoemde probleem te omzeilen wordt door creationisten wel eens geargumenteerd dat het radioactief verval in het verleden sneller ging dan tegenwoordig, maar ook dit botst weer tegen een aantal feiten:

  • Onder andere uit observaties van supernova 1987A blijkt dat in het verleden de vervalsnelheid exact hetzelfde was als nu.
  • Hoe kunnen de dateringen van verschillende isotopen met elkaar overeenkomen? Had het radioactief verval van alle isotopen ter wereld dan de zelfde snelheid en zijn ze allemaal tegelijk in snelheid gedaald? Wat kan zoiets hebben veroorzaakt?
  • Hoe kunnen de dateringen dan overeen komen met dateringen die zijn verkregen door methodes die niet werken met radioactief verval, bijvoorbeeld de fissiesporenmethode?
  • Een ander punt is dat een veranderlijke vervalsnelheid nogal grote fysieke consequenties met zich mee zou brengen. Met radioactief verval komt namelijk hitte vrij. Gewoonlijk in zulke kleine hoeveelheden dat er niks aan de hand is. Maar wordt het radioactief verval in een isotoop op wat voor manier dan ook versneld, zoals men heeft gedaan in atoombommen, dan komt er een zodanig grote hoeveelheid hitte vrij alles in de buurt verdampt. Het zelfde zou het geval zijn met de aarde, willen we uitkomen op een vervalsnelheid die Creationisten nodig hebben voor een aarde niet ouder dan 10.000 jaar dan zoude aarde als een atoombom uit elkaar zijn geknald, althans, er zou zoveel hitte zijn vrijgekomen dat al het leven op aarde zou zijn verdampt. Een artikel over dit laatste (geschreven door een geoloog) over welke consequenties dit proces zou hebben kan hier worden gevonden: http://gondwanaresearch.com/hp/adam.htm Roasting Adam Ten slotte:Ik kan maar niet vaak genoeg herhalen dat een oude aarde al een feit was lang voor dat Darwin en Lamarck met hun evolutietheorieën op de proppen kwamen, of zelfs al maar geboren waren. Ik vraag me ook af hoe Young Earth Creationisten hun opvatting over een zes of tienduizend jaar oude aarde willen rijmen met het feit dat wetenschappers als Richard Owen en Charles Lyell, die niet anders wisten dan dat God de wereld en het leven had geschapen, de aarde reeds als vele miljoenen jaren oud beschouwden. Het lijkt wel of zij als 19e eeuwse creationisten wetenschappelijk verder waren dan hun moderne geestesverwanten. Lees over het onkrachtigen van jonge aarde argumenten in dit artikel, of dit.
     

    Zondvloed geologie Een artikel van Tim Spaan.


    Een wederkerend verschijnsel binnen het creationisme is de ‘zondvloed geologie’. Creationisten doen hier dan hun uiterste best om wetenschappelijk aan te tonen dat de wereld eens een keer helemaal onder water werd gezet door God om alle zondaars uit te roeien. Nou zal binnen de wetenschap niemand ontkennen dat er zich in het verleden grote natuurrampen hebben voorgedaan, maar daar moet eerder worden gedacht aan wereldwijde vulkaanuitbarstingen, relatief snelle klimaatsveranderingen en soms zelfs meteoriet inslagen. Zulke natuurrampen worden verantwoordelijk gehouden voor grote uitstervingen zoals die tijdens het Perm-Trias, het Krijt-Tertiair (Het uitsterven van de dinosauri�rs) en de middelgrote uitsterving aan het einde van het Eoceen.
    Maar dat is natuurlijk weer niet wat creationisten in gedachten hebben, die staan er op dat er een natuurramp heeft plaatsgevonden die exact verliep zoals in Bijbelboek Genesis staat vermeld, dus; dat het zo langdurig begon te regenen dat de hele wereld blank kwam te staan, die al het leven op aarde uitroeide maar alleen overleefd werd door Noach in een boot vol beesten. En in hun geworstel om dit wetenschappelijk correct te maken hebben creationisten er van allerlij dingen omheen bedacht, zoals dat er tijdens de overstroming een soort van ‘eilanden’ van vegetatie bleven drijven, zodat toen het water begon te zakken er weer snel vegetatie overal aanwezig was. En ook zijn er dingen beweerd zoals dat de vloed samenging met een serie aardbevingen, meteorietinslagen en vulkaanuitbarstingen en dergelijke.

    Maar ondanks hun pogingen wetenschappelijk bewijs te vinden voor zo’n zondvloed ben ik, en velen met mij, van mening dat er te veel tegenargumenten zijn om een zondvloedgeologie waarschijnlijk te maken. In dit artikel behandel ik de tegenargumenten die betrekking hebben op de vloed zelf, veel creationisten komen ook met beweringen aanzetten over Noach en zijn Ark, maar hierover hebben mijn vrienden de Freethinkers al het nodige over geschreven.

    Vragen over de Zondvloedgeologie:

    Waar kwam het water vandaan? (En waar ging het heen?)
    Volgens de Bijbel regende het 40 dagen lang, dat is natuurlijk iets wat creationisten koste wat het kost letterlijk willen nemen. Het mag duidelijk zijn dat gewoonlijke meteorologische processen geen wereldwijde vloed kunnen veroorzaken. Dus hoe kwam dat dan?

    Een zekere Walt Brown beweerde dat het water oorspronkelijk een paar kilometer onder de grond zat, onder grote druk, en dat het door een aardbeving of iets dergelijks de atmosfeer werd ingespoten en vandaar uit weer naar beneden viel als regen.

    Problemen met dit model:

  • Hoe bleef het water onder de aardkorst op zijn plaats? Een groot gedeelte van de aardkorst drijft niet, dus het water zou al naar boven zijn gespoten vanaf het moment dat het er terecht kwam.
  • Zelfs een kilometer onder het aardoppervlak is het effect van de geothermie al voelbaar. Als daar water had gezeten was het kokend heet geweest, en met het naar boven komen zou Noach als een ei gekookt zijn.
  • Waar is het bewijs voor het omhoog spuiten van het water? Volgens Brown was dit gebeurd vanuit de Mid-Atlantische oceaanrug (Een vulkanische bergketen in het midden van de Atlantische Oceaan.), maar nergens worden sporen hiervan gevonden zoals een ringpatroon rond de Atlantische Oceaan van waaruit de watervloed en dus de sedimentatie zou zijn begonnen… Anderen hebben het zogenoemde ‘Vapor Canopy’ of ‘Waterstofmantel’ model opgesteld, wat inhoud dat er hele zoden waterdamp in de atmosfeer hingen en vandaaruit naar beneden vielen.Problemen daarmee:
  • Hoe werd het water daar opgeschort en hoe kwam het dat het in hele massa’s tegelijk naar beneden kwam?
  • Met hele zoden waterdamp in de lucht zou de atmosferische druk zijn opgenomen, waardoor het zuurstof -en stikstofgehalte giftig zou worden. Het valt een beetje te vergelijken met caissonziekte die duikers soms krijgen als ze te snel in een omgeving met hogere of lagere druk komen.
  • Veel waterdamp zou zonlicht tegenhouden, waardoor het op aarde een stuk koeler zou zijn geweest. Misschien wel tot polaire omstandigheden. De geologie
    Het punt dat creationisten willen maken is dat alle aardlagen binnen de geologische kolom tijdens één gebeurtenis zijn ontstaan, in plaats van door ophopingen van sediment in de loop van tijd, maar kan dat wel?Hier zijn de 7 vragen voor zondvloedistenzie ook

    Blog Entry zondvloed geologie ontkracht

    :

    vraag 1. Hoe kan je met dit model de hoekdiscordantie of -nonconformiteit verklaren, waarbij een reeks lagen haaks op een andere reeks lagen staan: 
    Het geeft aan dat de onderste lagen zijn gekanteld alvorens de bovenste lagen zijn ontstaan…

Hoekdiscordantie
http://www.daaromevolutie.net/default.asp?action=show&what=art&ID=19&topic=&segm=6

vraag 2. Hoe verklaar je de goed gesorteerde afzettingen van varierende samenstelling?

vraag 3. Hoe verklaar je de sortering van fossielen in een volgorde die zinnig is in het licht van hun ontwikkelingsgeschiedenis?

vraag 4. Hoe verklaar je zoutafzettingen tussen de verschillende aardlagen?
Zoutafzettingen vereisen regelmatige uitdrogingen.

vraag 5. Jaarringen van bomen kunnen 10.000 jaar teruggaan maar laten geen bewijs zien voor een dergelijke katastrofen.
Waarom niet?

vraag 6. Jaarringen van sneeuwval op de Noordpool gaan minstens 40.000 jaar terug, maar hebben een dergelijk katastrofe niet vastgelegd.
Waarom niet?

vraag 7. Hoe kan het dat er nu �berhaupt ijskappen zijn?
Stel dat er voor de zondvloed ijskappen waren geweest (Sommige creationisten beweren dat de hele planeet toen een tropisch klimaat had -leuk voor de ijsberen en pinguins-.) die zouden dan met het stijgen van het water in stukken zijn gebroken en weggedreven. IJskappen groeien maar traag aan, 5 of 6000 jaar is zeker niet genoeg om de huidige ijsmassa’s op Antarctica en de Noordelijke IJszee te laten ontstaan.

Fossielen
De creationisten wiens lectuur ik heb gelezen kwamen ook met een bijzondere bewering over fossielen in verband met hun zondvloed. Volgens hen zouden alle fossielen zijn gevormd tijdens de zondvloed. Immers, de aardlagen zouden in 占쏙옙n keer zijn ontstaan, dus ook de fossiele dieren daarin zouden allemaal tegelijk zijn versteend. En dat kan natuurlijk omdat dat alle bekende prehistorische dieren ter zelfder tijd hebben geleefd en samen met de moderne dieren, aldus de creationisten.

Hoe het dan komt dat er niet fossielen van alle moderne en uitgestorven dieren in grote wanordelijke hopen worden aangetroffen, maar netjes gesorteerd naar wat wij Darwinisten beschouwen als verschillende tijdperken, verklaard men als volgt:

  • Eencelliggen zijn de enige dieren die diep in de grond kunnen leven.
  • Vissen zwemmen in de zee en als de samenstelling van zeewater veranderd zijn zij de eersten die sterven.
  • Landdieren leven op land en als het water stijgt verdrinken ze.
  • Vogels vliegen in de lucht en kunnen dus lang boven het water vliegen.
  • Mensen zijn intelligent en kunnen daardoor het water lang voor blijven.
    Het komt er dus op neer dat de onderste lagen degene waren die het eerst aan de vloed werden blootgesteld en de bovenste het laatste…Problemen met deze redenering:
  • De wel erg strikte scheiding tussen oudere en jongere fossielen, zo is er geen enkele dinosauri�r gevonden tussen sporen van bijvoorbeeld moderne zoogdieren.
  • De posities van planten en immobiele dieren. Voorbeeldje; hoe kan het dat gras altijd boven dinosauri�rs wordt gevonden, kon gras sneller rennen?
  • Hoe kan het dat schelpdieren door vrijwel alle lagen door, dus ook de allerhoogste (jongste) worden gevonden?
  • Als er wordt gesteld dat vogels in hogere lagen worden gevonden omdat ze (door hun vermogen om te vliegen) het laatste stierven, waarom Pterosauri�rs dan niet? En loopvogels weer wel?
  • Van fossiele koraalriffen is bekend dat ze kilometers lang kunnen zijn en vele meters dik, toch worden er dikwijls fossielen vlak onder gevonden. Hoe zit dat?
  • Hoe komt het dat er grote landdieren als mammoeten en neushoorns in hoge lagen worden gevonden, veel hoger dan sommige -vliegende- vogels (IchtyornisSinornis, enz.)
  • Waarom zijn voetstappen ook gesorteerd op ouderdom, als mensen en grote zoogdieren naar bergen zouden rennen om aan de vloed te ontkomen, zouden ze voetstappen achterlaten op de plaats waar dinosauri�rs en trilobieten stierven…
  • Menselijke werktuigen, hutten en dergelijks wordt enkel in de allerhoogste lagen gevonden, hoe hebben ze dat alles tegen de vloed kunnen beschermen? Door hele dorpen op hun schouders te vervoeren? Een geval apart zijn de oppervlakte-verschijnselen, dat wil zeggen formaties die zich oorspronkelijk aan de oppervlakte bevonden, zoals harde modder met sporen van regendruppels, rivierbeddingen, duinen, stranden, koraalriffen, en dergelijke die door de hele geologische kolom door zijn verspreid. Er zijn talloze voorbeelden van dinosaurusvoetstappen die zich een paar meter onder de wortels van een boomstronk of iets dergelijks bevinden. Op de zelfde manier zijn er lagen bekend die opeengestapelde bossen bevatten, zo is er een gebied waar aardlagen die samen ongeveer 2,7 kilometer dik zijn, waar de ene boomstronk boven de ander staat en waar af en toe een laagje as van een bosbrand te zien is.Nog wat vraagstukken:
  • Dikwijls worden fossiele massagraven als bewijs aangedragen dat bijna al het leven door de zondvloed is vernietigd, zo bevinden zich binnen de Karroo Formatie de fossiele resten van zo’n 800 miljard gewervelde dieren. Maar is dat niet een beetje veel? Het zou betekenen dat er op elke 10 vierkante meter op aarde al 20 gewervelde dieren zouden moeten leven. En dat is dan nog maar 占쏙옙n zo’n fossiel massagraf!
  • Hoe hebben alle vissen het avontuur overleefd? Sommige vissen houden van zoet water, andere leven in zout water, sommige leven in de tropen, anderen onder polaire omstandigeheden. Een vloed zou ten minste enkele verschillende leefgebieden hebben verwoest.
  • Hoe hebben diepzeedieren die niet kunnen zwemmen het overleefd? In de diepzee heerst een druk die vele malen groter is dan op land of dicht aan de oppervlakte, hoe dieper, hoe groter de druk van het water. De dieren daar zijn aangepast aan de locale druk, maar waarneer ze op wat voor manier dan ook in een gebied met een hogere of lagere druk worden gezet sterven ze (Er wordt wel eens beweerd dat diepzeevissen aan de oppervlakte ontploffen, maar dat is niet waar. Ze sterven desalnietemin wel.). Uiteraard zou een zondvloed het waterpeil nog extra verhoogd hebben. De dieren zouden daardoor aan een nog hogere druk bloodgesteld zijn. Natuurlijk kunnen vissen en kwallen gewoon wat hoger gaan zwemmen, maar de dieren die op de zeebodem leven zoals zeekomkommers, kokerwormen en krabben zullen zeker zijn gestorven.

Waarom zijn die er dan nog steeds?


Bronnen:

Talk Origins/Problems with a Global Flood

Een aantal tekortkomingen van de Zondvloedgeologie…

Designoide sculpturen uit de natuur

zie onder Geologie
Skulptuur uit de natuur
Old Man of the Mountain, near Franconia, NH. (The state symbol fell from the mountain in May 2003.)

Old Man Rock

Afbeeldingen van old man rock  <—

 

Delicate Arch – an Entrada Sandstone formation in Arches National Park, near Moab, Utah.

De trap der reuzen ( North Ireland Ulster /Antrim County )
Neen , het zijn geen ruines van een verdwenen beschaving
 °
UIT  DE RUIMTE 
 °

Gezicht ontdekt op komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko

 

Ruimtesonde Rosetta is nog maar net bij de komeet aangekomen en heeft nu al een opmerkelijke ontdekking gedaan. Op het oppervlak van komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko is een gezicht te zien!

Het ‘gezicht’ werd opgemerkt door het Duitse Centrum voor Lucht- en Ruimtevaart. Het centrum deelde de opmerkelijke observatie direct via Twitter.

Het is niet voor het eerst dat we op andere hemellichamen dan de aarde verschijnselen zien die doen denken aan mensen. Zo is ook op de planeet Mars al een gezicht en zelfs een geknielde persoon gespot.

Natuurlijk is in het oppervlak van komeet 67P-Churyumov-Gerasimenko niet werkelijk een gezicht uitgehouwen, net als er evenmin op Mars een beeldhouwer aan de slag is gegaan om een menselijk gezicht of geknielde persoon te creëren. De opmerkelijke observaties zijn optische illusies. Deze optische illusies worden ook wel aangeduid als pareidolie. Hierbij denken mensen in een vaag of willekeurig verschijnsel iets herkenbaars te zien. Het is het resultaat van het feit dat onze hersenen sterk geneigd zijn om duiding te geven aan alles wat we zien en soms verbanden leggen die er gewoonweg niet zijn.

Bronmateriaal:
DLR” – Twitter.com
°
Reacties 

°

Volgens sommigen lijkt  het “gezicht ” op een steenvis 

°

original  ; met nog andere smoeltjes

Kijk hier nog een “smoeltje,” // en zo zijn er nog wel een aantal te vinden in dit plaatje…..

– Ja mooi hé, hoe onze hersensen zoeken naar herkenbare vormen.

Je wordt zeg maar, belazerd door je eigen “gezichtsvermogen” dat wordt   ingekleurd  door je  eigen interpreterend “verbeeldings”-vermogen (= fantasie .)

 

 

 

genetische bewijzen gemeenschappelijke afstamming

http://en.wikipedia.org/wiki/Evidence_of_common_descent

De genomische revolutie en het bewijs voor gemeenschappelijke afstamming

februari 24, 2010  MarnixMedema 

voorwoord &  bedoeling van deze artikelreeks  

Vanuit de genetica heeft het bewijs voor een gemeenschappelijke afstamming van alle biologische soorten (inclusief de mens) vanuit één oerpopulatie zich in de afgelopen jaren sterk opgestapeld.

Voor zover het daarvoor voor biologen nog mogelijk was twijfels erover te hebben, is het dat nu eigenlijk niet meer.

Ook christelijke biologen (zoals Francis CollinsDarrel FalkKen MillerSam BerryDavid Wilcox, etc.) hebben zich dat gerealiseerd, en schreven massaal boeken om de nieuwe feiten uit te leggen en mensen op te roepen deze te erkennen, ondanks de moelijke vragen die er misschien door worden opgeroepen.

Toch zijn veel mensen nog niet bekend met deze bewijsvoering, en zijn er nog veel misverstanden. Hoog tijd om dit alles nog eens helder op een rijtje te zetten

Inleiding 

In de afgelopen decennia heeft er in de biologie een grote revolutie plaatsgevonden: de genomische revolutie.

Door de razendsnelle ontwikkeling van geavanceerde moleculaire technieken hebben we nu de beschikking over de volledige DNA-informatie (het genoom) van duizenden biologische soorten, inclusief de mens.

In deze DNA-informatie kunnen we de instructies lezen die elke lichaamscel nodig heeft voor het maken van alle cellulaire bouwstenen.

In de lange reeks DNA-lettertjes (DNA bestaat uit lange strengen van vier verschillende typen nucleotiden die we kunnen weergeven als A,C,G, en T) kunnen we genen onderscheiden die coderen vooreiwitten en RNAs, alsmede allerlei structurele en regulatoire elementen.

Als we het DNA van verschillende soorten met elkaar vergelijken, zien we dat over het algemeen hoe meer soorten uiterlijk op elkaar lijken, hoe meer ook hun DNA-sequenties op elkaar lijken.

Zo zien we dat het DNA van de mens het sterkste lijkt op dat van de chimpansee, met zo’n 98-99% gelijkheid in de genen zelf en 95-96% gelijkheid over het hele genoom.

Zeer interessant is dat als je de organismen clustert op grond van de mate van overeenkomst tussen hun DNA, de resulterende fylogenetische boom prachtig overeenkomt met de bomen die geconstrueerd kunnen worden op grond van uiterlijke kenmerken die verschillende subgroepen van organismen onderscheiden.

Als het DNA gedurende de tijd dus langzaam verandert, past dit prachtig in het plaatje dat je zou verwachten bij gemeenschappelijke afstamming van alle soorten.

Dit is echter nog geen keihard positief bewijs voor gemeenschappelijke afstamming. Immers, zo benadrukken ook creationisten, gelijkenis betekent nog niet per se evolutionaire verwantschap: de feiten zouden ook verklaard kunnen worden doordat een Schepper-God de soorten afzonderlijk van elkaar schiep, en daarbij met een of andere reden dit patroon inbouwde.

Het menselijk DNA heeft echter veel meer te vertellen.

Omdat de informatie die erin opgeslagen is van generatie op generatie is doorgegeven, is het als het ware een geschiedenisboek van de mensheid, waarin we allerlei gebeurtenissen in het verleden terug kunnen vinden. Zo zijn genetici gestuit op allerlei talloze ‘genetische fossielen’, die ons vertellen over onze voorouders. En het is hier waar we uiteindelijk de indrukwekkende bewijzen vinden voor gemeenschappelijke afstamming.

In vier delen zal ik deze bewijzen bespreken.

In deel 1 ga ik in op virussen in zowel ons DNA als in dierlijk DNA die wijzen op een infectie van een gemeenschappelijke voorouder.

In deel 2 behandel ik kapotte genen (pseudogenen), die gedeeld worden door mens en dier en kapot gegaan moeten zijn in een gemeenschappelijke voorouder van deze soorten.

In deel 3 bespreek ik de mozaïsche structuur en indeling van onze chromosomen, waarin we op wonderlijke wijze de biologische oorsprong van de menselijke soort terugzien.

Deel 4 zal tenslotte gaan over de genetische variatie (de verschillende versies die verschillende mensen van bijv. een gen kunnen hebben) die we delen met andere soorten.

Een wetenschappelijke theorie kan alleen sterk staan als herhaaldelijk gepoogd wordt deze te falsificeren. Daarom ben ik ook zeer dankbaar voor al het harde werk dat creationisten hebben verricht door uit alle macht proberen bovenstaande bewijzen omver te werpen.

 In mijn besprekingen zal ik laten zien dat bovenstaande bewijzen ondanks deze falsificatie-pogingen nog steeds overeind staan.

De conclusie dat de mens ondanks haar unieke eigenschappen een organisch onderdeel uitmaakt van het dierenrijk en haar biologische afstamming met haar deelt is voor christenen geen gemakkelijke.

Talloze theologische vragen doemen op: hoe zit het met de mens als beeld van God? Hoe lezen we de eerste hoofdstukken van Genesis?( Na afloop van deze serie wil ik hier dan ook verder op ingaan.= noot : ik zal de link plaatsen maar of ik dat ga overnemen is een andere vraag )

Over het algemeen is het echter mijn stellige overtuiging dat we de feiten die we in Gods schepping lezen niet uit de weg moeten gaan. We moeten als christenen niet onze kop in het zand steken, maar mogen vertrouwen dat we in zowel Gods Woord als God Schepping waarheid zullen vinden. Ook als er moeilijke vragen liggen, en ook als we op veel punten nog lang niet alles weten…

(1): Virale fossielen in ons DNA

maart 18, 2010

Ons DNA bevat niet alleen de instructies voor het maken van alle eiwitten en overige bouwstenen van onze lichaamscellen, het is ook een archief van onze geschiedenis.

Deze ± 3 Gb aan informatie is namelijk door al onze voorouders netjes van ouder op kind doorgegeven. Maar af en toe vond er ook iets geks plaats, iets wat we nu nog altijd terug kunnen lezen in onze DNA-code. Zo vinden we ‘genetische fossielen’ in ons DNA die terugwijzen naar een gebeurtenis in een ver verleden. En het zijn deze fossielen die een sterke aanwijzing vormen voor gemeenschappelijke afstamming van mensen en dieren.

Een helder voorbeeld wordt gevormd door retrovirussen. Deze virussen bouwen een boodschap in het DNA in van de cel die ze infecteren, die ervoor zorgt dat die cel allemaal kopieën van dit virus gaat produceren, zodat het virus zich kan verspreiden.

The example used is the HIV Lentivirus.

Het stuk chromosomaal DNA waar het virus zich heeft ingebouwd kan je je als volgt voorstellen:

TAGCTGGGCTCTMAAKEENRETROVIRUSVANHETTYPEA3567VANDEEIWITTENABENCACTAG

In het bijzondere geval dat zo’n virus zich inbouwt in een cel in de kiemlijn (de lijn die leidt tot de geslachtscellen) van een organisme, wordt het virale DNA met al het andere chromosomale DNA meegegeven aan de nakomelingen. In het DNA van alle nakomelingen vind je dan dus deze virale boodschap op een heel specifieke plek ergens in het (zo’n 3 miljard tekentjes tellende) genoom terug. Je kan het vergelijken met het consequent terugvinden van bovenstaande boodschap in bijvoorbeeld deel 7, pagina 265, regel 23 van de Winkler-Prins Encyclopedie.

Op het moment dat we een dergelijke virale boodschap dus terugvinden op exact dezelfde plek in jouw DNA én in het DNA van bijvoorbeeld een inwoner van Polynesië, kunnen we concluderen dat jullie een gemeenschappelijke voorouder hebben: immers, jullie stammen beiden af van een persoon in het verleden die het virus in zijn DNA kreeg en het vervolgens aan jullie beiden heeft doorgegeven.

En wat blijkt nu? Dit is exact wat we vinden als we het DNA van mensen en verschillende primaten (chimpansee, gorilla, etc.) vergelijken! Op een heel aantal plekken in ons DNA vinden we dergelijke virussen terug die we ook op exact dezelfde plekken terugvinden in het DNA van deze dieren. En als we voor elk van deze virussen kijken met hoeveel dieren we hem delen, blijkt dit zelfs exact te passen op de voorgestelde evolutionaire stamboom voor mensen en primaten.

De conclusie lijkt onontkoombaar: we delen een gemeenschappelijke voorouder met deze dieren.

Is hier dan niets op af te dingen?

Welnu, sommige mensen hebben een alternatieve verklaring geprobeerd te vinden voor het bestaan van deze virussen op exact dezelfde posities.

In plaats van een gemeenschappelijke voorouder zou er volgens hen net zo goed sprake kunnen zijn van gemeenschappelijk ontwerp zonder gemeenschappelijke afstamming.

De virussen hadden in dit scenario van begin af aan een (heden onbekende) gemeenschappelijke functie ten dienste van zowel onze als dierlijke cellen, en zijn daarom met reden door God afzonderlijk van elkaar op dezelfde plek ingebouwd.
Een aantal voorbeelden laat echter glashelder zien dat deze alternatieve verklaring geen hout snijdt. 

Er zijn namelijk ook virussen en andere dergelijke genetische elementen in ons DNA te vinden die nadat ze zijn ingebouwd ook nog eens kapot gegaan zijn, en dus geen nuttige functie kunnen hebben. Zo’n stuk virus-DNA ziet er bijvoorbeeld zo uit:

TAGCTGGGCTCTMAAKEENRETROVCGAGTAACGCTAGCTCCGTCGTCWITTENABENCACTAG

Nog duidelijk is te zien dat hier ooit een virus ingebouwd werd, maar het is eveneens duidelijk dat dit virus de boodschap om zichzelf te repliceren niet meer kan overbrengen omdat deze door mutaties onleesbaar is geworden. En een heel aantal virussen en genetische elementen die de mens met dieren deelt bestaat uit zulke kapotte virussen. En daarvoor is een scenario van afzonderlijk ontwerp echt heel erg ver gezocht.

Kortom: de virale ‘fossielen’ in ons DNA zijn een sterk argument voor gemeenschappelijke afstamming van de mens met dieren, primaten in het bijzonder.

http://www.evolutionarymodel.com/pseudogenes.htm

Pseudogenes

      A pseudogene is a former gene that has mutated to the point of inactivation. By comparing the polymorphism of pseudogenes in orthologous loci in other species, any nested hierarchies they fall into can be identified. This is aided by the identification of an orthologous active gene in other species, which the pseudogene is a deactivated copy of. The following is an example of how a pseudogene can be evidence of common ancestry:

                    

      L-gulono-γ-lactone oxidase (GULO) is the forth and final enzyme of the metabolic pathway that converts glucose to 2-keto-gulono-γ-lactone, witch spontaneously converts into L-ascorbic acid (vitamin C); a critical vitamin in biosynthesis; acting as a cofactor, substrate, or electron donor for numerous enzymes.

_________________________________________________________________________________________________

  • Prediction: If primates evolved from a common ancestor that lost function in this gene, closely related species should have more similar sequences than more distant species. Since this bit of DNA has no function, mutations have no affect on the organism’s fitness, and therefore the sequence can drift freely. However, species bound by a recent common ancestor will not have as much time to acquire diverging mutations as species joined by a more distant ancestor.And this is exactly what we find. The human sequence is more similar to the chimp sequence than to the other primates.

    Similarity in GULO genes

    • Human – Chimp 97%
    • Human – Orangutan 94%
    • Human – Macaque 89

    . Another mammal has lost function in its GULO gene. The guinea pig. Phylogeny tells us that the primate pseudogene and the guinea pig pseudogene cannot be related, as there are many in between the evolution of primates and guinea pigs that have functional vitamin C genes, including bats, flying lemurs, tree shrews, elephant shrews, and prosimians.

(2) Defecte genen in ons DNA

april 18, 2010

U  heeft   hierboven  kunnen lezen hoe virussen in ons genoom wijzen op gemeenschappelijke afstamming van de mens met primaten.Een net zo sterke bewijslast komt echter ook uit een andere hoek: pseudogenen. Pseudogenen zijn defecte genen in ons DNA, die ooit door een mutatie nonfunctioneel zijn geraakt. In de genetische code is vaak exact aan te wijzen waar de specifieke fout is ontstaan waardoor het gen niet meer werkt.Een bekend voorbeeld van een pseudogen is het gen dat codeert voor het eiwit L-gulono-gamma-lactone oxidase (GULO), dat verantwoordelijk is voor de laatste stap in de biosynthese van vitamine C. Omdat dit gen bij mensen kapot is, kunnen wij zelf geen vitamine C aanmaken en moeten wij het uit onze voeding opnemen. Het gen is bij mensen kapotgegaan door een zogenaamde frameshift-mutatie, waardoor tijdens het aflezen van het DNA het leesvenster verschoven wordt als gevolg waarvan er onzincode ontstaat.Wat echt bijzonder is, is dat de mens niet het enige organisme is dat een kapot GULO-gen heeft; ook primaten hebben een kapot GULO-gen. En intrigerend genoeg zien we in elk van deze kapotte genen exact dezelfde mutatie waardoor het gen kapot is gegaan. En dat terwijl een willekeurige mutatie op honderden verschillende plekken en mogelijkheden het gen had kunnen kapotmaken!

Alignment van de GULO-genen van mens, chimpansee, makaak, orang-utan, rat, cavia, koe en kip. Het pijltje geeft de frameshift-mutatie aan waardoor het gen niet meer werkt in mens en primaten.

GULO-gen

De enige logische verklaring is dat deze mutatie ooit is opgetreden in een gemeenschappelijke voorouder van primaten én mens, en nu in het DNA van al deze soorten voorkomt als pseudogen.

En het GULO-gen is niet het enige gen waarbij dit het geval is. Als we een aantal menselijke pseudogenen op een rijtje zetten (dank aan Graeme Finlay voor deze figuur), zien we dat ze telkens precies matchen met de veronderstelde evolutionaire lijn van de mens als uitgegaan wordt van gemeenschappelijke afstamming! Elk van deze gendefecten komt specifiek voor in een subgedeelte van de evolutionaire boom; en voor elk van deze genen geldt dat dit precies strookt met het kapotgaan van dit gen voorafgaand aan de afsplitsing van deze subgroep in de afstammingslijn.

(Voor de geïnteresseerden: Zhang et al. hebben recent een nog mooier en completer overzicht van dergelijke gedeelde pseudogenen gemaakt en bespreken ook alle mogelijke meer gedetailleerde scenario’s van hun overlevering en verandering.)

Sommige creationisten hebben geprobeerd te laten zien dat pseudogenen als het GULO-gen géén bewijs zouden zijn voor gemeenschappelijke afstamming. Een voorbeeld is dit artikel van Peter Scheele. Scheele probeert (evenals collega-creationist Peter Borger in zijn recente boek) het overeenkomen van de pseudogenen tussen mens en primaten te verklaren door middel van hotspots: plekken in het genoom waar vaker mutaties voorkomen dan op andere plekken. Hij schrijft: “Er zijn nu eenmaal zogeheten ‘hotspots’. Dat zijn plekken waar afwijkingen sterker geneigd zijn op te treden dan op andere plekken en zodoende niets met gemeenschappelijk afstamming te maken hebben.”

De plaats van de 95 nt. deletie is weliswaar een logische plaats voor een frameshift mutatie, omdat het locus zich bij het plaatsvinden van de mutatie in een zogenaamde homonucleotide run (GGGGGG) bevonden kan hebben. Het blijft echter uitermate frappant dat deze (voor het organisme zonder twijfel nadelige) frameshift mutatie bij alle primaten voorkomt (bij mens, chimpansee, makaak én orang-utan), dat de mutatie in geen enkele andere diersoort teruggevonden is, dat de frameshift mutatie bij mens en primaten op exact dezelfde guanine-base voorkomt in de homonucleotide run, en dat de frameshift-mutatie bij al deze vier organismen een base heeft toegevoegd in plaats van verwijderd. Zelfs zonder uitgebreide berekening moet duidelijk zijn dat de kans dat dit bij toeval zou gebeuren uiterst miniem is. Nog afgezien van het feit dat het GULO-gen slechts één van de vele genen is die als pseudogen gedeeld worden tussen mens en primaten, blijft zij zelfs afzonderlijk een zeer sterk argument voor gemeenschappelijke afstamming van mens, chimpansee, makaak en orang-utan

(uit de reacties )

1.-  Over  Adam en Eva  ?

MM  =

Het is wel zo dat alle mensen een gezamenlijke voorouder hebben, maar deze voorouder hoeft zelf nog geen mens geweest te zijn (dit kan veel eerder geweest zijn).

In feite kunnen er zelfs meerdere gemeenschappelijke voorouders zijn: omdat het DNA bij de voortplanting recombineert (je eigen chromosomen bestaan uit fragmenten van je vader en van je moeder) geldt ook voor elk afzonderlijk fragmentje van je DNA een andere afstammingslijn.

In het geval van de stukken DNA die niet recombineren (mitochondrieel DNA en het mannelijke Y-chromosoom, die altijd geheel door resp. de moeder en de vader worden doorgegeven) is er wel duidelijk een enkele gemeenschappelijke voorouder aan te wijzen: die worden dan ook wel ‘mitochrondrial Eve’ en ‘Y-chromosomal Adam’ genoemd.

Deze twee personen zullen elkaar echter niet gekend hebben. Het lijkt onmogelijk dat alle mensen recent afstammen van een gemeenschappelijk ouderpaar; dit vanwege de grote hoeveelheid genetische variatie die gedeeld wordt door bijv. mens en chimpansee en nooit door de vier chromosomenparen van twee individuen bevat had kunnen zijn

De genomische revolutie en het bewijs voor gemeenschappelijke afstamming (3): het mozaïek in ons genoom

november 22, 2010

Het is alweer een tijd geleden dat mijn laatste blogpost hier verscheen. Drukte heeft me er de afgelopen maanden helaas van weerhouden de blog bij te werken. Maar vanaf nu ga ik weer regelmatig posten! Als eerste bij deze een volgende post in mijn blogserie over gemeenschappelijke afstamming.

Een bekend feit dat veelal te berde wordt gebracht in discussies over evolutie, is dat het DNA van de mens in de vele overlappende gedeeltes voor zo’n 99% overeenkomt met het DNA van de chimpansee. Dit is zeer zeker bijzonder, maar critici hebben gelijk als ze stellen dat dit alleen nog geen bewijs is voor gemeenschappelijke afstamming. Overeenkomst alleen is niet voldoende om een biologische gemeenschappelijke afstamming te bewijzen, omdat in theorie een andere gemeenschappelijke factor (bijv. een gemeenschappelijk ontwerp) hier ook verantwoordelijk voor zou kunnen zijn.

Als we meer in detail naar de DNA-code in onze menselijke chromosomen kijken, valt er echter nog iets anders op: er zijn stukken DNA die meer lijken op het DNA van de gorilla dan op het DNA van de chimpansee. Wat betreft de gelijkenis met het DNA van deze twee apen is het in feite zo dat de menselijke chromosomen mozaïeken zijn van stukjes die meer op gorilla-DNA lijken en stukjes die meer op chimpansee-DNA lijken.

De mozaïsche structuur van onze chromosomen. De groene stukken lijken meer op chimpansee-DNA, de geel/oranje stukken meer op gorilla-DNA.

Sommige creationisten hebben wel beweerd dat dit een argument zou zijn tegen gemeenschappelijke afstamming, omdat hier vanuit deze hypothese geen verklaring voor zou zijn. Het tegendeel is echter waar: deze structuur is exact wat we zouden verwachten als gemeenschappelijke afstamming klopt, en de opmerkelijke coherentie tussen verwachting en observatie is een zeer sterk argument vóór gemeenschappelijke afstamming!

Waarom is dit dan zo? Ten eerste is het zo dat, als we naar de overerving van de genetische informatie van onze ouders kijken, het DNA van ons allemaal een mozaïek is: de chromosomen die van je moeder komen zijn een mozaïek van het DNA van je grootouders, wiens doorgegeven chromosomen gerecombineerd worden tot enkele chromosomen bij de vorming van de eicel die het prille materiële begin zou worden van je moeder. En het zelfde geldt voor de vorming van de zaadcel. Door dit gegeven bestaat menselijk DNA uit allemaal combinaties van fragmenten die alle in een bepaalde frequentie voorkomen in de gehele populatie van alle mensen. Gedurende de tijd komen er in een populatie nieuwe fragmenten bij door nieuwe recombinatie, maar gaan er ook fragmenten verloren omdat deze niet meer worden doorgegeven.

Ten tweede is het zo dat volgens evolutiebiologen – als de theorie van gemeenschappelijke afstamming klopt – de splitsingen van de menselijke lijn met de geslachtslijnen naar de gorilla en de chimpansee relatief kort op elkaar gevolgd zou zijn. In het licht van bovenstaande betekent dat dat er bij de vorming van de drie populaties uit één oerpopulatie door twee opeenvolgende splitsingen er voor elk fragment uit de oerpopulatie in elke van deze drie populaties een bepaalde kans zou zijn dat het bewaard blijft; sommige fragmenten blijven bewaard (krijgen de overhand) in de ene populatie, andere varianten krijgen de overhand in een andere populatie. Daarom verschilt de afstamming van genen van de afstamming van soorten

En dit klopt precies met de observatie dat een merendeel van de fragmenten van het menselijk DNA vooral overeenkomt met dat van de chimpansee, een kleiner deel vooral met dat van de gorilla, en een nog kleiner deel met dat van verder verwijderde soorten: hoe korter geleden de splitsing tussen twee groepen individuen namelijk is, hoe groter de kans dat ze dezelfde fragmenten zullen bevatten.

The gorilla genome was more recently sequenced, and analyzed here by Scally, et al. (Nature 483,169–175, 08 March 2012).  Their first figure (below) illustrates the possible fate of various gene forms (alleles). The numbers at the bottom (1.37%, etc.) are average nucleotide divergences between human (H) and chimp (C), gorilla (G), and orangutan (O).

The gray lines within this figure denote how, for a particular gene, chimps can end up with a form that is closer to the gorilla form than the human form, even though the gorilla speciation split came earlier than the chimp-human split. While that is true for some genes, the statistical probability is that the majority of chimp genes will most closely resemble the human forms, and vice versa.

Verreweg de meest logische verklaring voor het feit dat we precies zo’n mozaïek in ons genoom aantreffen in vergelijking met de chimpansee en de gorilla, is dat er recombinatie heeft plaatsgevonden in de voortplanting vanaf een gemeenschappelijke voorouder!

Verder lezen?

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960982206018999

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169534709000846

Zie hier

http://bio.classes.ucsc.edu/bioe109/reading/paabo03.pdf

en hier.

http://genome.imb-jena.de/publications/download/free/Ebersberger_2007.pdf

 

GENOOM VERGELIJKINGEN  

Comparative genome analysis and genome evolution

 

Summary of the PhD-thesis by Berend Snel
Tuesday 17th September 2002

Email: b.snel@cmbi.kun.nl

Genen zijn stukjes DNA waarop staat hoe een bepaald eiwit moet worden gemaakt. Elk gen codeert voor een ander eiwit. Al deze eiwitten vormen op hun beurt 95% van de werkzame onderdelen in een levende cel.
Niet al het DNA codeert voor een eiwit. Er zijn ook stukken DNA die bijvoorbeeld aangeven hoe het gen moet worden afgelezen, en wanneer. Lange tijd is het technisch slechts haalbaar geweest om, per langdurig onderzoeksproject, het DNA van een enkel gen te achterhalen.
Sinds een jaar of zeven is het mogelijk om het complete DNA, en dus alle genen, van een organisme, in kaart te brengen. Het complete DNA van een organisme heet het genoom.

Door deze ontwikkeling komt er een uniek soort data beschikbaar.

Uniek, omdat het genoom in principe alles in zich heeft wat nodig is om een organisme te bouwen. Men zou zelfs kunnen zeggen dat we nu een complete lijst hebben van de stukjes die op een nog grotendeels ondoorgronde wijze, tezamen en in interactie met de omgeving, de puzzel van het leven vormen. De genoomdata dient in eerste aanleg als een referentiekader voor verder experimenteel moleculair biologisch onderzoek, bijvoorbeeld als een lijst van genen wiens functie nog bepaald moet worden. Maar kunnen we 체berhaupt iets puur en alleen met genoomdata en indien ja, wat? Om te beginnen, hebben we met die genomen een ongekende hoeveelheid data tot onze beschikking waarmee we de evolutie kunnen bestuderen. Aangezien dit type data relatief nieuw is en er nog erg weinig over genoom evolutie bekend is, betekent dat het in kaart brengen van basis patronen en soms zelfs het ontdekken van de grootheden waarin we genoom evolutie het best kunnen beschrijven. Door het vergelijken van genomen kunnen we iets te weten komen over hoe ze ontstaan zijn. Naast de intrinsieke waarde van deze kennis, cre챘ert dat mede de voorwaarde om complete genoom data effectief te gebruiken. Bijvoorbeeld om de significantie van de afwezigheid van een gen in een bacterie of dier te evalueren. In het algemeen staat de genoomdata ons dus toe om de functies van genen te begrijpen in de context van het genoom en dus alle andere onderdelen van een cel.

Biologische processen, en daarom ook hun analyses, vinden op verschillende niveaus plaats. Zelfs het moleculair/genetisch evolutionair niveau is gelaagd. In dit proefschrift beschrijven we de resultaten van uiteenlopende vergelijkende analyses van complete genomen op verschillende van zulke moleculair/genetisch niveaus. We beginnen met een specifieke studie naar een belangrijk probleem in het vergelijken van individuele genen tussen soorten en de biologische significantie die eraan ten grondslag ligt. In de twee daaropvolgende hoofdstukken bestuderen we hoe de verzameling van genen in een genoom evolueert en wat het ons tegelijkertijd vertelt over de evolutie van soorten. In de laatste twee hoofdstukken vergelijken we het genoom als meer dan een verzameling genen zonder onderlinge verbanden, doordat we de interacties tussen genen in een genoom bestuderen.

Het experimenteel bepalen van het complete genoom is nu weliswaar haalbaar, maar het is nog steeds niet makkelijk. Daarom zijn in eerste instantie vooral de genomen van kleinere (en dus meestal bacteri챘le) soorten bepaald. Bovendien zijn genen in het genoom van simpelere organismen (bacteri챘n) makkelijker te detecteren dan genen in het genoom van hoger ontwikkelde organismen (dieren, planten). Zelfs nu we het genoom van de mens hebben beschreven, is de lijst met menselijke genen nog verre van correct en compleet. Er zijn momenteel een substantieel aantal genomen van ingewikkeldere organismen beschikbaar, maar historisch en vanwege het gendetectie probleem, houdt het grootste deel van het hier beschreven onderzoek zich bezig met bacteri챘le genomen.

Om genomen goed te kunnen vergelijken moet je bepalen wat dezelfde genen (de orthologen) in een set van genomen zijn. Tijdens ons onderzoek zijn we daar dus veel mee bezig geweest. Een van de problemen daarbij is dat genen nog wel eens willen samensmelten tot een fusie gen (gen fusie) of het omgekeerde dat een gen uiteen valt in twee verschillende genen (gen splitsing). In hoofdstuk 2 worden deze twee evolutionaire processen die al individueel beschreven waren, nu systematisch voor complete genomen in kaart gebracht. Uit onze bestudering blijkt dat gen fusie vaker voorkomt dan gen splitsing. Waarschijnlijk is dit zo omdat het voor een organisme zin heeft om genen die samen functioneren samen te smelten tot 챕챕n gen. Verder blijkt dat uit챕챕ngevallen genen vaker voorkomen bij bacteri챘n die bij zeer hoge temperaturen leven, zogenaamde thermofiele bacteri챘n. Gegeven dat bij hogere temperaturen er meer fout gaat per onderdeeltje van een eiwit in het maken van een eiwit, kan de totale opbrengst nog op een redelijk niveau gehouden worden door een eiwit op te splitsen in onderdelen. Wanneer er dan iets fout gaat, hoeft slechts een onderdeel van het eiwit te worden weggegooid in plaats van het geheel. Het gebruik van opgesplitste genen lijkt dus een aanpassing aan de levenswijze bij zeer hoge temperaturen. Het is fascinerend dat de levenswijze van een organisme kennelijk een invloed kan uitoefenen op de evolutie op moleculair niveau.

Één van de basis vragen in de bestudering van genomen is wat bepaalt of een gen aanwezig of afwezig is in de genomen van verschillende soorten dieren, planten en bacteriën. Reconstructies van de evolutionaire geschiedenis van individuele genen (de stamboom van het gen), suggereerden dat hun geschiedenis afwijkt van de evolutionaire geschiedenis van de soort uit wiens genoom ze afkomstig zijn (de soortstamboom).

Zulk afwijkend gedrag is een indicatie voor genen die in plaats van, van ouders aan nakomelingen overgegeven worden (verticaal), van soort naar soort springen, zogenaamde horizontale gen overdracht.

Dit type overdracht van genen speelt bijvoorbeeld een grote rol bij de verspreiding van antibiotica resistentie. De verassende hoeveelheid horizontale gen overdracht suggereerde dat de stamboom van veel genomen niet meer achterhaalbaar zou zijn.

In hoofdstuk 3, laten wij echter zien dat het aantal gedeelde genen tussen twee soorten een zeer goede maat is voor hun verwantschap.

De stamboom van genomen die we daarbij verkrijgen, vat als het ware de verwantschapsinformatie van een soort samen en die samenvatting lijkt sterk op traditionele stambomen. Één van de bepalende factoren in de genen samenstelling van een soort blijkt dus simpelweg zijn afstamming te zijn, zelfs als lange tijd evolutie heeft kunnen plaatsvinden.

Dit verband is zo sterk dat deze zogenaamde “genoom bomen” wellicht kunnen helpen om licht te werpen op betwiste vertakkingen in de stamboom van het leven. De bovengenoemde observatie dat er zoveel genen horizontaal overgedragen worden tussen soorten, heeft er toe geleid dat er is voorgesteld dat er 체berhaupt niet van een stamboom van soorten gesproken kan worden, maar veeleer van een netwerk. Alleen door middel van het kiezen van een enkel gen als stamboom voor de soort (pars pro toto), of met een nog te defini챘ren meer dan som van de delen, zouden we nog verwantschappen kunnen defini챘ren. Ons resultaat suggereert dat daartussen in, namelijk de som der delen, een verdedigbaar concept voor een stamboom is. We besluiten dit hoofdstuk met de beschrijving van een web server die allerlei wetenschappers (en dus niet alleen degenen met voldoende computer capaciteit en adequate kennis van zaken) in staat stelt voor een selectie van soorten naar keuze en op basis van verschillende vooronderstellingen over genoom evolutie, een genoom stamboom te maken.

Het feit dat de aanwezigheid van genen zich evolutionair redelijk aan de soortstamboom houdt, zoals we in hoofdstuk 3 beschrijven, biedt ons in hoofdstuk 4 de mogelijkheid om de aanwezigheid van genen in huidige organismen te gebruiken om voorouderlijke genomen te reconstrueren. Daarbij bepalen we tegelijkertijd de processen die in de evolutie van voorouderlijke naar hedendaagse genomen plaatsvonden. We bestuderen de volgende genoom muterende processen: het verlies van genen, de duplicatie van genen, het ontstaan van nieuwe genen, het fuseren of uiteenvallen van genen, en het springen van een gen van een soort naar een andere soort (horizontale gen overdracht). Het is voor het eerst dat er met een integrale benadering naar genoom evolutie is gekeken. Zo vinden we bijvoorbeeld dat de voorouder van de proteobacteri챘n (een veel voorkomende en geneeskundig zowel als economisch belangrijke bacteri챘le orde) waarschijnlijk rond de 2500 genen bevatte. Ook blijkt dat alhoewel horizontale gen overdracht nodig is om de gen inhoud van hedendaagse genomen op een redelijke manier te verklaren, al de andere processen kwantitatief belangrijker zijn geweest. Het verlies van genen heeft van alle processen die de gen inhoud be챦nvloeden, het vaakst plaats gevonden. Gen verlies is zo wijdverspreid (zowel over tijd als over soorten) dat zelfs grotere genomen zoals bijvoorbeeld die van Escherichia coli (een proteobacterie en 챕챕n van de werkpaarden van de moleculaire biologie), meer dan 950 genen is kwijtgeraakt in zijn geschiedenis vanaf de oer-proteobacterie.

Als we genomen willen bestuderen op een hoger niveau, zeg maar als meer dan alleen een “zak van genen” zonder enige samenhang, moeten we verbanden tussen genen analyseren. Een van de meest basale verbanden tussen genen is hun volgorde op de DNA ketting. Die volgorde blijkt zeer snel te evolueren. Dat wil zeggen dat na evolutionair relatief korte tijden er slechts nog zeer weinig van de oorspronkelijke volgorde van de genen intact is. Interessant genoeg blijkt dat die genen wiens volgorde naast elkaar behouden blijft, een zeer goede voorspeller te zijn voor een functioneel verband tussen beide genen: de eiwitten die beide genen produceren hebben een interactie met elkaar. De reden hiervoor is dat naast elkaar liggen iets betekent voor de cel omdat veel bacteri챘n operons hebben. Operons zijn naast elkaar liggende genen, wiens activiteit als een geheel aangestuurd wordt. Voor veel genen is het niet, of slechts ten dele, bekend wat hun functie is. Aanwijzingen voor de functie van genen zijn dus zeer welkom. Het bestuderen van de conservering van de genen volgorde is een belangrijk instrument aan het worden om de functionele relaties tussen genen en daarmee de bijbehorende eiwitten te voorspellen. Daarom beschrijven wij in hoofdstuk 5 een web-server om de geconserveerde volgorde van genen te bepalen. In de beschreven versie zijn we in staat om voor 짹40% van de genen een functionele relatie door middel van geconserveerde genen volgorde te vinden. We illustreren het gebruik aan de hand van een enzym waarvan wel bekend is wat voor een soort reactie het katalyseert maar niet wat zijn substraat is. Door middel van de conservering met andere genen kunnen we nu een goed gefundeerde voorspelling maken over wat het substraat van het enzym is.

Met de exponentieel toenemende hoeveelheid genomen, en de met gelijke tred toenemende hoeveelheid functionele relaties tussen genen, ontstaat de situatie dat alle eiwitten indirect iets met alle andere eiwitten te maken hebben. We krijgen dus te maken met biologische netwerken met als knooppunten genen, en als verbindingen functionele verbanden tussen genen. In hoofdstuk 6 bestuderen we daarom een eiwit-eiwit interactie netwerk zoals we het verkrijgen uit onze voorspellingen van functionele relaties door middel van geconserveerde gen volgorde. Het netwerk blijkt lokaal een hoge clusteringgraad te bezitten. Om ook daadwerkelijk clusters in het netwerk te herkennen, knippen we het netwerk stuk. Er wordt geknipt langs genen die, als je ze weg zou halen, het netwerk lokaal in twee of meer stukken zou laten vallen. Uit het vergelijken van de uitgeknipte clusters van genen met een databank van functies, blijkt dat de genen, waarvan de functie reeds bekend is, in zo’n cluster met elkaar een functie uitoefenen, zoals bijvoorbeeld een metabolisch route, of een cellulaire bouwsteen als een zweepstaartje. We kunnen dus nu door middel van genoom vergelijkingen, groepjes van genen onderscheiden die op een hoger niveau een functionele eenheid in de cel vormen, een zogenaamde “functionele module”.

Tenslotte, kunnen we dus concluderen dat we veel kennis hebben vergaard door middel van de vergelijkende analyse van genomen. Ten eerste hebben we nu een basis idee van hoe genomen evolueren wat betreft hun samenstelling aan genen en de volgorde van die genen. Bovendien begint het er, na aanvankelijk pessimisme, op te lijken dat de genoomdata ons inzicht in de stamboom en oorsprong van het leven zal vergroten. Ten tweede, stelt dit begrip van de evolutie van genomen ons in staat om betere voorspellingen te doen over de functies van genen en de functionele relaties tussen genen. De methodes zoals we die hier toepassen op het netwerk van functionele relaties verkregen uit gen volgorde, kunnen ook toegepast worden op een nieuwe golf van data. Veel nieuwe grootschalige moleculair biologische experimenten zijn namelijk speciaal ontwikkeld om allerhande functionele relaties tussen genen te meten. Een deel van de verkregen vaardigheden en vergaarde kennis is ook nog eens omgezet in web-servers die het wetenschapsproces in het algemeen helpen en hopelijk versnellen.

http://igitur-archive.library.uu.nl/dissertations/2003-0114-114524/full.pdf

http://www.uu.nl/content/interviewbioinformaticavoorweb1106.pdf

 

Klein genoom doet snel evolueren
© bionieuws

Soortvorming verloopt sneller bij organismen die over een relatief klein genoom beschikken. Dat stelt de Leidse evolutiebioloog Ken Kraaijeveld in Evolutionary Biology (17 september online). Hij baseert zich op de relatie tussen genoomgrootte en radiatie van uiteenlopende soortgroepen als longvissen.

In theorie zou zowel een groot dan wel een klein genoom de snelheid van soortsvorming kunnen bevorderen. Zo kent een groot genoom meer duplicaties en transposons, terwijl anderzijds in kleine genomen mutaties en chromosoomherschikkingen stabieler overerven.

De ontdekking dat organismen met kleine genomen sneller divergeren stemt overeen met de bevinding van hogere recombinatie in E. coli, in experimenten waarbij het genoom van de bacteriën werd gestript van niet-functioneel dna.

 

bionieuws 17, 30-10-2010
Virulenter dankzij klein genoom

Razendsnel verspreidt het garnalenvirus zich over de hele wereld. Uit Nederlands onderzoek blijkt dat het genoom van het virus krimpt, terwijl zijn virale fitness juist sterk toeneemt.

Door Maartje Kouwen
© bionieuws

Het garnalenvirus dat het wittevlekkensyndroom veroorzaakt wordt steeds virulenter sinds de eerste grote uitbraak. Tegelijkertijd krimpt het genoom van het virus. Dat schrijven Nederlandse onderzoekers in Plos One (14 oktober).

Het wittevlekkensyndroomvirus (WSSV) veroorzaakt hoge sterftegetallen onder garnalen en andere geleedpotigen en heeft daardoor grote gevolgen voor de garnalenteelt in Aziatische landen. Sinds een grote uitbraak in 1992 in Taiwan heeft het virus zich in korte tijd wereldwijd verspreid.

‘Het is een redelijk uniek virus’, zegt Mark Zwart van Wageningen Universiteit, eerste auteur van de Plos One-studie. ‘WSSV is een dubbelstrengs virus met een van de grootste genomen onder de virussen. Het is het enige virus binnen zijn familie en het lijkt niet op andere virussen.’

Om te ontdekken hoe het virus zich verspreidt, namen de onderzoekers monsters bij garnalenkwekerijen in vijf Aziatische landen. Daaruit bleek dat het virus sinds de eerste uitbraak drastische veranderingen had ondergaan. Het veroorzaakte een hogere mortaliteit, de gastheer had een kortere overlevingsduur en de fitness van het virus bleek aanzienlijk hoger dan de variant van de Taiwan-uitbraak. Nog opvallender was dat het genoom van het virus aanzienlijk was gekrompen.

‘Het genoom van het virus bevat twee regio’s die overbodig zijn en die verdwijnen’, legt Zwart uit. Deleties in de ORF14/15- en ORF23/24-regio’s zijn samen goed voor een krimp van 15 kilobasen, vijf procent van het genoom. ‘In landen die het virus pas veel later dan de eerste uitbraak bereikte, troffen we varianten met dit kleinere genoom aan. Deze varianten kunnen prima infecteren, ze zijn juist efficiënter.’

Fitnessvoordeel
Toch blijft het genoom niet eeuwig krimpen. Na verloop van tijd stagneert het deletieproces. ‘Aanvankelijk zijn de deleties groot; het genoom krimpt dan snel. Naarmate het virus langer aanwezig is in de aquacultuur worden de deletiestappen kleiner.’ Of de minimale genoomgrootte al is bereikt, durft Zwart niet te zeggen. ‘Misschien zijn er nog wel andere overbodige loci, maar dit lijkt wel het optimum te zijn.’

Of een kleiner genoom ten grondslag ligt aan hogere virale fitness, wordt in wetenschappelijke literatuur betwist. Er zijn veel contradicties, vertelt Zwart. Met een bioassay testten de onderzoekers daarom de overleving van geïnfecteerde gastheren. Ze injecteerden garnalen met diverse concentraties van de verschillende varianten om de mortaliteit te bepalen. De meeste garnalen legden het loodje, maar garnalen geïnfecteerd met een WSSV-variant met een groot genoom leefden aanzienlijk langer.

Dat biedt ondersteuning voor de zogenaamde adaptieve hypothese, die stelt dat mutaties – zoals de deleties bij het wittevlekkensyndroomvirus – kleine fitnessverhogingen opleveren. Een kleiner genoom draagt mogelijk bij aan een hogere fitness, doordat deze WSSV-varianten zich sneller vermenigvuldigen en efficiënter virusdeeltjes produceren. Zwart: ‘De adaptieve hypothese is wel aannemelijk. Maar het is opvallend dat sommige studies juist het omgekeerde vinden. We moeten er dus nog voorzichtig mee zijn.’

Een vaak geopperd alternatief is de neutrale hypothese, die stelt dat veranderingen neutraal zijn; de deleties van overbodige genoomsequenties leveren geen nadeel, maar ook geen fitnessvoordeel op. ‘De genoomkrimp kan het gevolg zijn van genetische drift, waarbij eventuele voordelen te klein zijn om evolutie te sturen’, legt Zwart uit. ‘Het probleem is dat wij met natuurlijke isolaten werken. Pas wanneer je recombinante virussen maakt, kun je precies bepalen welke fitnessconsequenties het verwijderen van bepaalde loci heeft. Dat is ons nog niet gelukt.’

Garnalentransport
Het virus verspreidt zich door consumptie van besmette kadavers, waarbij de snelle dood van gastheren bijdraagt aan snelle verspreiding. Dat is terug te zien in de verspreiding door de tijd: hoe groter de periode tussen de eerste uitbraak en besmetting van een nieuw gebied, hoe kleiner het genoom. ‘Maar het virus lijkt zich niet geleidelijk door de ruimte te verspreiden, het maakt juist hele grote sprongen.’ WSSV legt in snel tempo grote afstanden af, terwijl populaties dichterbij gespaard blijven.

Die uitkomst benadrukt het gevaar van garnalentransport, vertelt Zwart. ‘Het is een extra bewijs dat menselijk handelen grote effecten heeft. Transport van larven en bevroren garnalen vindt plaats over grote afstanden. Maar ook over kortere afstanden vindt mogelijk zo besmetting plaats.’

Zwart hoopt dan ook dat zijn onderzoeksresultaten leiden tot strenge maatregelen om toekomstige uitbraken te voorkomen. ‘Het is voor het eerst dat iemand laat zien welk patroon genoomkrimp volgt. Het virus verspreidt zich over de hele wereld, er zijn maar weinig landen die het virus buiten de deur weten te houden. Maar je kunt larven screenen op aanwezigheid van WSSV, dat is een goede manier van controle’, pleit Zwart. ‘Ik zou zeggen: leg de handel in larven aan banden.’

 

 

 

http://www.vetmed.lsu.edu/images/White%20Spot%20Disease.jpg

GENEN

 

 

°
Matt ridley
Hoofdstuk 9 “Wat ons mens maakt “
Een gen met een andere naam
In de loop van de twintigste eeuw hebben de genetici minstens vijf verschillende, elkaar min of meer overlappende definities gebruikt om aan te geven wat
een gen is.
De eerste was van Mendel:
een gen is een pakketje met erfelijk materiaal, een soort archief waarin evolutionaire informatie ligt opgeslagen.
Toen in 1953 de structuur van het DNA werd ontdekt, bleek de metafoor van Mendel ten aanzien van de manier waarop genen nieuwe genen kunnen maken
plotseling letterlijk te kloppen.
Zoals James Watson en Francis Crick met groot gevoel voor understatement in Nature aankondigden:
‘Het is niet aan onze aandacht ontsnapt dat de specifieke paarverbinding die wij geponeerd hebben, onmiddellijk het vermoeden doet ontstaan dat er
mogelijk een kopieermechanisme voor genetisch materiaal bestaat.’

Enkel door de basisregel te volgen die voor het paren geldt, namelijk dat A moet paren met T (en niet met C, G of A) en dat C moet paren met G
(en niet met C, TofA), voorziet elk DNA-molecuul in twee fasen automatisch in een exacte digitale kopie van zijn eigen unieke volgorde.
Dit kopieren lukt niet zonder een speciale machine, de DNA-polymerase, maar omdat het systeem digitaal is, raakt het niets van zijn precisie kwijt en omdat
het systeem bovendien niet onfeilbaar is, biedt het mogelijkheden voor evolutionaire veranderingen.
°
Het gen van De Vries 
Een tweede definitie voor het woord gen, die pas kortgeleden weer opgedoken is, is het onderling uitwisselbare deeltje.
Toen het in de jaren negentig van de vorige eeuw mogelijk werd om het genoom te lezen, kwam men tot de verrassende ontdekking dat de mens veel meer genen
gemeen heeft met de vlieg en de worm dan iemand ooit had kunnen denken.
De genen die tot taak hebben ervoor te zorgen dat het lijfje van de fruitvheg zich volgens plan ontwikkelt, blijken exacte tegenhangers te hebben bij de
muis en de mens, allemaal geerfd van een gemeenschappelijke voorouder, de platworm, die 600 miljoen jaar geleden leefde.
Ze lijken zo sterk op elkaar, dat de menselijke versie van een van deze genen gebruikt kan worden bij een fruitvlieg in ontwikkeling als vervanging voor
het fruitvlieg-gen. En de verrassing was nog groter toen er ontdekt werd dat de genen die de vlieg gebruikt voor het leren en het geheugen, ook bij mensen
voorkomt – en dat deze genen waarschijnlijk ook een erfenis zijn van de platworm. Het is niet eens zo heel erg overdreven om te zeggen dat de genen van
dieren en planten een beetje op atomen lijken: pakketjes die opgebouwd zijn uit standaardelementen en die in verschillende combinaties te gebruiken zijn om verschillende samenstellingen te produceren.
Het gen van De Vries is een deeltje dat onderiing uitwisselbaar is.
°
Een derde definitie van het gen stamt oorspronkehjk uit 1902 en is afkomstig van een tijdgenoot van De Vries, de Engelse wetenschapper
Archibald Garrod,
die op briljante wijze de eerste ziekte waaraan slechts een enkel gen ten grondslag ligt heeft geidentificeerd, een vrijwel onbekende aandoening met de
naam alkaptonuria.
Van hem stamt ook de al te gemakkelijke manier om de genen te defmieren door ziekten terug te voeren op de beschadiging van een enkel gen,
de OGOD-definitie, ‘one gen one disease’ [een gen een ziekte].
°
Dit is op twee manieren misleidend: 
–>hierbij wordt nagelaten te vermelden dat een gemuteerd gen met tal van verschillende ziekten in verband gebracht kan worden, zoals ook een ziekte in
verband gebracht kan worden met tal van verschillende gemuteerde genen;
—> en het geeft impliciet aan dat het de taak van het gen is om de ziekte te voorkomen.
Dit is zoiets als zeggen dat het de taak van het hart is om een hartinfarct te voorkomen.
Maar gezien het feit dat het merendeel van het genetisch onderzoek gedaan wordt omdat dit vanuit de medische wetenschap gezien noodzakelijk is,
zijn OGOD-dennities waarschijniijk niet te vermijden.
Het gen van Garrod is een ziekte-bestrijder, het schenkt gezondheid.
°
Een vierde manier om het gen te definieren baseert zich op datgene wat een gen feitelijk doet.
De ontdekkers van het DNA hebben vanaf het allereerste begin beseft dat een gen twee taken heeft: zichzelf kopieren en zichzelf tot expressie brengen via
een eiwitconstructie.
°
Garrod had het vermoeden dat genen enzymen aanmaken: chemische katalysators.
Linus Pauling is hierop doorgegaan: genen maken alle mogelijke eiwitten aan.
En toen, vier maanden voor de ontdekking van de dubbele helix, kwam James Watson met de stelling dat DNA RNA produceert en dat RNA eiwitten aanmaakt,
een concept dat later door Francis Crick met een grapje zou worden aangeduid als
°
‘het centrale dogma’ van de moleculaire biologie.
°
Informatie vloeit het gen uit, en niet erin, zoals de informatie van de kok naar de taart vloeit en niet andersom.
Hoewel er tal van details zijn – alternatieve splitsing, afval-DNA (= junk-dna ) , transcriptiefactoren, en recentelijk een overvloed aan nieuwe genen die
wel RNA maken maar geen eiwitten en waarvan een groot deel direct betrokken lijkt te zijn bij het reguleren van de expessie van de genen die eiwitten
coderen — die het standaardplaatje van het metabolische gen veel gecompliceerder hebben gemaakt, gaat de centrale leerstelling nog steeds op.
Op een bijzonder klein aantal uitzonderingen na doen de eiwitten het werk, herbergt het DNA de informatie en functioneert het RNA als de verbinding tussen
deze beide, zoals Watson al had vermoed.
Het Watson-Crick-gen is dus eigenijk een recept.
°
In een vijfde definitie van het gen, die toegeschreven kan worden aan twee Fransen, Francois Jacob en
Jacques Monod, wordt het gen beschouwd als een schakelaartje en dus als een ontwikkelingspakketje.
°
In de jaren vijftig van de vorige eeuw kwamen Jacob en Monod tot de ontdekking dat een bacterie in een lactoseoplossing onmiddellijk het enzym begint te
produceren dat nodig is om de lactose te kunnen verteren en dat de bacterie met deze productie stopt als er voldoende enzymen aangemaakt zijn.
Het gen wordt uitgeschakeld door een repressoreiwit en de represser wordt door de lactose buitenspel gezet.
Jacob en Monod hadden al het vermoeden dat er zoiets aan de hand was en kwamen naar buiten met het voor die tijd verontrustende idee dat de genen in- en
uitgeschakeld worden 
doordat er in de buurt van deze genen eiwitten aan een speciale sequentie werden vastgehaakt; met andere woorden, dat genen een
DNA-schakelaartje bezitten.
°
Deze schakelaartjes, nu bekend als promoters en versterkers, spelen een onvervangbare rol bij de ontwikkeling van het embryo tot een volwassen lichaam.
°
Veel genen hebben meerdere activators nodig om zich aan hun promoters te kunnen hechten;
de activators kunnen in verschillende combinaties hun werk doen;
en sommige genen kunnen alleen door een afwijkendse set activators aangeschakeld worden.
Het gevolg is dat een en hetzelfde gen gebruikt kan worden door verschillende diersoorten of in verschillende delen van het lichaam om volstrekt
verschillende effecten te veroorzaken, afhankelijk van het feit welke andere genen er verder nog actief zijn.
°
Er is bijvoorbeeld een gen dat sonic hedgehog [het sonische stekelvarken] wordt genoemd en dat in de ene context de naburige cellen omzet in neuronen,
maar in een andere context naburige cellen aanzet om uit te groeien tot ledematen.
Dit is een van de redenen waarom het een hachelijke zaak is om te spreken van ‘het gen voor’ dit of dat: tal van genen hebben een groot aantal verschillende taken.
°
En zo zijn we dan plotseling aanbeland bij een totaal andere manier om naar de genen te kijken: als een set schakelaartjes die nodig zijn voor de ontwikkeling.
Elk stukje weefsel is in het bezit van de complete set genen, maar deze genen worden in verschillende stukjes weefsel in een andere combinatie ingeschakeld.
°
Laten we nu even de sequentie van het gen vergeten;
waar het om gaat is waar en op welke manier het gen tot expressie komt.
Dit is de manier waarop de meeste biologen tegenwoordig het gen bezien.
Om een menselijk lichaam te maken moet een hele serie schakelaartjes in de juiste volgorde worden omgezet; deze schakelaartjes zijn verantwoordelijk voor  de groei en de differentiatie van het lichaam.
En om het nog een beetje spannender te maken: de machines die de schakelaartjes omzetten, zijn zelfweer het product van andere genen.
Het Jacob-Monod-gen is een schakelaartje.
°
Matt ridley
Hoofdstuk 9 “Wat ons mens maakt “
Genen met een eigen manier van doen
°
” het zelfzuchtige gen “
Er zijn, om de waarheid te zeggen, hele horden wetenschappers geweest die vanaf 1909, toen het woord gen werd bedacht, dit woord vrolijk hebben gebruikt
zonder dat ze daarmee een van deze vijf concepten bedoelden.
Voor hen was het gen niet een pakketje erfelijk materiaal, evolutie, ziekte, ontwikkeling of metabolisme en het was zeker niet het object van selectie.
°
Ronald Fisher was de eerste die duidelijk uiteengezet heeft dat de evolutie weinig anders is dan het gedifferentieerd overleven van genen.
En George Williams en William Hamilton hebben samen met hun assistenten ten slotte tot in de details uit de doeken gedaan wat de verontrustende implicaties zijn van deze gedachte.
Volgens  Richard Dawkins
is een lichaam slechts een tijdelijk voertuig dat geconstrueerd is voor het kopieren van genen, en dat op exclusieve wijze door de genen  is ontworpen om te groeien, te eten, te gedijen en te sterven – maar boven alles om ernaar te streven zich voort te planten.
Een lichaam is voor de genen een manier om nieuwe lichamen te maken.
Deze opvatting om het organisme te bekijken vanuit het perspectief van de genen, bracht een plotselinge verschuiving teweeg in de filosofie.
°
Het voorzag bijvoorbeeld in een directe verklaring van iets waarvan Aristoteles, Descartes, Rousseau en Hume niet eens hadden beseft dat daarvoor een
verklaring nodig was: waarom zijn mensen aardig (of niet aardig, zoals in het geval van Rousseau) voor kinderen?
Mensen zijn in het algemeen aardiger voor hun eigen kinderen dan voor volwassenen, de kinderen van iemand anders en zeifs aardiger dan voor zichzelf.
In de twintigste eeuw zijn er een of twee antropologen geweest die met een zwakke verklaring kwamen in termen van pure zelfzuchtigheid – we zijn aardig
voor onze kinderen in de hoop dat onze kinderen als wij oud zijn ook aardig zullen zijn voor ons 
— maar Williams en Hamilton kwamen met een doorwrochte verklaring waarbij het ouderschap niet ontdaan werd van altruisme.
We zijn aardig voor onze kinderen omdat we afstammen van mensen die aardig waren voor hun kinderen en die dus beter in staat waren om hun kinderen groot te brengen, zodat ook deze kinderen zich weer konden voortplanten. 
Zij waren hiertoe in staat omdat zij in hun chromosomen bepaalde genen hadden die ervoor zorgden dat hun lichaam zodanig was gebouwd dat, als er aan bepaalde omgevingsfactoren was voldaan en dit lichaam eenmaal volwassen was, deze genen zouden zorgen voor gedrag dat gericht was op voortplanting en ouderlijke zorg. Gerichte vriendelijkheid zit waarschijnlijk in de genen.
°
Hier volgt een definitie van het woord gen die niet gebaseerd is op erfelyk materiaal, noch op iets in het metabolische systeem, en ook niet op iets in de
ontwikkeling, maar op de selectie.
Waar dit ‘gen’ van gemaakt is, speelt in dit opzicht nauwelijks een rol.
Het kan gaan om een aantal echte genen, maar ook om iets dat daarop lijkt.
Het kan gaan om een aantal genen in een bepaalde volgorde die om beurten in actie komen.
Het kan gaan om een heel netwerk van genen dat beheerd wordt door een overvloed aan RNA’S.
Waar het om gaat, is dat met een grote mate van betrouwbaarheid een bepaald effect teweeggebracht wordt.
Maar op welke manier gaat dat in hemelsnaam?
Is er echt een gen dat in DNA-taal zegt:
‘Je moet voor je kinderen zorgen’? En als er echt een dergelijk gen bestaat, op weike manier zorgt het dan voor zichzelf? 
Dit hele concept – dat vooral bekend is geworden als ‘het zelfzuchtige gen’ van Richard Dawkins – heeft voor de meeste mensen bijna iets magisch.
Zij zijn namelijk zozeer gewend om teleologisch te denken, dat zij zich niet kunnen voorstellen dat een gen zich zeifzuchtig gedraagt als het niet  van tevoren de bedoeling heeft om zelfzuchtig te zijn.
°
Genen, zo luidde de kritiek, zijn niets anders dan eiwitrecepten; ze ‘kunnen niet zeifzuchtig of onbaatzuchtig zijn, net zomin als atomen jaloers kunnen
zijn, olifanten abstract kunnen denken of koekjes teleologisch kunnen zijn
Maar hieruit bleek al dat men niet had begrepen wat Dawkins bedoelde.
°
De sociobiologen, zoals ze genoemd werden, bedoelden hiermee dat de natuurlijke  selectie de genen kon aanzetten om exact te doen alsof ze zich
aangetrokken voelden tot een zelfzuchtig doel:
 het was een analogie, maar als zodanig ook opmerkelijk bruikbaar .
Mensen die genen hadden die hen,  hoe indirect ook, aanzetten om aardig te zijn voor hun kinderen, kregen meer nakomelingen dan mensen die niet aardig  waren.
En nu is het niet moeilijk meer om voor bestaande gevallen een verband te leggen tussen het Watson-Crick-gen en het gen van Dawkins.
°
Hier komt er een:
een gen op het noordelijke puntje van het Y-chromosoom met de
naam SRY.
Het is een klein gen dat maar 612 letters lang is en deze letters zijn opgenomen in slechts een enkel tekst-exon (paragraaf) – eenvoudiger genen bestaan er
niet.
–>Als pakketje erfelijk materiaal in de zin van Mendel maakt het kopieen van deze uit 612 letters bestaande tekst.
–>Als onderdeel van het metabolisme in de zin van Watson-Crick is het vertaald in een 204-amino-zuureiwit, de testis bepalende factor.
–>Als onderdeel van het ontwikkelingsproces in de zin van Jacob-Monod wordt het ingeschakeld in bepaalde delen van de hersenen en verder uitsluitend in de
testikels gedurende niet meer dan een paar uur, meestal op de elfde dag na de conceptie (bij muizen).
–> Als het onderling verwisselbare pangen in de zin van De Vries komt het in vrijwel dezelfde vorm als bij de muis en alle andere zoogdieren ook voor bij de
mens en heeft het overal dezelfde functie – het masculiniseren van het lichaam.
–> Als een ziekteverwekker in de zin van Garrod, wordt dit gen in verband gebracht met een aantal soorten seksuele afwijkingen, waarvan het opmerkelijke is
dat ze meestal voorkomen bij mensen met een normaal vrouwelijk lichaam, die desondanks over een Y-chromosoom beschikken maar geen werkende versie van dit  gen hebben, of bij muizen met een gewoon mannelijk lijfie, die desalniettemin geen Y-chromosoom bezitten maar door knappe biologen een werkende versie
van dit gen ingeplant gekregen hebben
°.
In algemene zin kunnen we zeggen dat alles wat een zoogdierenembryo nodig heeft om een mannetje te worden, een enkel SRY-gen is en dat er om een vrouwtje
te worden alleen maar de functionerende versie van dit-zelfde gen hoeft te ontbreken.
Voor lezers die graag precies willen weten hoe de motor van een auto werkt, moet ik zeggen dat SRY dit knappe staaltje masculinisering waarschijniijk
voor elkaar krijgt via een uitermate eenvoudige ingreep: het schakelt een ander gen, het soxp, aan.
Meer komt er echt niet bij kijken.
Af en toe wordt er een kindje geboren dat genetisch mannelijk is maar waarbij een van de twee soxp-genen niet functioneert en meestal ontwikkelt het zich
dan tot een vrouw met een afwijking aan het skelet, campomelische dysplasie genaamd.
SRY lijkt enigszins op de kapitein op een schip die terloops aan het soxp opdraagt om het schip voordat hij zijn kooi opzoekt, de haven in te loodsen.
soxp doet al het werk en is constant bezig alle mogelijke genen aan en uit te schakelen, zowel in de testikels als in de hersenen – genen zoals
Lhx9, Wti, Sfi, Daxi, Gata4, Dmrti, Amh, Wnt4 en Dhh.8
Deze genen schakelen op hun beurt weer bepaalde hormonen aan en uit en deze hormonen grijpen in in de ontwikkeling van het lichaam en zijn van invloed op
de expressie van weer andere genen.
°
Een deel daarvan is waarschijniijk gevoelig voor indrukken van buiten en reageert als zodanig op voedsel, sociale omgeving, leren en cultuur, waardoor de  zich ontwikkelende mannelijkheid van de persoon in een specifieke richting zal uitgroeien.
Maar het blijft nu eenmaal zo dat,
bij een typische middenklasse opvoeding, het ‘man-zijn’ tot in alle details, zoals dat in een hedendaagse omgeving tot uiting komt – van de testikels tot kaalheid tot de  neiging om op de bank te hangen met een blikje bier en langs alle tv-kanalen te zappen -, afkomstig is van dit ene gen, SRY.
En daarom is het ook volstrekt niet vreemd om dit het gen ‘voor’ mannelijkheid te noemen.
Het SRY kunnen we dus beschouwen als een archief, een recept, een schakelaar, een onderling uitwisselbaar deel of een gezondheidsverlener ten gunste van de
mannelijkheid – afhankelijk van welke van de vijf defmities die in de twintigste eeuw werden opgesteld, onze voorkeur geniet.
Maar we zouden er evengoed naar kunnen kijken vanuit het perspectief van de selectie, het zelfzuchtige gen van Dawkins.
°
Dat gaat zo. :
Een van de uiteindelijke effecten, die onlosmakelijk met het man-zijn verbonden zijn, is de grotere kans dat dit lichaam risico’s zal nemen,geweld zal gebruiken en  jong zal sterven.
Als aan het eind van de puberteit het testosteron dat tot mannelijkheid leidt, zijn invloed doet gelden, gaat de voortijdige sterfte van mannen met sprongen omhoog als gevolg van vier belangrijke factoren:moord, zelfmoord, ongelukken en hartziekten.

°Dat gaat zelfs op voor de westerse samenleving –
en het is een feit dat de kloof tussen de mortaliteit van mannen en van vrouwen steeds wijder wordt.
Wat de belangrijkste doodsoorzaken betreft gaan er uitsluitend aan alzheimer meer vrouwen dood dan mannen.
En dat is geen aberratie van de moderne levensstijl
Bij sommige stammen in het Amazonegebied komt meer dan de helft van de mannen door moord aan zijn eind.Het gemiddelde percentage mannen die op een gewelddadige manier om het leven kwamen, was in jager-verzamelaargemeenschappen stukken hoger dan in Duitsland  tijdens de Tweede Wereldoorlog.

°

Voor een man horen dergelijke risico’s er nu eenmaal bij.
Risico’s nemen hoort bij het wezen van de man – hoewel dit wel afgezwakt kan worden door de cultuur of door de technologie en er natuurlijk grote individuele verschillen bestaan.
Het is moeilijk om dit feit aan de hand van de ouderwetse natuurlijke selectie van Darwin – het meest aangepaste individu  zal overleven – te verklaren. Een gen dat een hogere mortaliteit tot gevolg heeft, zou eigenlijk al snel uitgestorven moeten zijn.

°
De reden dat dit niet gebeurt is vrij duidelijk.
Een doetje dat elk risico probeert te vermijden zai wellicht langer leven, maar meer kinderen krijgt hij niet.
Als je een man bent, heb je de grootste kans om je voort te planten als je een aantal risico’s durft te nemen, een paar andere mannen hardhandig opzij  durft te schuiven en als je indruk weet te maken op de vrouwen.Als je het geluk hebt dat je geboren bent in de Californische middenklasse, kun je dit allemaal doen zonder dat je de kans loopt er ook werkelijk het leven bij in te schieten – misschien loopt je ego een paar fikse deuken op en moet je een aantal malen in het stofbijten, maar dat overleef je waarschijnlijk wel. Als het geluk je lets minder goed gezind is en je wordt geboren als de zoon van een Yanomamo-krijger, dan kun je om de genetische onsterfelijkheid te bereiken beter af en toe iemand anders vermoorden in plaats van zeif het loodje te leggen.

In dat soort samenlevingen hebben mannen die zo nu en dan een andere man vermoorden meer seksuele partners dan gemiddeld.

 Maar het leidt hoe dan ook geen twijfel dat ‘man-zijn’ slecht is voor het overleven en dat in dit geval de natuurlijke selectie als test niet erg bruikbaar is.

De rationele manier om uit dit dilemma te geraken, is te bedenken dat het SRY-gen, via de uiteindelijke effecten van het masculinisatieproces op het lichaam en de hersenen, er zeif voor zorgt dat het doorgegeven wordt aan volgende generaties ten koste van het overleven van zijn momentele gastheer.

Dit is de seksuele selectie, eveneens een theorie van Darwin, maar aan deze theorie is nooit erg veel aandacht besteed en in deze theorie wordt niet gerept
van de overleving van de meest aangepaste levensvorm, maar van de reproductie van de meest aangepaste levensvorm.
°
Matt ridley Hoofdstuk 9 “Wat ons mens maakt “
zie ook ;
Nature nurture < klik )
Sexuele selectie
Voor Darwin was de seksuele selectie net zo belangrijk als de natuurlijke selectie en in het geval van de mens misschien nog wel belangrijker, maar toch is de theorie van de seksuele selectie de hele twintigste eeuw door een soort wetenschappelijke banneling gebleven.
Nadat er verfijningen in zijn aangebracht door mensen als Amotz Zahavi en Geoffrey Miller, geeft de theorie van de seksuele selectie in de huidige vorm
aan dat het risico nemen van mannetjesdieren een onbewust trucje is van bepaalde genen bij de vrouwtjes om er in de praktijk achter te kunnen komen wat de mannelijke genen feitelijk in hun mars hebben, zodat een vrouwtje er zeker van kan zijn dat ze voor haar nakomelingen de beste genen selecteert. (Bij andere soorten is het precies andersom.)
Zelfs als ze passief toekijkt als twee mannetjes om haar vechten, zoals dat bij de zeeleeuwen en de gorilla’s gebeurt, zai ze door met de winnaar te paren automatisch vechtgenen voor de toekomstige generaties selecteren. Een dergelijke seksuele selectie kan alle mogelijke typen mannetjes opleveren, van een gemene bullebak tot een geaffecteerd Pietje Precies tot een aardig en zorgzaam persoon, en het kan via de mannetjes ook uitwerking hebben op de vrouwtjes.
Bij sociaal monogame soorten, zoals de papegaaiduiker ofde papegaai, hebben beide geslachten heldere kleuren om indruk te maken op het andere geslacht.
Bij de mens is in vergelijking met andere apensoorten duidelijk een zekere mate van mannelijke selectie aanwezig, in die zin dat de mannetjes erop letten of een vrouwtje wel jong, gezond, mooi en trouw is en er is ook een zekere mate van vrouwelijke selectie aanwezig, aangezien vrouwtjes erop letten of een mannetje wel voldoende blijk geeft van dominantie, gezondheid, kracht en trouw.
Bij de pauwen selecteert de hen het mannetje met de grootste en sierlijkste staart en daarmee zorgt ze er onbewust voor dat een mooie staart gaat gelden als een test, een versiering die getuigt van de kwaliteit van de genen van het mannetje.
Naarmate meer vrouwtjes een dergelijke voorkeur laten gelden, komen er natuurlijk ook steeds meer mannetjes met het overerfde vermogen om een zo groot mogelijke staart te laten groeien.
In management-taal wordt dan gezegd dat pauwengenen niet alleen geacht worden een goed lijf te produceren, ze zullen dat lijf ook in de markt moeten zetten. Net als een bedrijf dat tandpasta produceert, zullen ze flink wat middelen vrij moeten maken voor een reclamecampagne: de staart. Net als het reclamebudget lijkt ook de staart een bijzonder dure luxe, maar net als het geld voor de reclame is ook de staart van wezenlijk belang. Dergelijke versiersels en rituelen zijn, net als reclamekreten, bedoeld om de zaak een beetje te bedotten (krijg je van een goed merk tandpasta werkelijk meer zeifvertrouwen?), maar on-dertussen krijgt het vrouwtje wel de kans om op een eerlijke manier te kie-zen uit de genetische kwaliteit die op de paarmarkt aangeboden wordt.
Vandaar dat het volgens Miller geen toeval is dat een groot aantal menselijke vaardigheden – van verhalen vertellen tot kunst vervaardigen, van jazz-platen opnemen tot sportprestaties tot vrijgevigheid tot moord – allemaal met een enorme ijver worden beoefend door jonge mannen van de leeftijd waarop een partner geselecteerd dient te worden.
Miller wijst erop dat wij mensen een belachelijke hoeveelheid tijd besteden aan culturele zaken die maar heel zelden onze kans om te overleven zullen vergroten: kunst, dans, verhalen vertellen, humor, muziek, mythologie, rituelen, religie, ideologieen.
Maar al deze zaken helpen de kans op voortplanting te vergroten, hoewel ze eerder een bijdrage leveren aan het overleven van de genen dan aan het overleven van het individu.”
Genen als een soort instincten?
Dit concept is wel heel erg ver verwijderd van de pakketjes erfelijk materiaal in de zin van Mendel.
De verwarring van-wege al die verschillende opvattingen over het gen hebben het nature- nurture-debat behoorlijk gecompliceerd.
Er is net zo weinig kans dat we in het SRY-gen de tekst ‘laat de vrouwen zien dat je je mannetje staat’ zullen aantreffen als de tekst
‘laat zien dat degene die deze auto bezit erg rijk is’ in het instructieboekje van een Ferrari, maar dat wil niet zeggen dat het geen valide interpretatie is van wat er wordt bedoeld.
Een Ferrari is aan de ene kant een uitgelezen stukje autotechniek, maar kan tegelijkertijd een seksueel ornament zijn – en zo is het ook met de genen.
En nu de politiek
” sociobiologie “
Dit van Dawkins afkomstige abstracte concept van een gen als een soort instinct kwam voor het eerst echt in de belangstelling te staan door het  omvangrijke boek van Edward 0. Wilson, Sociobiology, over sociaal gedrag bij dieren.
Wilson, verbonden aan Harvard, was gespecialiseerd in de ecologie van de mieren en hij was, zoals dat met alle entomologen vroeg of laat gebeurt, zeer onder de indruk van de complexiteit van het instinct. Ook al missen ze het vermogen om te leren, toch gedragen de insecten zich met distinctie en scherpzinnigheid, hoewel iedere soort dat op een eigen kenmerkende manier doet.
Het meest opvallende aspect van het gedrag van de mieren is de manier waarop ze de voortplanting delegeren aan de koningin.
De meeste mieren zijn werksters en zullen zich als zodanig nooit voortplanten.
Darwin had zich hier al over verbaasd en dezelfde verbazing deed zich bij Wilson voor, want het scheen een uitzondering te vormen op de regel dat alle dieren ernaar streven zich voort te planten.
Op een dag in 1965 staple Wilson op de trein van Boston naar Miami omdat hij zijn vrouw had beloofd niet te zullen vliegen zolang hun dochtertje nog klein was. De reis zou minstens achttien uur duren en daarom begon hij te lezen in een pas uitgekomen wetenschappelijk artikel van de onbekende jonge Britse zooloog William Hamilton.

Hamilton beweerde dat de reden dat veel mieren, wespen en bijen zo sociaal waren, een eigenaardigheid was van hun ‘haplodiploide’ genen, die ervoor zorgden dat werksters zich meer verwant voelden met hun zusters dan met hun dochters.
En dus, in termen van het zeifzuchtige gen, hadden ze er meer baat bij om de nakomelingen van de koningin groot te brengen dan hun eigen nakomelingen.
Maar de doelstelling van Hamilton was breder dan enkel een verklaring geven voor het gedrag van de mieren – hij wilde aandacht vragen voor het feit dat een dergelijke precieze berekening van genetische aard ook de verklaring vormt voor alle samenwerking tussen familieleden en dat daarbij de omvang van de instinctmatige samenwerking exact gerelateerd is aan de mate van verwantschap.
Met andere woorden, mensen zijn instinctmatig aardig voor hun kinderen omdat ze door hun genen zo zijn gemaakt en ze worden door hun genen zo gemaakt omdat genen die dit doen, overleven – via de kinderen – ten koste van de genen die dit niet doen.
In eerste instantie vond Wilson het artikel naiefen een beetje dwaas en nadat hij het vluchtig doorgekeken had, legde hij het weg maar het lukte hem niet om aan te geven waar nu precies de fout zat.
Tegen de tij’d dat de trein door New Jersey reed, had hij het artikel nogmaals ter hand genomen om het nog een keer, maar nu veel zorgvuldiger, door te lezen. Toen hij in Virginia was, voelde hi; zich gefrustreerd en boos door de kennelijke pretenties van Hamilton.
Maar in het noorden van Florida begon Wilson al enigszins by te trekken. En toen hij in Miami aankwam, was hi) bekeerd.
De theorie van Hamilton – die voortbouwde op de ideeen van de terughoudende Amerikaan George Williams – werd door tal van zoologen ontvangen alsof het een landkaart was die een verdwaalde ontdekkingsreiziger in de school geworpen kreeg.
Plotseling hadden ze een criterium om verklaringen voor het gedrag van dieren aan af te meten: was het van belang om de genen door te geven van het dier dat dit gedrag tentoonspreidde?
Richard Dawkins heeft de implicaties van deze theorie verder onderzocht en uitgewerkt in zijn prachtige boek The Selfish Gene, maar anders dan Wilson heeft hij zich beperkt tot de dieren.
De mens vormt volgens Dawkins immers een grote uitzondering op deze regel, omdat ons bewustzyn ons in staat stelt om aan de dwang van de zeifzuchtige genen te ontsnappen.
Wilson had geen last van dergelyke scrupules.
In het laatste hoofdstukvan Sociobiology vroeg hij zich af of het gedrag van de mens wellicht ook niet het product kon zijn van dergelyke sturende genen.
Was homoseksualiteit mis-schien een vorm van door de genen georganiseerd nepotisme om te zorgen dat er ‘ooms’ zonder eigen kinderen waren die konden helpen met de opvoeding van hun neefjes en nichtjes?
Moest de ethiek niet bekeken worden in termen van de evolutie?
Zouden de ‘sociale wetenschappen uitemdelijk teruggebracht worden tot een specialisatie van de biologie’?
Wilson vroeg zich af hoe het zat met ‘de onafhankelyke geest van de natuurlijke historie’, maar af en toe stapte hij over naar de evangelische taal van de baptisten uit zijn jeugd in Alabama.
Kennelyk had ook hij een verborgen agenda en was hij  er eigenlijk meer op uit de religie op haar staart te trappen dan de genen het te laten winnen van de omgeving ?   In feite was hij ervan overtuigd dat hij een milde en pluralistische interpretatie had gegeven van de manier waarop de genen waarschijnlijk met de omgeving samenwerkten om de menselyke sociale patronen te doen ontstaan.
Behalve een aantal licht marxistische opmerkingen over het feit dat het onvermi)delijk was dat er in de komende eeuw een planeconomie zou ontstaan, was het helemaal niet zijn bedoeling geweest zich over politieke zaken uit te laten.
De storm die in november 1975 boven zijn hoofd losbarstte, had hij dan ook volstrekt niet voorzien.
°

Een van de genen  ontdekt dat vorm van fruit en groenten

bepaalt ; SUN – gen

 Amerikaanse wetenschappers hebben een gen gekloond dat de vorm van tomaten bepaalt, zo staat in het jongste nummer van het wetenschappelijke vakblad Science te lezen. De ontdekking kan het mysterie ontrafelen omtrent de enorme morfologische verschillen tussen fruit- en groentensoorten.Het SUN genoemde gen is het tweede dat zich reeds heeft verraden als een gen dat een determinerende rol speelt in de langwerpige vorm van sommige tomatensoorten, aldus Esther van der Knaap van de Universiteit van Ohio.Tomaten behoren tot de groenten met de meest uiteenlopende vormen en groottes. In oorsprong waren de tomaten echter zeer klein en rond.
Achter de metamorfoses naar de huidige rijke vari챘teit was weinig geweten.
Over de morfologische wijzigingen van andere groenten en fruit was virtueel niets bekend.
(belga/odbs)
°
°

MENSELIJKE  GENEN

Zie ook 

chromosomen chromatiden  <– Doc archief 

Ideotgram

Wat is het menselijke genoom?

Het ” menselijke genoom “is de volledige(model) verzameling van het totale menselijke (nucleus ) DNA. —> aanwezig in de diploide zygote /stamcel (met inbegrip van alle gekende ( en nog onbekende )varianten van die sequenties aanwezig in de diverse menselijke leden van de soort in de verschillende populaties —> “genen”poel

Wat is een gen ?

Alle planten en dieren bevatten miljoenen cellen. Elke cel heeft een kern. Die kern bevat DNA waarin de erfelijke eigenschappen vastliggen. (er zijnook extra-chromosonale erfelijke eigenschappen aanwezig –> het mtDNA en eventueel cytoplasma DNA afkomstig van soortvreemde indringers (bijvoorbeeld wohlbachia bij ongewervelden )) DNA in planten en dieren is georganiseerd in de vorm van chromosomen. Elke cel bevat twee sets chromosomen: een van de moeder en een van de vader

Unieke combinatie

Die twee sets komen samen als een spermacel een eicel bevrucht. Of – bij planten -als stuifmeel een eicel bevrucht.

Bijvoorbeeld : (2010) Een van de oudste (minstens 600 miljoen jaar )spermaproductie – “genen ” is het ” Boule,”gen http://www.physorg.com/news198403535.html

De cel die wordt gevormd na de bevruchting ‘( zygote ) erft de nieuwe unieke combinatie van chromosomen.Deze cel deelt zich vele keren en groeit uit tot een organisme, bijvoorbeeld een mens. Elke cel in dat organisme bevat dezelfde genetische informatie

Blauwdruk

DNA wordt vaak beschreven als een blauwdruk. Die blauwdruk bevat alle essentiële informatie die nodig is voor de bouw en functie van een organisme. .Genen zijn dan de individuele berichten, die samen de blauwdruk vormen.

Elk gen bevat de code (codeert) voor een bepaalde eigenschap. Maar dit beeld reduceert( suggereerde de simplistische ideeen rond ) een organisme tot een eenvoudige mechanische machine. En het functioneren van die machine tot een serie industriële processen

Complexe netwerken

In werkelijkheid zijn genen en deze processen alleen te begrijpen in hun contex: een levend organisme. Want geen enkel gen werkt op zichzelf.

Genen zijn onderdeel van complexe netwerken.

Deze netwerken worden strak gereguleerd, zodat processen op de juiste plaats en tijd gebeuren.

De werking van zo’n ingewikkelde netwerk – inclusief de communicatie met de (micro)omgeving – is geêvolueerd in de loop van miljoenen jaren.( het was een voortdurend vinden van evenwichten met alle omgevingsfactoren en diverse samengaande synergetische onderdelen ) Daarom is het functioneren van genen afhankelijk van het milieu waarin ze zich bevinden

Puntjes op de i

Hét genoom bestaat niet: : iedereen heeft een licht verschillend genoom.

Het menselijke lichaam bevat 10 biljoen cellen. In de kern van elke menselijke cel zit een complexe set van instructies die we het ‘menselijke genoom’ noemen.

Ze zijn opgeslagen in DNA-eenheden die op hun beurt opgeslagen zitten in 23 chromosoomparen; 22 daarvan zijn genummerd, min of meer in de volgorde van hun grootte: van het langste (nummer 1) tot het kortste (nummer 22). Paar 23 bestaat uit geslachtschromosomen: 2 grote X-chromosomen bij de vrouw, een grote X- en een kleine y-chromosoom bij de man.

Veel diersoorten hebben meer, andere minder chromosoomparen dan de mens.
Elke menselijke ouder geeft 23 chromosomen door aan het nageslacht.

Een chromosoom bestaat uit eiwitten en een lang molecuul van DNA.
Samen bevatten de 46 chromosomen 3 miljard basenparen waartussen ruim 100.000 menselijke” werkzame DNA-sequenties” ( vroeger( eind vorige eeuw ) –> werden die volgens het genetische dogma—>voor eiwit coderende “genen”gehouden ) verborgen zitten.
Zij bevatten erfelijke instructies: van onze lichaamsvorm en oogvorm tot de ziekten die we krijgen.

Sommige zijn nauwelijks veranderd sinds miljarden jaren,(= bijvoorbeeld “essentieele” en “hox genen” varieeren binnen zeer nauwe begrenzingen ) andere kregen hun vorm door recente epidemieën(virusinvasies ,cytoplasma parasieten ) .In dit opzicht is het menselijke genoom het dagboek van de evolutie van onze soort.

Stel dat op een bladzijde 3000 letters kunnen, dan is het menselijke genoom een boek van 1 miljoen bladzijden.
Hebben alle mensen dezelfde genen?

Op honderden plaatsen op de 46 chromosomen liggen” genen “die van persoon tot persoon verschillen. Er bestaan immers twee soorten genen.

Sommige stukken van het DNA zijn voor alle mensen identiek.
Die genen regelen vitale lichaamsfuncties zoals ademhaling en de hartslag. —>
Vitale “genen “ /essentieele genen /hox genen/”master switches”

Een mutatie in een of meer genen in dat deel van het DNA betekent een afwijking of een ziekte.
Van sommige ziektes — is het verantwoordelijke gen nu al bekend.
Kennis van het hele genoom betekent in principe dat je voor elk ziektebeeld kan bepalen welke genen erbij betrokken zijn.

Daarnaast zijn er hypervariabele gebieden in het DNA ( hotspots ? )waar de genen per individu sterk van elkaar verschillen.
Die variaties bepalen de specifieke geaardheid van mensen.
Er is waarschijnlijk een relatie tussen de specifieke genetische opbouw van patiënten en hun vatbaarheid voor bepaalde ziektes, zoals bijvoorbeeld kanker.

Genomen veranderen voortduren.
Verschillende versies van genen worden populair en geraken darna weer uit de mode.
Vandaar de opkomst en ondergang van ziekten.

Genetische verschillen bij – mensen onderling , blijken groter
23 november 2006Z
DNA-onderzoek
Tot nog toe dacht de wetenschap dat de ene mens 99,9 procent gelijkt op de andere.
Daarbij ging men ervan uit dat de verschillen tussen mensen grotendeels te maken hadden met verschillen in de sequenties van verschillende
“letters” in het menselijk genoom. Uit grondig DNA-onderzoek van 270 mensen blijkt nu dat we minstens tien keer meer verschillen van elkaar dan gedacht,
aldus de Britse krant The Independent.Onderzoekers hebben voor het eerst een genenkaart gemaakt die laat zien hoe van mens tot mens ook grote stukken dna kunnen verschillen.
De internationale onderzoeksgroep, geleid door het Britse Wellcome Trust Sanger Institute, publiceerde zijn werk deze week in het tijdschrift Nature
(23 november).Het gaat om talloze gebiedjes op de chromosomen met verdubbeld of juist weggevallen dna.
De variatie in het menselijk genoom is veel groter dan wetenschappers tot nu toe hebben aangenomen.
Dat valt te lezen in een serie van vier publicaties in de tijdschriften Nature, Nature Genetics en Genome Research
Die variaties kunnen erfelijke ziekten veroorzaken.
Meerdere kopies
De wetenschappers ontdekten dat ons genetisch “boek” hele sequenties, paragrafen en zelfs hele pagina’s bevat die meerdere keren zijn gekopieerd,
in plaats van juist twee kopieën van elk gen.
Het aantal van die kopie챘n verschilt nu juist van de ene mens tot de ander.
Gezondheid
Minstens twaalf procent van ons genoom zou in aantal duplicaten vari챘ren.
Waarom is nog niet precies bekend.
“Een groot deel van die variaties bevindt zich in ieder geval in sectoren van het genoom die geen bedreiging vormen voor onze gezondheid”,
aldus Matthew Hurles van het Welcome Trust Sanger Institute in het Britse Cambridge. Andere zitten juist wel in dergelijke sectoren.
Parkinson en Alzheimer
Vele ziektes zijn aldus wellicht terug te voeren tot een abnormaal verlies van of winst aan kopie챘n van genen die een sleutelrol spelen.
Zo zouden al zeventien aandoeningen aan het zenuwstelsel, zoals Parkinson en Alzheimer, het resultaat kunnen zijn van dergelijke dupliceervariaties,
meldt de BBC.
De vondst betekent niet alleen een doorbraak voor het onderzoek naar het ontstaan van sommige ziektes en de remedies ertegen.
Er zijn ook nieuwe inzichten te verwerven in de evolutie van de mens, aldus de Britse openbare omroep.
Dat sommige genen dubbel of vaker in het genoom voorkomen was wel bekend, maar nu blijkt er tussen individuen een grote variatie te bestaan in het aantal
kopie챘n daarvan, bij meer dan tien procent van alle menselijke genen.
Bij het in kaart brengen van de erfelijke variatie tussen individuen en bevolkingsgroepen is tot nu toe vooral gekeken naar al dan niet afwijkende
letters’ (basenparen) in de genetische code. Naast deze enkelvoudige verschillen (puntmutaties of SNP’s) zijn nu voor het eerst ook afwijkende
zinnen’, ‘alinea’s’ en zelfs hele ‘pagina’s’ van die code ge챦nventariseerd.
Het kan gaan om weggevallen stukken dna of juist om meervoudig gekopieerde gedeelten.
Van zulke ‘copy number variations’ of CNV’s blijken er veel meer te bestaan dan gedacht.
Deze zogeheten copy number variations (CNV’s) zijn verantwoordelijk voor een groot aantal verschillen in de erfelijke aanleg.
In totaal zijn 1447 genetische gebiedjes gevonden waarin elk meer dan duizend basenpaarverschillen tussen individuen konden worden gesignaleerd.
Die gebiedjes bestrijken samen zo’n 12 procent van het menselijk genoom.
Volgens de onderzoekers is het pas het topje van de ijsberg, en zullen nog veel
meer locaties gevonden worden.
Bij 3.000 van de menselijke genen blijken er verdubbelingen van het aantal genen te zijn opgetreden, terwijl sommige mensen die dubbele genen juist
helemaal missen.
Dat verandert de concentraties van bepaalde eiwitten in de cel, en dat kan belangrijke gevolgen hebben.
De onderzoekers schrijven dat 285 van de ongeveer 3.000 gevonden CNV’s al in verband gebracht zijn met de gevoeligheid van individuen voor bepaalde
aandoeningen. Veel van de variatie in CNV’s blijkt karakteristiek voor bepaalde bevolkingsgroepen of etniciteit.
In het onderzoek hebben biologen ook nieuwe DNA-volgordes ontdekt in het menselijk genoom.
Die werden aanvankelijk gemist in het Humane Genoomproject, omdat de gegevens daarvan waren gebaseerd op slechts enkele individuen.
In dit onderzoek werd het DNA van 270 mensen bestudeerd. De genenkaart is samengesteld door de genen uit vier etnische groepen uit Europa, Afrika
en Azi챘 (onderdeel van de zogenaamde HapMap Collectie) te vergelijken met de twee bestaande referentie-blauwdrukken van het menselijk genoom.
Het onderzoek naar de genetische verschillen tussen individuen heeft zich tot nog toe vooral gericht op eenletter-mutaties, de zogeheten SNP’s.
In een gelijktijdige online publicatie, in Nature Genetics, laat een andere onderzoeksgroep zien hoe je ook grote aantallen CNV’s kunt vinden door de
twee blauwdrukken van het menselijk genoom zelf te vergelijken.
Dat kan doordat ze allebei als een soort moza챦ek zijn opgebouwd uit stukken dna van meerdere individuen.
Deze groep vond 220 dna-reeksen met invoegingen, verdubbelingen en gaten. In Nature Genetics leggen de onderzoekers ook de twee versies
van het humane genoom (het publieke project en van het Amerikaanse bedrijf Celera)
nauwkeurig naast elkaar.
Dat was al eerder gedaan, maar onderzoekers vonden toen zoveel verschillen dat ze dachten dat er fouten in geslopen waren.
Nu blijken veel van die verschillen echt te bestaan en kunnen ze worden toegeschreven aan CNV’s.
Volgens een begeleidend commentaar, eveneens in Nature, suggereren de nieuwe gegevens dat de grootste bron
van genetische diversiteit bij de mens niet
de miljoenen enkelvoudige mutaties zijn, maar deze CNV’s, die samen veel meer basenparen omvatten.
En dat stelt het hele beeld van wat genetisch ‘normaal’ is, ter discussie.
Het grootste belang van de nu in kaart gebrachte diversiteit ligt bij het onderzoek naar erfelijke ziekten.
CNV’s lijken een belangrijke rol te spelen bij het vóórkomen van complexe erfelijke aandoeningen waarbij meerdere genen
of gen-omgevingswisselwerkingen in het spel zijn, zoals Alzheimer of Parkinson.
Daarom is het volgens de auteurs van groot belang alle CNV’s op te sporen.
Dan pas kan duidelijk worden welke tot ziekte leiden en welke behoren tot de normale menselijke diversiteit.
Mensen verschillen veel meer van elkaar dan gedacht Door Nathalie Carpentier
Peter Marynen (KU Leuven):
“…U verschilt genetisch tien keer meer van uw buur dan tot nu toe werd aangenomen. Vergelijk het menselijke genoom met een boek. Tot nu toe wisten we dat typefouten ervoor zorgen dat wij van elkaar verschillen. Uit nieuwe analyses weten we dat dat boek ook meerdere keren dezelfde bladzijde kan bevatten. Dat verandert de visie op het genetische recept van de mens vrij drastisch….”
We hebben allemaal onze eigen, individuele kopij van het ‘boek van het leven’. Allemaal hetzelfde basisrecept waarvan hooguit de spelling lichtjes verschilde. Een klein verschil, maar net genoeg om ons uniek te maken.
Niet alleen de letters van onze genetische code zouden kunnen verschillen, maar hele zinnen, paragrafen of zelfs hele pagina’s kunnen verschillende keren voorkomen. Een verschil dat wel groot genoeg zou zijn om de vele variaties in menselijke trekken te kunnen verklaren. Waarom we er allemaal anders uitzien bijvoorbeeld.
DNA vormt de basis van het genetische recept van de mens. Het bestaat uit paren van zogenaamde nucleotidebasen, de letters van onze genetische code.
Eind jaren negentig werd de volledige genetische code van de mens te ontrafelt. Daarmee kregen we een referentieboek voor de mens.
De nieuwe ontdekkingen van een groep Amerikaanse en Britse onderzoekers stellen het beeld van dat boek nu echter drastisch bij.
Vroeger dachten we dat verschillen tussen u en mij te verklaren vielen door verschillen in de code zelf, in de letters”, verduidelijkt professor Peter Marynen van het departement menselijke erfelijkheid aan de KU Leuven.
“De genetische verschillen tussen twee mensen waren toe te schrijven aan het feit dat de ene de letter A had op een bepaalde plaats en de andere de letter B. Typefouten in het boek die ervoor zorgen dat iemand vatbaar is voor een erfelijke ziekte en iemand anders niet.”
“Nu weten we dat hele bladzijden van het boek of hele stukken DNA bij één persoon drie keer kunnen voorkomen op verschillende plaatsen en bij iemand anders maar één keer. Je kunt zelfs hetzelfde hoofdstuk of dezelfde alinea hebben in het begin van het boek en op het einde bijvoorbeeld.”
“Elk van ons heeft een uniek patroon van hele extra en verloren secties DNA”, formuleert Matthew Hurles, het. “En een van de grootste verrassingen was hoeveel van ons DNA wel varieert in kopijaantal.”
Alles bij elkaar maar liefst 12 procent van het hele menselijk genoom.
Is dat zo uitzonderlijk? Op het eerste gezicht niet.
“We weten inmiddels dat ons genoom voor 40 procent uit herhaling of repetitieve stukjes DNA bestaat”, vervolgt Marynen. “Dat is een zeer groot deel. Vaak zijn dat korte stukjes DNA. Omdat daar ook geen genen in zitten, heeft dat weinig of geen effect op het fenotype of de uiterlijke verschijningsvorm van dat genetische recept.”
Dat is in dit geval anders.
Hoewel die kopijvariatie hoofdzakelijk terug te vinden is buiten de klassieke genen of functionele stukjes DNA, flankeren of overlappen ze wel enkele duizenden genen.
Daardoor kunnen ze de mate waarin genen tot uiting komen be챦nvloeden, en zo ook het fenotype of de mate waarin ziektes tot uiting komen.
Bovendien gaat het hier om vrij lange stukken DNA, soms zelfs enkele miljoenen letters lang.
Voor ziektes of bepaalde kenmerken waarbij niet 챕챕n enkel gen de hoofdrol speelt maar meerdere genen samenspelen en elk een bijrol vervullen, kunnen die kopieerzones erg belangrijk zijn, aldus Marynen. In plaats van twee kopijen van elk gen, eentje van elke ouder, kun je er veel meer hebben. Hoeveel varieert van persoon tot persoon.
“Niet alleen kun je een kopij van een gen hebben waarvan de lettercode verschilt met die van iemand anders, ook het aantal keer dat een gen voorkomt kan verschillen.”
“Als je van zo’n gen meerdere kopijen hebt, kan dat een impact hebben op de mate waarin zo’n gen tot uiting komt en kan het iemands gevoeligheid voor een ziekte mee bepalen. Neem nu het zogenaamde CCL3L1-gen. Hoe minder kopijen je van dat gen hebt, hoe gevoeliger je wordt voor infectie door het hiv-virus”,
gaat Marynen voort. “Dat effect wordt nog versterkt door andere genen die daarbij een rol spelen.”
Zo zouden er ook varianten kunnen zijn die beschermen tegen andere infectieziektes zoals malaria.
Ook de nabijheid van extra bladzijden of alinea’s kunnen een gen be챦nvloeden. “Soms kunnen zulke regio’s leiden tot instabiliteit van stukjes DNA. Bij een het NF1-gen is dat zo. Als dezelfde DNA-bladzijde voor en na het gen voorkomt, verdwijnt dat gen. Mensen bij wie dat gebeurt, krijgen de ziekte.”
Er duiken hoe langer hoe meer voorbeelden op van ziektes die het resultaat zouden zijn van wijzigingen in het aantal kopijen van een gen”, aldus Charles Lee, een van de leidende wetenschappers van de Harvard Medical School in Boston in een persmededeling. “Een recent overzicht spreekt voor het zenuwstelsel alleen al van zeventien aandoeningen, zoals parkinson en alzheimer.”

Wat verandert dat voor de zoektocht naar genen die betrokken zijn bij ziektes en bepaalde kenmerken?

Erg veel, vindt Marynen.
“Bij veel studies waarbij onderzoekers een verband proberen te zoeken tussen een gen en een ziekte of een bepaald kenmerk, ken je vaak meer mislukking dan succes. Tot nu keken we steevast naar kleine wijzigingen in de letters. Soms vond je iets, maar veel vaker vond je niets. Nu weten we dat we door enkel naar die typefouten te kijken heel veel informatie misten. Het is allemaal nog tien keer complexer dan we al dachten.”
Dat verandert echter niets aan bekende genen zoals de brca-1-genen die iemand kwetsbaar maken voor bepaalde vormen van erfelijke borstkanker. “Daar speelt de mendeliaanse overerving. De klassieke genetische ziektes vallen daarbuiten.”
De onderzoekers vergeleken hun resultaten ook met de standaarddatabase voor ziektegerelateerde genen. Maar liefst 10 procent ervan bleek geassocieerd met een variabel kopijaantal. Opmerkelijk: genen die een rol spelen in het immuunsysteem en hersenontwikkeling, bleken daarin aangerijkt te worden; genen die een rol spelen bij de celdeling en vroege ontwikkeling, bleven gespaard van kopijvariaties.
Marynen ziet daar een zekere evolutionaire logica achter.
“De celdeling is nodig voor heel veel vormen van leven. Die maken deel uit van de fundamentele biologie van veel organismen. Dat systeem moet goed werken, dat moet stabiel zijn. Die kunnen zulke kopijvariaties niet verdragen.”
De hersenontwikkeling bij de mens is een veel recenter gegeven binnen de evolutie. “Daar is misschien nog geen tijd geweest om de variatie te doen verdwijnen.”
Voor genen die een rol spelen bij het immuunsysteem gaat die evolutionaire redenering echter moeilijker op, vindt hij.
“Het is best mogelijk dat extra kopijen van het CCL3L1-gen je beschermen tegen het hiv-virus, maar dat het je wel gevoeliger maakt voor andere infecties.”
Extra variatie kan ook een voordeel zijn.
“Als de mens geconfronteerd wordt met een nieuw virus, is het veel beter dat niet iedereen genetisch identiek is. Anders loop je het risico dat iedereen ziek wordt en meteen de hele soort verdwijnt. Dan is zulke variatie een voordeel.”
“Ik denk dat dit het veld van de menselijke genetica voor altijd verandert”, aldus professor James Lupski van het Baylor College of Medicine in Houston.
“We kunnen er niet langer van uitgaan dat menselijke kenmerken hoofdzakelijk het resultaat zijn van wijzigingen ter hoogte van één enkele letter of enkel daardoor beïnvloed worden. Met alle respect voor Watson en Crick (die de dubbele helixstructuur van DNA ontdekten, NC), maar veel mendeliaanse en complexe kenmerken en zeldzame ziektes zouden het resultaat kunnen zijn van structurele variatie van het genoom.”
Marynen waarschuwt echter voor overdreven conclusies.
“Je mag niet vergeten dat de overgrote meerderheid van de genen, zeker 90 procent, niet overlapt met zulke gekopieerde regio’s. Daarvoor geldt wel dat je twee kopijen hebt, eentje van je vader en eentje van je moeder. Zoals het brca-1-gen dat een cruciale rol speelt bij erfelijke borstkanker of het gen dat huntington mee veroorzaakt.”

Kopijvariatie speelt waarschijnlijk vooral een rol bij zogenaamde multifactori챘le kenmerken, aldus Marynen.

Zoals iemands gevoeligheid voor psychiatrische aandoeningen, cardiovasculaire aandoeningen of bijvoorbeeld obesitas. Daar spelen veel genen een rol. Maar de overgrote meerderheid van de genen valt buiten dit systeem.”
Daar zit ook een zekere logica achter, vindt hij. “Er zijn geen honderden manieren om een functionele mens te bouwen. Voor heel wat genen geldt dat als je er 챕챕n of twee kopijen van verwijdert, dat je bijvoorbeeld ziek wordt. Die genen kunnen zo’n kopijvariatie niet verdragen, anders tast je die basismens te veel aan. Vergelijk het met een formule 1-auto. Daar kun je ook niet zo ontzettend veel aan sleutelen. Je vrijheid om eraan te sleutelen is vrij beperkt. Als je te veel verandert, valt hij stil. Dat geldt ook voor iets dat het resultaat is van zoveel jaar evolutie.”

Het klopt dat we minstens tien keer meer van elkaar verschillen dan we tot nu dachten en waarschijnlijk nog veel meer. Alleen mag je niet de fout maken daaruit te besluiten dat we nu plots toch totaal verschillen van onze broers en zussen of onze ouders.

“Voor mij zijn alle mensen genetisch bekeken toch nog altijd zeer gelijk.”
Onderzoekers die een verband zoeken tussen een gen en een ziekte, kijken steevast naar kleine wijzigingen in ‘de letters in het boek’.Nu weten we dat we heel veel misten door enkel naar die typefouten te kijkenPublicatiedatum : 2006-11-24

‘Major’ human DNA differences

http://news.bbc.co.uk/2/hi/6174510.stm?lsm Scientists have shown that our genetic code varies between individuals far more than was previously thought. An international team has shown that one person’s DNA code can differ from another’s by as much as 10 percent. Ben Ando reports. Video —> http://news.bbc.co.uk/nolavconsole/ifs_news/hi/newsid_6170000/newsid_6175400/nb_wm_6175468.stm

Organisatie DNA menselijke cel in kaart gebracht
7 mei 2008Voor het eerst hebben onderzoekers de ruimtelijke organisatie van het DNA in de menselijke cel voor al het erfelijk materiaal in kaart gebracht. De binnenwand van de celkern blijkt een cruciale rol daarin te spelen.
Bas van Steenselen zijn collega’s van het Nederlands Kanker Instituut – Antoni van Leeuwenhoek Ziekenhuis (NKI-AVL) in Amsterdam geven de resultaten van hun onderzoek weer in het wetenschappelijk tijdschrift Nature.Uit hun onderzoek blijkt dat scherp afgebakende blokken met uitgeschakelde genen zich aan de binnenwand van de celkern binden. Onderzoekers   De ruimtelijke organisatie van het DNA in een lichaamscel houdt onderzoekers al decennia bezig. Het betreft de vraag hoe de natuur erin slaagt het genetisch materiaal van een cel, een paar dozijn slierten met een gezamenlijke lengte van twee meter, in een celkern met een doorsnede van slechts een honderdste millimeter te vouwen.Dat is even moeilijk als een draad van vier kilometer in een knikker te wringen.Stempeltechniek   Van Steensel en zijn collega’s maakten in hun onderzoek gebruik van een slimme moleculaire stempeltechniek en speciaal ontwikkelde DNA-chips.Eerder wisten zij al de ruimtelijke organisatie van het genetisch materiaal bij de fruitvlieg in kaart te brengen.Lamina    De onderzoekers laten zien dat de DNA-keten in de menselijke celkern zich in delen aan de nucleaire lamina bindt.Dat is een netwerk van eiwitten aan de binnenkant van de celkern, dat dienst doet als kapstok. Zij ontdekten bovendien dat zich aan die lamina geen willekeurige stukjes DNA binden, maar zeer grote, duidelijk afgebakende blokken met daarin uitgeschakelde genen. Die blokken zijn tot vijftigmaal groter dan de stukjes DNA die bij de fruitvliegjes aan de binnenwand klonteren. BouwplanVolgens Van Steensel doet de duidelijke afbakening van de DNA-blokken vermoeden dat achter de organisatie van het DNA een gecodeerd bouwplan schuilgaat. (1)“We zien dat de blokken genen bevatten die bijna altijd uitgeschakeld zijn. We denken dat de binnenwand een rol speelt bij deze inactivatie.” Hij vindt het een fascinerende gedachte dat de positionering van genen niet willekeurig is. Kennelijk worden genen die in een bepaald celtype geen functie hebben aan de rand van de kern geparkeerd en daar inactief gemaakt, terwijl de actieve genen zich in het midden van de kern bevinden. Kanker   Van Steensel is hoopvol dat de resultaten van zijn onderzoek op de lange termijn tot een beter inzicht in de ontwikkeling van kanker leiden.De ervaring leert dat dat bijna altijd het gevolg van fundamenteel onderzoek is.

(1) *Het DNA, en de ordening ervan , is ( volgens onze huidige technische mogelijkheden , huidige kennis en begrip ) van een dusdanige complexiteit dat het volgens sommige wetenschappers nog minstens honderd jaar gaat duren voordat we het allemaal hebben ontrafeld en er mogelijks iets over kunnen zeggen dat verder gaat dan geloof in speculaties ( en zeker GEEN bovennatuurlijke speculatiesverklaringen ; want die zijn sowieso NIET-wetenschappelijk en al bij voorbaat uit te sluiten )
*Dat is allemaal natuurlijk koren op de molen van de “creationisten” die alweer dit gat willen opvullen met hun “god of the gaps ” …Dit is echter geen wetenschap , wel een wetenschaps- stopper
* Het is een verklaring waar we niets mee kunnen , maar een uitleg die d zeer goed kan aanslaan bij mensen die de nodige kennis , training en ontwikkeling derven om kundig en zelfstandig een mening te vormen …

Hoe gingen de wetenschappers tewerk?

Hun opdracht was tweevoudig: :
de exacte volgorde van de 3 miljard basenparen bepalen en daarin de genen vinden. Omdat de DNA-ketting te lang is, werd ze in 150.000 basenparen opgedeeld. Na het oplijsten van de gegevens, volgt de analyse om de rol en functie van de genen te bepalen.

De structuren en de processen binnen de cel mogen nu voor 90 procent in kaart gebracht zijn, hoe die processen precies functioneren is nog grotendeels onbekend.
Je zou kunnen stellen dat geweten is uit welke letters het cellulaire alfabet bestaat en dat we al heel wat woorden kennen. Maar van de meeste woorden weten we maar nauwelijks wat ze betekenen, terwijl we over de grammatica nog vrijwel compleet in het duister tasten.

Hoeveel chromosomen zijn er ontcijferd?

chromosoom 22 werd in december 1999 als eerste ontcijferd.

Een groep van 62 onderzoekers uit Japan, Duitsland, Frankrijk, Zwitserland en de VS heeft initieel de volgorde van alle DNA-bouwstenen van chromosoom 21 ontcijferd.
In dit chromosoom schuilt de oorzaak van het syndroom van Down.
Op dit chromosoom zouden ook genen liggen die betrokken zijn bij de ziekte van Alzheimer en bij sommige vormen van kanker.

Ligt ook al op de genenkaart: chromosoom 5, 16 en 19.Ter info: op chromosoom 1 zijn al 131 genen gevonden die de oorzaak van een ziekte kunnen zijn.

Op chromosoom drie liggen genen die bij een fout enkele fraai omschreven maar gruwelijke ziekten kunnen veroorzaken: het Cornelia-de-Langesyndroom, Charcot-Marie-Tooth neuropathie type 2B en het Von-Hippel-Linday syndroom.

Welke anders-soortige DNA-gegevens zijn bekend? Een DNA-inventarisatie is al gesequenced bij vele virii , bacterieën en bij het vele meercellige organisme. De eerste was de worm c.elegans, (1999) bestaande uit een duizendtal cellen, en zo’n honderd miljoen basenparen./ +19099 voor eiwit coderende genen In januari 2000 volgden de 160 miljoen basenparen van de fruitvlieg.
Wat zijn de gevolgen?

1.- (De gemaakte optimistische voorspellingen ) De implicaties zullen fenomenaal zijn voor wetenschappelijke domeinen als de bio-informatica, biologie, gezondheidszorg, geneeskunde, farmacie en e-gezondheid.

De impact op het geheel van de maatschappij zal trouwens erg groot zijn.
De stortvloed aan nieuwe kennis zal een overvloed aan antwoorden en nieuwe vragen met zich meebrengen.

Ten eerste zullen we een inzicht krijgen in het ontstaan en de evolutie van allerlei ziektes.
Verder kan er in het menselijke leven ingegrepen worden als nooit tevoren.
Er wordt gesproken over levensverlenging, verhoging van intelligentie en het uitroeien van infectieziektes. Maar hoe groot de impact van dit wetenschappelijk onderzoek zal zijn, weet eigenlijk niemand.

Het onderzoek zal tot een kennisexplosie leiden en niet alleen binnen de betawetenschappen.
Zo kan men bijvoorbeeld vaststellen met welke volkeren de Indianen verwant zijn.
Critici vrezen dat het intellectuele surplus zal teniet gedaan worden door negatieve gevolgen en dat zelfs de definitie van wat mens zijn betekent, zal veranderen.

Gene-shopping, persoonlijke geneeskunde, genen-discriminatie door b.v.
verzekeringsmaatschappijen en werkgevers, eugenetica, menselijke klonen, cyborgs en een voor kapitalistische bedrijven ongelooflijke speeltuin: het kan er allemaal aankomen.

En dan zwijgen we nog over de gevolgen voor dieren en planten.

Wat volgt er na de genen?

De eiwitten.   Zij zijn complexe moleculaire structuren die alle processen in ons lichaam regelen.
Veel over de werking van de eiwitten is nog niet gekend. Vandaar dat de aandacht zal gaan naar onderzoek van de driedimensionale structuur van eiwitten, hun interactie en hun vormveranderingen. De cel zit vol met complexen van eiwitten, vaak klonters van tientallen exemplaren die voortdurend van vorm veranderen, elkaar loslaten en weer bij elkaar aanhaken.
Op die manier geven ze boodschappen door.
Vraag is hoe signalen van buiten in de cel worden verspreid en daar aan het DNA opdracht geven om eiwitten te produceren. Dat gebeurt door een reeks van contacten tussen eiwitten onderling en in elk contact kan een storing optreden die een ziekte tot gevolg heeft.
Pas als duidelijk wordt wat er op moleculair gebied gebeurt wanneer twee eiwitten een interactie met elkaar aangaan, is er een kans op het vinden van geneesmiddelen die deze ene interactie specifiek kan verhinderen of juist bevorderen.

2.- Wat is het geworden ?

Minder genen, meer worm

De mens blijkt niet te beschikken over 90.000 genen zoals lang is gedacht. We moeten het doen met ongeveer 30.000, niet eens zoveel meer dan een worm. Wat een vreselijke teleurstelling.Altijd gedacht dat we mijlenver boven de worm stonden. Alleen de Britse staatsman Winston Churchill, die wist het in zijn tijd al. ,,We are all worms, but I do believe I am a glow worm”, is een van zijn opmerkelijke uitspraken.Het nieuws over de genen werd gepresenteerd op de geboortedag van Charles Darwin. Toeval of niet, de reactie erop doet wel heel erg denken aan de verontwaardiging waarmee in 1859 de evolutietheorie van Darwin werd ontvangen. Toen was het idee dat wij van de apen afstammen voor velen een ondraaglijke gedachte. Nu kozen de media doelbewust voor het uitdelen van de volgende harde klap. Met ironie, dat wel. Maar toch.

Dat de genenonderzoekers van hun eigen ontdekking tamelijk ondersteboven zijn, is overigens goed te begrijpen. Hun werk wordt er aan de ene kant een stuk eenvoudiger door: ze zullen sneller klaar zijn met het identificeren van de menselijk genen. Maar er doemen ook nieuwe problemen op. Zij moeten zich nu het hoofd breken over de vraag hoe de mens met minder dan twee keer zoveel genen als de worm, toch zo ingewikkeld kan zijn.

Kennis van de menselijke genen, ook wel het ‘genoom’ genoemd, geldt als een enorme stap vooruit in het onderzoek naar het ontstaan van allerlei ziektes. Ieder mens heeft 23 chromosomenparen, die in elke lichaamscel aanwezig zijn. Op die chromosomen ligt het DNA, dat voor een deel bestaat uit erfelijke codes, de genen. Die genen dicteren alle levensprocessen in de menselijke cel, van het maken van een eiwit tot het delen van de cellen. Denk bijvoorbeeld aan de aanmaak van insuline voor de afbraak van suiker, of de productie van antistoffen tegen ziektes.

Nu de DNA-code min of meer is bepaald, is de volgende stap te weten te komen wat die genen precies doen. Alle lichaamscellen bevatten dezelfde genen, maar de vraag is: wanneer zijn welke genen actief en waarmee? Het ligt voor de hand ervan uit te gaan dat in een hersencel andere genen aan het werk zijn dan in een darmcel, of in het bloed.

Een methode daarbij is genen van zieke mensen vergelijken met het normale genoom. Logischerwijs zou je dan ook kunnen ontdekken met welke genen er wat mis is. Waarom doen ze niet wat ze moeten doen? Zijn ze niet helemaal compleet? Zijn ze ergens door beschadigd geraakt? Als je dat hebt ontdekt, zou je zelfs kunnen gaan denken aan reparatie met behulp van genetische manipulatie.

Dit soort onderzoek is nog maar net begonnen. En met 30.000 genen in plaats van 90.000 wordt het niet. Het betekent namelijk dat er waarschijnlijk steeds verscheidene genen bij bepaalde levensprocessen betrokken zijn. En dat je dus nooit maar één gen de ‘schuld’ kunt geven van een afwijking die ziekte veroorzaakt.

Toch is er hier en daar al opmerkelijk resultaat geboekt. Een voorbeeld is het kankeronderzoek door oncologen van het Academisch Medisch Centrum in Amsterdam. Zij hebben een computerprogramma ontwikkeld dat de actieve genen in het genoom opspoort. Voor twee soorten kanker – borstkanker en het zogenoemde neuroblastoom, een kwaadaardige tumor in de buik die vooral voorkomt bij heel jonge kinderen – hebben ze vastgesteld welke genen zich op een afwijkende manier gedragen.

Ook laat het programma van de oncologen zien dat er pieken en dalen bestaan in de activiteit van de menselijke genen. Op sommige plaatsen op het DNA zijn groepen genen voortdurend actief, op andere plekken liggen ze stil. Dat is een wezenlijk verschil met de genen op het DNA van de gistcel, het enige organisme waarvan tot nu toe de genetische activiteit zichtbaar is gemaakt. Bij dit eenvoudige organisme is de activiteit van de genen gelijkmatig, zonder pieken.

Ons dna blijkt geen blauwdruk, slechts een onderdelenlijst.

Klein maar fijn   De bijna complete erfelijke code van de mens bevatte een verrassing: we hebben amper meer genen dan de zandraket. Het begrip van onszelf wordt er niet makkelijker op. Ons dna blijkt geen blauwdruk, slechts een onderdelenlijst.

Peter Vermij   17 FEBRUARI 2001

Het diner was achter de rug en menig onderzoeker had een flink glas wijn op, herinnert David Stewart zich. Het was mei 2000. Genonderzoekers uit de hele wereld waren bijeen op hun jaarlijkse congres in Cold Spring Harbor Laboratory, in de Amerikaanse staat New York.

De onderzoekers confereerden die dag over de vraag hoeveel genen de mens heeft. Door de alcohol en elkaars gezelschap lieten zij zich ’s avonds verleiden tot een weddenschap. De inzet was klein: één dollar per persoon. De pot, zo werd afgesproken, wordt in 2003 uitgekeerd aan degene die het aantal menselijke genen het nauwkeurigst blijkt te hebben geraden. 165 licht aangeschoten genetici waagden die avond een gokje. De laagste schatting: 27.000. De hoogste: 153.000. Gemiddeld kwam hun educated guess uit op 62.000 genen. Na het congres ging de weddenschap via Internet door. De schattingen werden hoger en hoger, meldt Stewart, nadat hij op verzoek de inzetten van afgelopen jaar nakeek: in het laatste kwartaal van 2000 was het gemiddelde al 72.000 genen. De hoogste bieder zette zijn dollar zelfs in op 312 duizendmenselijke genen.

Op het komende congres, over drie maanden, hebben de genoomonderzoekers elkaar wat uit te leggen, want de mens heeft nauwelijks meer dan 30.000 genen. Over dat resultaat zijn de twee concurrerende onderzoeksgroepen die de volgorde van al het menselijk DNA bepalen het in ieder geval eens, bleek aan het begin van deze week. Wetenschappers van het bedrijf Celera Genomics vonden 26.383 genen, en 12.000 die nog als kandidaat kunnen worden aangemerkt. Hun collega’s van academische instituten kwamen in een onafhankelijke telling tot 24.500, en schatten dat er nog ongeveer 5.000bij zullen komen.

 Die kleine getallen had hij niet verwacht, erkent directeur prof.dr. Ronald Plasterk van het Hubrecht Laboratorium in Utrecht. Zelf was hij een paar jaar geleden nauw betrokken bij het internationale project dat alle 19 duizend genen van de rondworm Caenorhabditits elegansin kaart bracht.

“Mijn worm heeft 302 hersencellen“, verklaart Plasterk, “de mens heeft er een miljard keer zo veel. Dat je om zulke hersenen te maken nauwelijks meer genen nodig hebt, is zeker een verrassing.”

Andere getallen plaatsen de mens in een nog nederiger context: de zandraket, een nietig plantje, heeft bijna 26 duizend genen; een microscopisch kleine, eencellige bacterie als Pseudomonas heeft er meer dan zesduizend.Tot op het laatste moment zaten genetici er dus vies naast. Hoe hebben ze zich al die tijd zo kunnen vergissen?

Lange tijd lagen de schattingen van genetici hoger dan de gemiddelde gok van vorig jaar. Honderdduizend was het mooie ronde getaldat de Amerikaanse geneticus Walter Gilbert in de jaren tachtig, jaren voor er sprake was van een humaan genoomproject, op een envelop uitrekende. Gilbert was in 1977 een van de ontdekkers van een methode om DNA te lezen.

“Die honderdduizend bleef eigenlijk alleen staan omdat nieuwe gegevens nooit hard genoeg waren om er een ander getal voor in de plaats te zetten”, vermoedt prof.dr. Han Brunner, hoogleraar antropogenetica in Nijmegen. “Maar genetici wisten dat het een extrapolatie was, gebaseerd op erg weinig gegevens.”

Er waren andere redenen om aan hoge schattingen vast tehouden. Bedrijven als het Amerikaanse Incyte, wier handelswaar uit geoctrooieerde menselijke genen bestaat, verrasten hun aandeelhouders met steeds grotere aantallen. Nog vorig jaar voorspelde het bedrijf dat we boven de 140.000 uit zouden komen. En wanneer een eenvoudige worm al 19 duizend genen bezit, lagen lage schattingen niet erg voor de hand.

CODE  Vaststellen hoeveel genen er precies zijn, is niet gemakkelijk. De genetische code oogt als een eindeloze rij A’s, T’s, G’s en C’s. De letters staan voor vier basen die in lange DNA-moleculen de erfelijke code vormen. Het is al lang bekend dat maar een fractie van het DNA uit genen bestaat. Een gen bevat de code voor een eiwit. Maar zelfs voor experts is het lastig vast te stellen of ‘ AATGTATAGTCTCTA’ een stukje van een gen is of toch niet.

Enig houvast boden basenvolgorden die, zo leerde de ervaring, het begin van genen markeren, zoals ‘ ATG’ en ‘ GTG’. Computers die de eerste binnenrollende letters op zulke ‘startcodons’ doorzochten, kwamen uit op minstens tachtig- of negentigduizend genen.

Dat genetici er naast zaten, is volgens prof.dr. Gert Jan van Ommen, hoogleraar humane genetica in Leiden, achteraf niet verwonderlijk. Ten eerste omdat de vroege schattingen waren gebaseerd op miljoenen ‘losse snippers’ DNA.“De kans was altijd groot dat in die snippers genen dubbel werden geteld.” Maar een belangrijker oorzaak, meent Van Ommen, is dat het raffinement van genen tot voor kort ernstig werd onderschat.

Men ging er stilzwijgend van uit dat elk gen zou leiden tot de aanmaak van één eiwit. Inmiddels weten we beter.

Van Ommen: “De laatste tijd is duidelijk geworden dat één gen in werkelijkheid wel vijf, zes of tien verschillende eiwitten kan maken. Voor elk eiwit begint het aflezen op een andere plek in het gen. Door elke begincode aan te zien voor een nieuw gen, kwamen de schattingen dus veel te hoog uit.”

Welk eiwit een gen op zeker moment maakt, hangt af van zijn omgeving. Hetzelfde gen dat in de lever zorgt voor eiwit A, kan in de nieren eiwit B produceren. Al die verschillende eiwitten kunnen ieder op hun beurt ook weer verschillende vormen aannemen, met elk een eigen werking. Op die manier zijn genen en vooral eiwitten verbazingwekkend flexibel. Genetici kennen, zegt Brunner, inmiddels talloze genen die eiwitten maken die in het lichaam wel twintig verschillende functies kunnen vervullen.

Volgens van Van Ommen is de voorspellende waarde van één gen in het lichaam daarom ook nog maar zeer klein. “Genen en eiwitten maken deel uit van grote netwerken, waarvan alle onderdelen met elkaar in verbinding staan. Als je bij wijze van spreken één punt in zo’n netwerk omhoog trekt, dan beweegt er in de omgeving van alles.”

Met het menselijke DNA voor het eerst van voor tot achter in beeld, hebben erfelijkheidsonderzoekers nog een reden zich wat bescheidener op te stellen. Tien jaar lang legden velen onder hen het publiek bereidwillig uit wat zij in het humaan genoomproject aan het ontrafelen waren: de blauwdruk, het ontwerp, het bouwplan van de mens zou in ons DNA verscholen liggen.

“Toon mij uw DNA, en ik zal u zeggen wie u bent”, zei Walter Gilbert toen hij het Amerikaanse Congres om subsidie voor de ambitieuze plannen vroeg.

In werkelijkheid, durven genetici nu wel te erkennen, waren woorden als ‘blauwdruk’ en ‘bouwplan’ misleidend.

“Het DNA is eerder een onderdelenlijst”, zei dr. Eric Lander, een van de leiders van het publieke genoomproject, twee jaar geleden al.

Wanneer ik u een lijst geef met honderdduizend onderdelen van een Boeing 777, dan denk ik niet dat u hem in elkaar zou kunnen zetten. En uit alleen die lijst valt zeker niet af te leiden hoe zo’n machine kan vliegen.”

Een onderdelenlijstgeeft doorgaans aan hoeveel van elk onderdeel nodig is, en in het DNA van de mens ontbreken zelfs zulke nuttige details.

Van Ommen: “Dezelfde bakstenen, ramen en kozijnen kunnen worden gebruikt voor een kleine aanleunwoning of voor een soort Rembrandttoren. Wat er uitkomt hangt af van het ontwerp, niet van de lijst met onderdelen.”

Zelfs met vijf genen, zegt Brunner, zou je een heel complex mechanisme in elkaar kunnen zetten, wanneer die genen maar voldoende flexibel zijn en veel verschillende dingen kunnen doen

. “Uiteindelijk gaat het veel meer om het aantal eiwitten, om het aantal manieren om die eiwitten te bewerken en om het aantal manieren waarop die onderdelen elkaar beïnvloeden”, aldus Brunner.

“Ik denk dat er niet of nauwelijks een verband is tussen de complexiteit van een organisme en het aantal genen dat hij heeft.”

*Het is als met de afmeting van onze hersenen: een olifantenbrein mag groter zijn, uiteindelijk draait het meer om het aantal, maar vooral de flexibiliteit van de verbindingen tussen de hersencellen. Kleine mensapen als de bonobo hebben veel kleinere hersenen, maar als het gaat om de organisatie zien ze er bijna hetzelfde uit als menselijke hersenen.

Gezien de plannen om van een hele serie andere dieren de genen op een rij te zetten, komt dat inzicht waarschijnlijk net op tijd. Ten opzichte van bijvoorbeeld een muis, schat Celera-baas Craig Venter, heeft de mens waarschijnlijk maar driehonderd extra genen – een verschil van nauwelijks één procent. Nog niemand is begonnen het DNA van chimpansees van voor tot achter af te lezen. Maar wanneer dat eenmaal zal zijn gebeurd, zal ons de hoogmoed waarschijnlijk nog dieper in de schoenen zinken. Het zou weinigen verbazen als ten opzichte van die mensaap ons aantal genen nauwelijks, of misschien wel helemaal niet, is uitgebreid.

Volgens Plasterk bewijzen de nieuwe gegevens eens te meer dat de evolutie van het leven niet verliep in rigoureuze stappen.

“De ontwikkeling van gewervelde dieren was meer een kwestie van het steeds fijner afstemmen van dezelfde processen.”

Voor Brunner markeert het definitieve aantal genen vooral één ding: nu de menselijke genen allemaal in beeld zijn, beleeft het vak een ongekende conceptuele doorbraak.

“Voor het eerst in de geschiedenis is de biologie een eindig vak geworden. We hebben in principe alle onderdelen, naar nieuwe hoeven we niet meer te zoeken. Af en toe zal er nog wel eens iemand één vinden, net als er nu af en toe nog een nieuwe diersoort wordt ontdekt. Maar in principe is dit het. Met deze verzameling onderdelen zullen we het moeten doen.”

Voorlopig hebben Brunner en zijn collega’s de handen vol aan het ontrafelen van alle onderlinge connecties tussen dertigduizend genen en hun misschien wel driehonderdduizend eiwitproducten. Craig Venter schat zelfs dat de wetenschap minstens een eeuw met die taak zoet zal zijn.

Brunner: “Ik ben niet bang dat, met het menselijk DNA vrijwel compleet, genetici zullen worden als de wiskundige waarover Godfried Bomans schreef. Die kwam op een dag thuis en riep bij de voordeur verheugd uit: ‘Vrouw, het is af hoor!'”

30.000 genen en wat nu? http://www.kennislink.nl/web/show?id=114124
SAMENVATTING Sinds het genoom van de mens in kaart is gebracht weten we dat we maar 30.000 genen (bedoeld zijn voor genproducten coderende sequenties ) hebben. Het verhaal 1 gen 1 functie ( het vroegere genetischedogma ) is dus flauwekul. Genetici mogen zich met enig recht gefopt voelen door de genen, die maar geen duidelijke functie lijken te hebben. Toch zullen evolutiebiologen zeggen dat het zo onverwacht nog niet is…
AUTEUR Zoltàn Bochdanovits
VERSCHENEN IN Vakpagina Biologie
PUBLICATIE DATUM 07 juli 2004

De droom van elke geneticus gedurende de vorige eeuw was om hét gen te vinden bij een van de vele erfelijke afwijkingen die bekend waren.

Een beetje geflipte fruitvlieg, muis of worm is zo gemaakt. Je hoeft maar wat giftig spul door hun eten te gooien en het nageslacht zit vol met mankementen. Je kiest een zo raar mogelijke mutant uit (bijvoorbeeld die ene met een poot op de plek waar je neus hoort te zitten, zie figuur 1), en het zoeken naar het gemuteerde gen dat verantwoordelijk is voor de afwijking kon beginnen. Als je maar geloofde in het centrale dogma van de genetica kon het niet misgaan.

Het centrale dogma zegt namelijk dat één gen voor één eiwit codeert, en dus verantwoordelijk is voor één bepaalde eigenschap.

Denk maar aan de kleur van je ogen, de kleur van de vacht van je lievelingspoes of de erwtjes van Mendel. Had je een mutant te pakken, dan moest je vroeg of laat het bijbehorende, gemuteerde gen kunnen vinden. Eeuwige roem lag voor het oprapen.

Wat een afknapper is het dat het hele menselijke genoom gesequenced is. Op wie moet je nog indruk maken met het vinden van één gen, nu alle genen tot op het laatste basenpaar in kaart gebracht zijn? We leven dan ook in een omgekeerde wereld. Genetici zijn niet meer op zoek naar het gen, maar naar het kenmerk dat het beïnvloedt.

Reverse genetics heet dat. Je maakt specifiek één gen kapot (“knock-out”) en hoopt dat je muis, fruitvlieg, worm of zandraket vreselijke afwijkingen krijgt.

Helaas voor de wetenschappers heeft de uitschakeling van een gen vaak geen effect. Wanhopig test je zo’n arm beest net zo lang tot je toch iets vindt dat niet helemaal klopt.

Dat je dan ergens belandt waar je nooit wilde wezen doet niet ter zake. Zo is een gen bekend dat, wanneer door mensenhanden gemuteerd, maakt dat wormen die gewoonlijk om de 45 seconden éénmaal een grote boodschap doen, dat nu ineens twee maal achter elkaar presteren, nog steeds om de 45 seconden.

De ontdekking van werelds eerste poep-gen is alweer 10 jaar oud.

Afb. 1: Hoofd van een wildtype fruitvlieg (links) en hoofd van een fruitvlieg met de dominante Antennapedia mutatie. (Foto: F. R. Turner, Indiana University.) Meer informatie?

http://zygote.swarthmore.edu/droso4.html

.
In ieder geval, het blijkt dat veel genen geen grote effecten hebben op het organisme. De muizen, wormen of fruitvliegen die een defect gen bij zich dragen leven in veel gevallen vrolijk verder. Het lijkt alsof zo’n gen helemaal niet nodig is.

Een vaak aangehaalde verklaring hiervoor is dat blijkbaar meerdere genen invloed hebben op éénzelfde eigenschap. Sterker nog, genen kunnen elkaars werk overnemen. Zo kan het gebeuren dat wanneer één gen niet werkt, de muis, worm of fruitvlieg daar geen last van heeft. De buurman helpt immers een handje mee.

Redundantie heet dat. Maar als niet één maar vele genen nodig zijn voor elk van de ontelbaar veel erfelijke eigenschappen die je hebt, dan komen we toch genen tekort?

Juist doordat we nu het volledige genoom van zowel muis, mens en fruitvlieg kennen, weten we dat er maar betrekkelijk weinig genen zijn. Een mens heeft rond de dertigduizend genen. Dat is ongeveer anderhalf keer zoveel als de twintigduizend genen van een worm of fruitvlieg. Voor velen die zich nog steeds als de kroon op de schepping… euh, sorry… evolutie beschouwen, was dat toch wel een teleurstelling.

De grote vraag is dus: hoe krijgt een betrekkelijk klein aantal genen het voor elkaar om organismen in al hun verscheidenheid “vast te leggen”, terwijl het uitschakelen van individuele genen vaak niet eens een merkbaar effect lijkt te hebben?

Moderne moleculaire genetici waren oprecht (en onaangenaam) verrast toen bleek dat vele knock-out muizen geen duidelijke afwijkingen vertoonden.

Toch hadden ze dat kunnen verwachten als ze bijna honderd jaar oude literatuur hadden bestudeerd.

Gen expressie : De manier waarop mutaties in genen zich vertalen naar veranderingen in het fenotype (je uiterlijk, gedrag enz.) was een belangrijke vraag voor de vroege evolutiebiologen.

Omdat evolutie afhankelijk is van willekeurige mutaties in willekeurige genen, is het niet mogelijk van tevoren te voorspellen hoe een nieuwe mutatie het organisme als geheel zal veranderen.

Wel kun je grofweg vier situaties onderscheiden, en het mooie van dat oude theoretische werk is dat men heeft laten zien dat er maar één van die vier situaties zal bijdragen aan adaptieve veranderingen in het fenotype.

Adaptief wil zeggen dat het veranderingen zijn die onder invloed van natuurlijke selectie behouden blijven.

Hoe zit het dan met die vier mogelijkheden?

Heel simpel gezegd, kan een mutatie in een bepaald gen je dichter bij het “gewenste” fenotype brengen (slimmer, slanker) of juist verder weg sturen (dommer, dikker).

Het gaat hierbij alleen om de richting van de verandering.

Tegelijkertijd, kun je ook een beetje in die bepaalde richting veranderen (slanker maar dan slechts één miezerig pondje) of in een klap een heel eind (slanker maar dan meteen anorexia…).

Hierbij gaat het om de grootte van de verandering.

De vier mogelijke uitkomsten van een mutatie zijn dan ook:

1- beetje de goede kant uit
2- heel sterk de goede kant uit
3- beetje naar de verkeerde kant
4- heel erg naar de verkeerde kant

Mogelijkheden 3 en 4 vallen meteen af als het gaat om een verandering dat onder invloed van natuurlijke selectie behouden moet blijven.

Het gaat hierbij om nadelige mutaties en die worden juist door natuurlijke selectie verwijderd.

Mogelijkheden 1 en 2 gaan beide de goede kant uit dus zou je denken dat ze beide even goed zijn. Toch blijkt dat een mutatie met effect 1 meer kans heeft om behouden te blijven dan een mutatie met effect 2.

Het kan namelijk wel de goede kant op gaan, maar als het ineens te hard gaat (zo slank dat je geen spier meer over hebt om uit je bed te komen) dan loopt het ook niet goed af.

Niet alleen voor lichaamsgewicht (zoals in dit voorbeeld) maar voor alle kenmerken die je hebt bestaat er een optimale waarde.

Meer maar ook minder is niet gunstig. Zolang dit waar is (het bestaan van een optimum) zullen mutaties met een betrekkelijk kleinere effect een hogere kans hebben om behouden te blijven.

De goede kant op “muteren” maar je optimum voorbij schieten is ook nadelig!

Monsters en Co.

Een belangrijke reden waarom er een optimum bestaat voor afzonderlijke kenmerken is hier besproken

SAMENVATTING Het leven is één lange reeks van keuzes maken. Een speciale tak van de evolutiebiologie is bezig met het verklaren van de grote verscheidenheid aan levensvormen om ons heen. Ze bestuderen de strategieën die organismen volgen om dat ene hoge doel te bereiken: een zo groot mogelijke fitness.
AUTEUR Zoltàn Bochdanovits
VERSCHENEN IN Kennislink i.s.m. Expertise Centrum Biologie (NIBI)
TAAL Nederlands
PUBLICATIE DATUM 31 juli 2003

Evolutie door middel van natuurlijke selectie is geen lolletje. Een niet aflatende strijd tussen de sterke, de snelle en de slimme laat bloedige sporen achter zodat de sterken sterker, de snellen sneller en de slimmen slimmer worden. Natuurlijke selectie zorgt ervoor dat er geen grote verschillen blijven bestaan tussen individuen in kracht, snelheid of welke vaardigheid dan ook… wie het maar ietsjes minder goed doet dan de rest, kan het schudden. Diegenen met de grootste fitness zullen gaan domineren. Fitness, oftewel het totale aantal vruchtbare nakomelingen dat je tijdens je leven produceert, wordt continu verder verhoogd. Er is geen weg terug. Het meest meedogenloze monster overheerst.

Wie de vorige alinea goed leest kan zien dat de theorie van evolutie door middel van natuurlijke selectie een merkwaardige voorspelling kent. Fitness wordt alsmaar verhoogd maar variatie in fitness tussen individuen wordt alsmaar verlaagd. De meest ruwe interpretatie van Darwin’s theorie verwacht dus het ontstaan van één individu van onmetelijke omvang, oneindige levensduur, onbeperkte voortplanting en –wellicht– oneindige wijsheid… het Darwiniaanse Monster.

Gelukkig voor ons en jammer voor het Darwiniaanse Monster is er een simpele reden waarom het niet gauw zover zal komen. Fitness is geen op zichzelfstaand kenmerk: het is het resultaat van een hele boel kenmerken. Elke vaardigheid levert zijn bijdrage; zo heb je niet alleen kracht maar ook snelheid nodig. Het is niet genoeg om mooi te zijn, je zal het ook slim moeten spelen. Fitness in zijn geheel neemt toe als één van de fitnessverhogende vaardigheden verbeterd wordt.

Wat nu als het niet meer mogelijk is om nóg sterker te worden? Organisch materiaal, zoals botten en pezen, zijn nou eenmaal niet van titanium en er is een maximum aan de krachten dat een lichaam kan weerstaan. Het steeds vaker voorkomen van ernstige blessures bij topsporters spreekt boekdelen over de fysieke grenzen van lichamelijke prestaties. In ieder geval, je kan niet sterker worden maar er is nog steeds een voordeel bij het “beter” zijn dan de rest. Geen nood, een verbetering in elke andere fitness-component geeft de nodige voorsprong. Is het volgende kenmerk niet verder te verbeteren, dan zijn er nog ettelijke (tien)duizenden andere.

Het Darwiniaanse Monster is echter een zeer speciaal geval. Het ontstaat als elke eigenschap van een organisme tegelijkertijd geperfectioneerd wordt. Dit kan alleen als het mogelijk is alle kenmerken die er toedoen onafhankelijk van elkaar te verbeteren. Een toename van brute kracht moet geen invloed hebben op snelheid en je moet er vooral niet dommer van worden. En dat is nou juist wat niet lukt.

Trade-offs
Het poldermodel; alsmaar overleggen totdat een compromis bereikt wordt dat voor iedereen gunstig is. The third way, noemen ze het in Amerika. Even was het heel erg trendy in de wereldpolitiek, doch is het ongeveer 3 miljard jaar oud. Elk organisme is een compromis tussen de verschillende onderdelen waarop selectie plaatsvindt. In goed overleg en soms ten koste van individuele kenmerken wordt de fitness gemaximaliseerd.

Afb. 1: Verband tussen de gemiddelde leeftijd bij overlijden van Britse aristocratische dames uit de 17e en 18e eeuw uitgezet tegenover hun gemiddelde aantal kinderen. Er is een duidelijke afname in de aantallen kinderen naarmate de leeftijd bij overlijden toeneemt. Met andere woorden: het zijn juist de dames die weinig kinderen voortgebracht hebben die van een lange leven mochten genieten
bron: Westendorp, R. G. J. & Kirkwood, T. B. L. Nature 396, 743-746

Zo’n compromis tussen fitness componenten heet een “trade-off”. Het ene kenmerk wordt ingeruild ( “trade” betekent handel) voor het ander. Misschien het bekendste voorbeeld is de trade-off tussen voortplanting en levensverwachting. Het geldt voor vele diersoorten, maar afbeelding 1 laat zien dat zelfs bij mensen moeders van veel kinderen een kortere levensverwachting hebben dan vrouwen die wat rustiger aandoen. Het is baren of overleven.

Maar als natuurlijke selectie fitness, dus het aantal nakomelingen, maximaliseert waarom is het niet altijd beter om je zo veel mogelijk voort te planten? Het lijkt misschien raar maar minder kinderen en een betere levensverwachting hoeft geen nadeel te zijn. Zeker bij de mens, maar ook bij veel andere dieren, begint de klus pas n찼 de bevalling. Je kroost beschermen en ze de nodige wijze lessen bijbrengen hoort er ook bij. Leg je vroegtijdig het loodje, dan heeft dat wel degelijk invloed op de (overlevings- cq. voortplantings-) kansen van je nakomelingen, en dus je uiteindelijke fitness.

De intuïtief meest voor de hand liggende verklaring voor het optreden van de trade-off tussen voortplanting en levensverwachting is ook de consensus in wetenschappelijke kringen. Voor kinderlozen geldt: alle moeite en energie die niet aan die jengelende peuters opgaat wordt aan eigen lijfsbehoud besteed met als resultaat een langere levensduur en weer alle voordelen daarvan.

Iets algemener geformuleerd: als je beperkte middelen hebt, zal het investeren in het ene ten koste gaan van het ander. Een kast van een villa èn twee keer per jaar op vakantie kan niet van één modaal inkomen. Dit wil trouwens niet zeggen dat met onbeperkte middelen het wel mogelijk is oneindig lang te leven en oneindig veel nakomelingen te produceren. Zo veel mazzel heeft ons Monster nu ook weer niet. Waarom dat zo is, komen we een andere keer wel op terug.

Semelpaar versus Iteropaar
Maar als we toch bij de voortplanting zijn beland, dan kan het nog een slagje vreemder. Voortplanting gaat dus ten koste van levensverwachting. Gegeven deze ongelukkige omstandigheid, is het van belang hoe je voortplanting spreidt over je leven! Tenzij je in staat bent in een keer een tienling ter wereld te brengen heb je een probleem. Veel nakomelingen krijgen is ook mogelijk door je veelvuldig een beetje voort te planten. Bijvoorbeeld door gedurende 10 jaar ieder jaar een kind te krijgen kom je ook aan 10 nakomelingen.

Maar als voortplanting je levensverwachting verkort, moet je oppassen niet alvast dood te zijn voordat je aan nummer 10 toekomt. Weer iets algemener gezegd: voortplanting nu gaat dus ten koste van voortplanting later. Echter, natuurlijke selectie kijkt alleen naar de totale reproductie, dus over je hele leven. Voor vele diersoorten maakt deze simpele bevinding dan ook het verschil tussen leven en dood.

Neem nu de zalm. Een keer in zijn leven zwemt de zalm terug naar zijn geboorteplaats om zich voort te planten. En om te sterven. De ultieme trade-off tussen voortplanting en overleving! Zulke soorten die zich slechts één keer in hun leven voortplanten heten semelpaar. Als ze planten zijn heten ze trouwens monocarp, zoals bijvoorbeeld de bamboe. Vele ander soorten doen het met een beetje meer beleid, ze spreiden voortplanting over hun volwassen leven. Deze soorten heten iteropaar (of polycarp bij planten).

Waarom zouden er soorten bestaan die zo dwaas zijn dat ze na de voortplanting het loodje leggen? Er is een bekende verklaring die volgt uit wat we al weten over trade-offs. Trade-offs bestaan omdat een individu een afweging moet maken hoe deze het beste met de schaarse middelen om kan gaan. Er kan geïnvesteerd worden in het aantal nakomelingen of in overlevingskans na reproductie. In een wiskundig model is fitness dan simpelweg de optelsom van deze twee. In een formule ziet dat er zo uit:

F(itness) = A(antal nakomelingen) + O(verlevingskans na reproductie)

Zowel A als O hangen af van de hoeveelheid energie dat geïnvesteerd wordt. Als alle energie in voortplanting wordt geïnvesteerd is A gelijk aan Amax en O gelijk aan nul. Er geldt F=Amax. Amax is gewoon het maximaal haalbare gegeven, dat bepaald wordt door bijvoorbeeld de fysiologie van het lichaam en deze is voor elke soort weer anders. De exacte waarde doet er niet toe, Amax is het maximale aantal nakomelingen dat je onder de meest gunstige omstandigheden produceren kunt. O is dan wel nul want daar is niks in geïnvesteerd.

Als alles juist in overleving wordt geïnvesteerd dan is O gelijk aan Omax (het maximaal haalbare) en A gelijk aan nul (er is immers niks ge챦nvesteerd in voortplanting). Er geldt F=Omax. Op het eerste gezicht is het misschien vreemd maar F=Omax is gelijk aan F=1! De overlevingskans kan per definitie nooit groter kan worden dan 1 (ofwel 100%), maar er is ook een niet wiskundige verklaring! Als je jezelf niet voortplant maar wel oneindig lang blijft leven (je investeert immers alles in jezelf!) dan ben je zelf je enige “nakomeling” en je fitness is dan dus 1.

Omdat we gewend zijn aan het idee dat we ooit zullen sterven is dit niet voor de hand liggend, maar zelf tel je ook mee als het gaat om fitness! Als niemand zich zou voortplanten dan doet diegene die het langst zichzelf in stand houdt (cq. onsterfelijk is), de beste zaken vergeleken met de rest van ons “mortals”. Maar om terug te komen op de eigenlijke vraag: als het gaat om de beschikbare hoeveelheid energie in verband met onze fitness, hoe veranderen A en O, en dus fitness zelf, bij een verandering van de geïnvesteerde energie? Ofwel hoe verdelen we een gegeven hoeveelheid beschikbare energie tussen A en O zodat F maximaal is?

 

Afb. 2: Verband tussen het percentage geïnvesteerde energie in voortplanting en fitness. De blauwe lijn staat voor voortplanting, de roze lijn staat voor overlevingskans na voortplanting en de gele lijn is het optelsom van deze twee, ofwel fitness. In het geval van semelpariteit (bovenste grafiek) valt het hoogste punt van de gele lijn samen met het hoogste punt van de blauwe lijn en ligt altijd bij 100% investering in voortplanting. De hoogst mogelijke fitness wordt bereikt door alle energie in voortplanting te investeren. In het geval van iteropariteit (onderste grafiek) ligt het hoogste punt van de gele lijn hoger dan het hoogste punt van de blauwe of roze lijn en ligt “ergens” in het midden van de grafiek. De hoogst mogelijke fitness wordt bereikt door de beschikbare energie te verdelen tussen voortplanting en overleving.

Om deze vraag te beantwoorden is het van belang te weten op wat voor manier overleving en voortplanting afhankelijk zijn van de energievoorziening. In het geval van voortplanting is dat vrij simpel. Het verband tussen investeren in het aantal nakomelingen en het aantal geproduceerde nakomelingen is lineair. Een verdubbeling van de hoeveelheid bouwstoffen en energie levert immers twee keer zoveel eieren, zaden, puppies etc. op. Dit zie je terug in afbeelding 2(A en B). Op de x-as staat het percentage energie dat ge챦nvesteerd wordt in voortplanting. Op de y-as staan willekeurige eenheden voor A en O, en dus ook voor F dat simpelweg de optelsom is van de andere twee.

De blauwe lijn staat voor het aantal nakomelingen, en loopt rechtlijnig van 0 naar de (willekeurige) maximale waarde als het percentage van de totale energie dat in voortplanting gestopt wordt, toeneemt van 0% naar 100%. In het geval van overleving ligt de zaak iets gecompliceerder. Overleving hangt van meer factoren af dan de hoeveelheid geïnvesteerde energie alleen, denk aan hoge predatiedruk (je wordt snel opgevreten) of zeer ongunstige abiotische milieufactoren (het is heel erg koud). Daarom kan dit verband in plaats van lineair ook “hol”of “bol” zijn. Ook dit is te zien in afbeelding 2A en 2B. De roze lijn staat voor de afname in overlevingskans bij een toename in investering in voortplanting (ofwel afname in investering in overleving).

Als investering in voortplanting (!) gelijk is aan nul (en dus investering in overleving gelijk is aan 100%) dan heeft O zijn maximale waarde. Als investering in voortplanting toeneemt, dan neemt O af tot nul daar waar investering in voortplanting de 100% heeft bereikt. In afbeelding 2A gebeurt dat heel snel in het begin en dan steeds langzamer. In afbeelding 2B gebeurt dat heel langzaam in het begin en dan steeds sneller.

De vraag is nu, wat gebeurt er met fitness? Nog steeds geldt dat F = A+O. De gele lijn in beide grafieken is simpelweg de optelsom van A en O en staat voor fitness. Natuurlijke selectie zorgt ervoor dat je op de hoogst mogelijke waarde van fitness uitkomt. Welke waarde dat is en wat de daarbij horende verdeling van investering is tussen A en O, gaan we uit de grafieken aflezen! Ik zal alvast verklappen dat figuur 2A het voorbeeld is van semelpariteit en figuur 2B het voorbeeld is van iteropariteit.

Figuur 2A geeft het voorbeeld van een “holle” overlevingscurve (roze lijn). Dit is het geval wanneer er onevenredig veel energie ge챦nvesteerd moet worden om de overleving een beetje te verhogen. Met andere woorden, een klein beetje energie in overleving stoppen heeft een relatief groot verlies in fitness tot gevolg. Fitness wordt het beste verhoogd door energie te investeren in het aantal nakomelingen. In de grafiek zie je dat als volgt: de hoogste waarde van fitness (gele lijn) is gelijk aan de hoogste waarde van voortplanting (blauwe lijn) daar waar investering in voortplanting de volle 100% is (x-as). Het geval van onsterfelijkheid (hoogste waarde van de roze lijn) vergeten we even. Gevolg: niet proberen te overleven en je direct voortplanten geeft de hoogste fitness. Deze strategie heet “semelpariteit”.

Figuur 2B geeft het voorbeeld van een “bolle” overlevingscurve. Een kleine investering in overleving geeft een grote verhoging van overleving 챕n van fitness. Er bestaat een optimale verdeling van energie tussen overleving en voortplanting dat de fitness maximaliseert. In de grafiek zie je dat nu als volgt: de hoogste waarde van de gele lijn ligt hoger dan het maximum van de blauwe of roze lijn en zit ergens in het midden. Bij welke percentage investering (zie x-as) je uitkomt zal voor elke soort verschillen, maar er bestaat een optimale verdeling van energie tussen overleving en voortplanting zodat de fitness maximaal wordt. Deze strategie heet iteropariteit.

Organismen kunnen dus simpel gezegd kiezen tussen twee strategie챘n. Enerzijds als je zonder veel moeite in je lijfsbehoud kan voorzien, dan moet je dat vooral doen. En anderzijds als je weet dat je toch kort zal leven, om andere redenen zoals hoge predatiedruk, dan kun je maar het beste alles op die ene keer voortplanten gooien. Conclusie? Iedereen maximaliseert zijn/haar fitness zodat de variatie in fitness afneemt, maar doordat iedereen andere combinaties van fitnesscomponenten uitprobeert levert het juist diversiteit op!

Smaken verschillen, maar zelf vind ik het een van de mooiste tegenstrijdigheden in de moderne wetenschap. De theorie van Darwin, ge챦nspireerd door zijn waarnemingen van natuurlijke variatie en bedoeld om deze variatie op een wetenschappelijke manier te verklaren, voorspelt juist een afname van deze diversiteit. Dat we toch een verbijsterende verscheidenheid aan levensvormen met de gekste aanpassingen tegenkomen is daarom wonderlijk. Het verklaren van deze grote hoeveelheid variatie is nog steeds een van de meest fundamentele problemen in de biologie.

Een belangrijke oorzaak van deze diversiteit ligt in het grote aantal mogelijke combinaties van fitness kenmerken die gezamenlijk de totale fitness oplevert. Vele wegen leiden naar Rome. Vele verschillende levenslopen (levensgeschiedenissen) leiden tot een vergelijkbare fitness. Het vinden van de juiste combinatie (strategie) is waar evolutie om draait.

Bronnen:
The Evolution of Life Histories, S.C. Stearns (boek)

Westendorp, R. G. J. & Kirkwood, T. B. L. Nature 396, 743-746 (1998).

Zie ook:

Natuurlijke selectie onder de loep (Kennislinkartikel van Sander van Doorn)
Survival of the fittest (Kennislinkartikel van Sander van Doorn)

Voor vragen of opmerkingen n.a.v. dit artikel kunt u mailen met:

Expertise Centrum Biologie, NIBI

Synergie

Een andere belangrijke reden voor optimalisatie van afzonderlijke kenmerken ligt juist in de manier waarop genen met elkaar samenwerken.

We hebben eerder gezien dat er redundantie bestaat wanneer meerdere genen invloed hebben op hetzelfde kenmerk. Dit verschijnsel is op zich al een reden waarom mutaties vaak geen groot effect hebben op het fenotype. Maar het omgekeerde kan natuurlijk ook. Één gen kan invloed hebben op meer dan één kenmerk. Een bekend voorbeeld is het effect van testosteron op veel verschillende “mannelijke” kenmerken. Het zorgt voor baardgroei en brede schouders maar beïnvloedt ook het gedrag, met name agressief gedrag. Een dergelijk effect van een gen op meerdere kenmerken heet pleiotropie en maakt het verhaal van de vier mogelijkheden (zie boven) compleet. Pleiotropie zorgt er namelijk voor dat de twee (of meer) kenmerken niet los van elkaar kunnen veranderen. Stel dat het voor een man belangrijk is om baardgroei te hebben (anders lachen de dames hem snel weg). Meer testosteron is dan de oplossing maar als hij dan tegelijk erg agressief is dan zal dat zijn succes bij de meisjes toch weer verminderen. Er zal dus een compromis gevonden moeten worden: een optimale waarde voor beide kenmerken!

Afb. 2: Het Geometrische model van aanpassing. Voorspelt dat wanneer een gen invloed heeft op twee kenmerken tegelijk (pleiotropie), een mutatie in dat gen meer kans heeft om een gunstige verandering teweeg te brengen wanneer de grootte van de verandering als gevolg van de mutatie klein is. Een gunstige verandering brengt de populatie van uitgangspositie N dichterbij het optimum O. De pijlen geven aan waar je terechtkomt. Zelfs bij een goede richting van de verandering, kan een te grote verandering je verder van O brengen dan waar je was (N).

Het “vier mogelijkheden verhaal” gaat uit van een gen dat effect heeft op (minimaal) twee kenmerken en is beter bekend als het geometrische model van aanpassing van Fisher. Neem het volgende voorbeeld. Stel dat je een bepaalde lengte én een bepaald gewicht nodig hebt om te overleven in de natuur. In figuur 2 is een grafiek afgebeeld met een lengte-as (x-as) en een gewichts-as (y-as). Helemaal in het midden van de grafiek heb je de optimale lengte en grootte (O), in een bepaalde omgeving. Stel dat het gaat om een onbewoond eiland dat gekoloniseerd wordt door een populatie muizen. Deze nieuwkomers zijn aangepast aan een andere omgeving en hebben niet de optimale afmetingen voor op dit eiland. Zowel hun lengte (x-as) als hun gewicht (y-as) wijkt af van de optimale waarde (O). Ze zitten op een zekere afstand van O, op punt N. In deze populatie muizen zullen willekeurige (random) mutaties ontstaan die hun lengte én gewicht zal veranderen. Zie pijlen 1, 2 en 3 in figuur 2. De pijlen wijzen naar de punt in de grafiek waar je terechtkomt als gevolg van de mutatie. De vraag is: wanneer is een dergelijke mutatie gunstig? Dat is het geval als je dichter bij O komt! In figuur 2 is dat het geval als een pijl naar een punt wijst binnen de cirkel! Daarvoor moet de verandering in lengte én gewicht als gevolg van de random mutatie in de goede richting uitpakken. Pijl 1 valt meteen af. Alleen, dan ben je er nog niet. Het is lastiger om in te zien, maar de grootte van de verandering is ook belangrijk! Ook al “beweeg” je precies van N naar O als gevolg van de mutatie, wanneer de verandering te groot is, schiet je je doel voorbij. Je doel is natuurlijk een optimale lengte en gewicht. In het ergste geval raak je aan de andere kant buiten de cirkel, en brengt de mutatie je verder van O dan dat je al was, ook al was de richting van de verandering perfect! Zie pijl 3. Het komt er op neer dat mutaties die een groot effect hebben op lengte en gewicht, een kleinere kans hebben om een gunstige verandering teweeg te brengen. Gunstig is in dit geval een mutatie dat je binnen de cirkel brengt. Samenvattend: zolang genen meerdere kenmerken tegelijk beïnvloeden, zal aanpassing aan een nieuwe omgeving door middel van natuurlijk selectie het gevolg zijn van mutaties in enkele“grote effect genen” en meerdere “kleine effect genen”.

Okee. De grote vraag was hoe betrekkelijk weinig genen de informatie kunnen bevatten voor al onze kenmerken terwijl een verandering in de genen weinig effect lijkt te hebben. Het antwoord weet niemand, maar het lijkt vrij zeker dat genen die voldoen aan het oude dogma “één gen, één eiwit, één functie” eerder de uitzondering zijn dan de regel. Het kan best zijn dat het zo werkt voor oogkleur en haarkleur, maar complexe kenmerken, zoals embryonale ontwikkeling, gedrag, morfologie (je uiterlijk), zijn vrijwel zeker het resultaat van samenwerking tussen de genen. Genen kunnen elkaars werk overnemen (redundantie) maar hebben tegelijkertijd invloed op meer dan een kenmerk. Dat laatste (pleiotropie) is een belangrijke reden waarom theoretici verwachten dat complexe kenmerken gecodeerd zouden zijn door meerdere genen die elk afzonderlijk een niet al te grote rol lijken te hebben.

Het model van Fisher (en zijn opvolgers die er verder aan gesleuteld hebben) is uiteindelijk maar een simpele weergave van de werkelijkheid. In het echt zal het (nog) veel ingewikkelder zijn. Toch lijkt de voorspelling dat er enkele genen met een groot effect en meerdere genen met kleinere effecten zouden bestaan aardig te kloppen. Het lijkt er steeds meer op dat complexe eigenschappen, zoals gedrag, beïnvloedt worden door twee verschillende soorten genen. Een of enkele genen met een redelijk groot effect leggen de basis en meerdere genen met elk een klein effect sturen gezamenlijk bij. Een voorbeeld hiervan is het voedselzoekgedrag van larven van fruitvliegen. Eén bepaald gen codeert voor twee eigenschappen: rover of sitter. Rovers zijn erg actieve larven die de hele tijd actief op zoek zijn naar eten. Sitters zijn wat slomer, maar zijn ook niet zo veel energie kwijt aan doelloos rondrennen. Boven op het grote effect van rover versus sitter bestaan een aantal genen die “modifiers” (aanpassers) heten. Die sturen wat bij, zodat je ook tussenvormen kan hebben. Een complex kenmerk, zoals foerageer gedrag, wordt dus beïnvloedt door één groot effect gen en enkele modifiers met elk een klein effect. Het eindresultaat is een brede scala van mogelijke gedragingen, gecodeerd door een klein aantal genen waarvan de meeste (de modifiers) individueel slechts weinig effect hebben.

Voor de moleculaire genetici is het wel even slikken. Een groot deel van de genen die ze met hard werken uitschakelen veroorzaakt geen zichtbare verandering in het organisme. Dat bleek al uit de praktijk, maar is (dus) ook niet zo heel erg onverwacht. Wat er dan vaak gedaan wordt is niet één maar meerdere genen kapot maken in hetzelfde organisme. Om op die manier de interacties tussen genen te onderzoeken. Het is een logische stap maar iedereen die dacht dat we met het sequencen van het genoom er waren komt bedrogen uit. Als we niet de functie van “slechts” 30000 genen hoeven te begrijpen maar de 30000 maal 30000 = 900 miljoen manieren waarop twee genen met elkaar kunnen samenwerken dan zijn we nog wel een tijdje zoet.

Bronnen:
– Orr HA (1998) The population genetics of adaptation: the distribution of factors fixed during adaptive evolution. Evolution 935-949
– Orr HA (2003) The Distribution of Fitness Effects Among Beneficial Mutations. Genetics 163:1519

Meer weten?

Functionele Genoomanalyse: Van Gen naar Biologische Functie

Voor vragen of opmerkingen n.a.v. dit artikel kunt u mailen met:

Expertise Centrum Biologie, NIBI

Bezoek de website van het NIBI

De evolutie wordt digitaal leesbaar

http://www.kennislink.nl/web/show?id=101457&showframe=content&vensterid=811&prev=101456

“Toen men begon met het in kaart brengen van het menselijk genoom en de genomen van andere organismen, waren veel biologen sceptisch”, zegt Tausk-gasthoogleraar prof. dr. Aaron Hsueh. “Dit was immers geen wetenschap waarbij je uitgaat van een hypothese, dit was alleen maar het bepalen van de volgorde van de DNA-bouwstenen. Maar het grappige is dat (als je maar genoeg weet over die volgorde) dat dan het hele plaatje verandert. Je hebt dan ineens alle stukjes van de puzzel in handen, dus je weet dat een bepaald puzzelstukje op een bepaalde plek moet passen. Voor jonge mensen die nu beginnen in de biomedische wetenschap is dit een goudmijn. Er liggen nog heel veel ontdekkingen op ons te wachten.”

Het is volgens hem niet toevallig dat de versnelde ontwikkeling in de biologie plaatsvindt in deze tijd van digitale computers. Ten eerste is het vooral de enorm toegenomen rekenkracht van de computer die het huzarenstukje mogelijk heeft gemaakt: uit de brij van vele honderdduizenden overlappende DNA fragmenten is de juiste volgorde van de bouwstenen bepaald. De computer is echter ook een interessante metafoor: “Tot voor kort kenden we uitsluitend de analoge kenmerken van de natuur. Neem bijvoorbeeld de kleur van iemands haar. Die kun je niet eenvoudig in een enkel getal uitdrukken. Het is een analoge eigenschap met oneindig veel mogelijke nuances. Maar de genen die de haarkleur bepalen zijn digitaal. In de volgorde van de DNA bouwstenen ligt die informatie precies vast. Biologie is met de komst van genomics een digitale wetenschap geworden.”

Darwin’s gelijk
Alle organismen zijn evolutionair aan elkaar verwant. De evolutieleer zegt niet alleen dat wij een gemeenschappelijke voorouder hebben met de chimpansee, maar ook met bijvoorbeeld de rat, de kogelvis, de fruitvlieg en het microscopische wormpje C. elegans. Hoewel er nog steeds mensen zijn die zich verzetten tegen dit denkbeeld, wordt uit onderzoek aan het DNA steeds duidelijker dat Darwin gelijk had. Dat wil niet zeggen dat biologen niet meer verrast kunnen worden door hun eigen ontdekkingen.

Gist, een eencellig organisme, beschikt over zo’n zesduizend genen. Het eerdergenoemde wormpje C. elegans, een favoriet proefdier vanwege zijn overzichtelijke formaat, bestaat uit 1013 cellen en heeft negentienduizend genen. Een vliegje van een miljoen cellen, dat al beschikt over hogere functies als het geheugen, heeft slechts dertienduizend genen nodig om het bouwplan van zijn lichaam te defini챘ren. De mens, met een miljard maal zoveel cellen en alle prachtige complexe eigenschappen die onze diersoort kenmerken, blijkt genoeg te hebben aan 35 duizend genen.

Hsueh: “Wat is er aan de hand? Om dat te verklaren is het zinvol om de oorsprong van genen te traceren. Ik zie daarbij twee principes aan het werk, die we ortholoog en paraloog kunnen noemen. Orthologe verwantschap is te zien door de vergelijking van verschillende soorten. In de loop van de evolutie zijn sommige genen die een belangrijke functie vervullen voor een aanzienlijk deel bewaard gebleven. We kunnen van veel menselijke genen overeenkomstige genen terugvinden in gistcellen en andere eenvoudige organismen. Door in die organismen te kijken naar de functie van deze genen, krijgen we een indruk van de mogelijke functie bij de mens.

Cafe챦ne en Viagra
Paraloge verwantschap is het gevolg van een verdubbeling van het genoom, waarvan we weten dat die in de loop van de evolutie enkele malen heeft plaatsgevonden. Daardoor zijn genen ontstaan met een vergelijkbare structuur, die soms wel en soms niet een vergelijkbare functie vervullen. Cafeïne en Viagra werken allebei op een enzym dat fosfodiësterase heet. Het verschil is dat cafeïne op een aantal verschillende varianten van dat enzym werkt, terwijl Viagra specifiek het fosfodiësterase in de penis remt. Je zou het effect van Viagra ook kunnen bereiken door heel veel koffie te drinken, maar dan word je ziek omdat cafeïne ook op al die andere plaatsen in het lichaam werkt. Die verschillende paraloge varianten van een enzym bieden dus de mogelijkheid om selectieve geneesmiddelen te ontwikkelen.”

Het geringe aantal genen van de mens is overigens niet zo’n groot raadsel als soms wel gesuggereerd wordt. Het is namelijk bekend dat een gen vaak op diverse manieren afgelezen kan worden. Van sommige genen zijn zelfs wel honderd verschillende afleesvarianten (‘splice variants’) bekend. Daarnaast kunnen onze cellen nog creatief knutselen met de eiwitten die met een afgelezen genetische code gemaakt zijn. In ons lichaam zijn dan ook in de loop van ons leven aanzienlijk meer dan 35 duizend verschillende eiwitten actief.

Het genetische landschap
Nu de stukjes van de puzzel bekend zijn, begint voor de biomedische onderzoekers het eigenlijke werk. Hsueh zal daar zeker zijn bijdrage aan leveren. Zowel op zijn eigen vakgebied, de voortplanting en vruchtbaarheid van de mens, als op andere terreinen. “De tijd is gekomen om het grote geheel in beeld te brengen. We hebben in de afgelopen decennia zeer veel ontdekt door ons te beperken en ons te richten op de details. Nu is het moment gekomen om de stap te maken van dit reductionisme naar de reconstructie.”

Gemakkelijk zal het niet zijn om de voortdurend groeiende stroom van resultaten op detailniveau te integreren tot een ‘big picture’. Opnieuw biedt de computer uitkomst. “Een database kan veel meer onderzoeksresultaten bevatten dan het menselijk geheugen. Daar moeten we gebruik van maken. Als je de resultaten van heel veel studies combineert, krijg je een heel ander beeld. In een bepaalde context, bijvoorbeeld de eisprong, is een aantal genen actief en zijn andere genen verminderd actief. Je zou dat grafisch kunnen weergeven in de vorm van een soort landschap. Stel dat je de gegevens hebt van 400 studies, en in 80% van die studies is een bepaalde combinatie van genen actief. Dat is dan een berg in je landschap, die je bijvoorbeeld de ovulatieberg zou kunnen noemen. Zo ontstaat een geheel nieuw beeld van de biologie. Darwin moest zich nog baseren op uiterlijke kenmerken, hij wist nog niet van het bestaan van genen. Met onze gedetailleerde digitale kennis kunnen we de verwantschap tussen verschillende soorten veel beter in kaart brengen. En het mooie is: het gaat zo snel!”

Het grafische landschap dat Hsueh schetst is voorlopig nog een toekomstdroom, maar de eerste stap in die richting is door de huidige Tausk-hoogleraar zelf gezet. Wie ge챦nteresseerd is in een overzicht van alle genen die actief zijn in de eierstok, kan naar hartelust grasduinen in de website over ovarium onderzoek, die door Hsueh en zijn collega’s is opgezet.

Bezoek de website van het LUMC

(—> muis genoom ; inmiddels gebeurt )


http://www.evolutionpages.com/Mouse%20genome%20home.htm

http://www.ornl.gov/sci/techresources/Human_Genome/publicat/97pr/05g_mous.html

 

Model organism

A laboratory animal or other organism useful for research. Used also as a model in genomic research. The human genome is not very different from that of the chimpanzee or mouse. The different genomes share many similar genes. Obviously, the differences are very significant, but the similarity is also meaningful. One can actually learn a lot from genetic experiments on other organisms about homologous human genes, i.e. genes whose sequence is similar in the two species.
The mouse is the most popular model organism: it is small, has a rapid reproductive rate, and can therefore provide, within a relatively short time, a pedigree of a number of generations. Mating can be directed and genetic manipulations performed.
A family of mice containing a genetic mutation can be a model for a similar hereditary defect in humans. There is evidence indicating similarity between mouse and human genes.

התמונה נלקחה מתוך האתר http://www.ornl.gov/hgmis

This figure demonstrated the genetic similarity (homology) of the superficially dissimilar mouse and human species. The similarity is such that human chromosomes can be cut (schematically at least) into about 150 pieces (only about 100 are large enough to appear here), then reassembled into a reasonable approximation of the mouse genome. The colors and corresponding numbers on the mouse chromosomes indicate the human chromosomes containing homologous segments.

http://stwww.weizmann.ac.il/bioinformatics-e/links/model.html

(image credit: U.S. Department of Energy Human Genome Program, http://www.ornl.gov/hgmis.

The 1997 DOE Human Genome Program Report is a two-part report published in 1997 to reflect research and progress in the U.S. Department of Energy Human Genome Program from 1994 through 1996, with specified updates made just before publication. Part 1 is the program overview and report on progress, and Part 2 consists of 1996 research abstracts.)

http://web.ornl.gov/sci/techresources/Human_Genome/publicat/jmmbbag.pdf

 

 


Het DNA van chimpansees van voor tot achter af te lezen. : Wanneer dat eenmaal kompleet zal zijn gebeurd, zal ons de hoogmoed waarschijnlijk nog dieper in de schoenen zinken.


(inmiddels gebeurt –> chimp genoom )

http://www.talkorigins.org/indexcc/CB/CB144.html

http://www.nature.com/nature/focus/chimpgenome/index.html

http://genome.wellcome.ac.uk/doc_WTD023489.html

http://www.genome.gov/15515096

http://www.genome.gov/11509542

Comparative Genomics

What is comparative genomics?
What are the benefits of comparative genomics?
What is a genome made of?
Why is there an increased interest in genomics?
What other genomes have been sequenced?
Has the field of comparative genomics yielded any results?
How is the National Human Genome Research Institute (NHGRI) involved in the growth of this new field of research?http://www.carolguze.com/text/442-1-humangenome.shtmlParis Conference ideogram.HUMAN AND CHIMPANZEE CHROMOSOMES AND BANDING PATTERNS ARE VERY SIMILA


Het zou weinigen verbazen als ten opzichte van die mensaap ons aantal genen nauwelijks, of misschien wel helemaal niet, is uitgebreid.

Volgens Plasterk bewijzen de nieuwe gegevens eens te meer dat de evolutie van het leven niet verliep in rigoureuze stappen.

De ontwikkeling van gewervelde dieren was meer een kwestie van het steeds fijner afstemmen van dezelfde processen.”

Voor Brunner markeert het definitieve aantal genen vooral één ding: nu de menselijke genen allemaal in beeld zijn, beleeft het vak een ongekende conceptuele doorbraak.

“Voor het eerst in de geschiedenis is de biologie een eindig vak geworden. We hebben in principe alle onderdelen, naar nieuwe hoeven we niet meer te zoeken. Af en toe zal er nog wel eens iemand één vinden, net als er nu af en toe nog een nieuwe diersoort wordt ontdekt. Maar in principe is dit het. Met deze verzameling onderdelen zullen we het moeten doen.”

Voorlopig hebben Brunner en zijn collega’s de handen vol aan het ontrafelen van alle onderlinge connecties tussen dertigduizend genen en hun misschien wel driehonderdduizend eiwitproducten.

Craig Venter schat zelfs dat de wetenschap minstens een eeuw met die taak zoet zal zijn.

Brunner:

Ik ben niet bang dat, met het menselijk DNA vrijwel compleet, genetici zullen worden als de wiskundige waarover Godfried Bomans schreef. Die kwam op een dag thuis en riep bij de voordeur verheugd uit: ‘Vrouw, het is af hoor!'”

Gen ontdekt dat wellicht kan verklaren wat ons menselijk maakt

 15 november 2012 

Wat onderscheidt mensen van apen? Een lastige vraag, maar wetenschappers zijn een antwoord op het spoor. Ze hebben een gen ontdekt dat mogelijk kan verklaren hoe mensen uit de apen ontstonden.

Het gen in kwestie – miR-941 – heeft volgens wetenschappers van de universiteit van Edinburgh waarschijnlijk een cruciale rol gespeeld in de ontwikkeling van onze hersenen. Het zou mede dankzij dit gen zijn dat we leerden om gereedschappen en taal te gebruiken.

Vergelijking
De onderzoekers vonden het gen toen ze het genoom van mensen vergeleken met het genoom van elf andere soorten zoogdieren, waaronder chimpansees, muizen, gorilla’s en ratten. Het gen miR-941 komt alleen bij mensen voor en is zo’n 6,5 miljoen jaar geleden ontstaan. In die tijd hadden de mensachtigen zich al van de apen afgescheiden.

Functie
De onderzoekers keken ook naar de functie van het gen. Zo ontdekten ze dat het gen vooral actief is in twee delen van het brein die betrokken zijn bij het nemen van beslissingen en taalvaardigheden. Dat wijst er voorzichtig op dat het gen een rol heeft gespeeld in de ontwikkeling van geavanceerde hersenfuncties waarmee mensen zich onderscheiden van apen.

Junk-DNA
De meeste verschillen tussen soorten ontstaan doordat bestaande genen veranderen. Het gen miR-941 ontstond volgens de onderzoekers heel anders: het kwam volledig functioneel uit zogenaamd junk-DNA (stukjes DNA in het menselijk genoom die geen functie hebben) zetten. Het gen ontstond in zeer korte tijd. “Het nieuwe molecuul ontstond vanuit het niets in een tijd waarin onze soort dramatische veranderingen onderging: we leefden langer, gingen rechtop lopen, leerden hoe we gereedschappen moesten gebruiken en hoe we moesten communiceren,” vertelt onderzoeker Martin Taylor. “We hebben goede hoop dat we meer nieuwe genen gaan vinden die ons helpen aan te tonen wat ons menselijk maakt.”

De vondst is heel bijzonder. Het is voor het eerst dat onderzoekers een nieuw gen vinden dat mensen wel en apen niet hebben en daar ook direct een specifieke functie in het menselijk lichaam aan kunnen verbinden.

Bronmateriaal:
New brain gene born, study shows” – Ed.ac.uk
De foto bovenaan dit artikel is gemaakt door Shiny Things (cc via Flickr.com).
WIST U DAT…

Amerikaans geneticus ontrafelt zijn eigen genoom en vindt de
genetische oorzaak van zijn ziekte
door Sofie vanden bossche

Genen tellen en vergelijken:
de geneeskunde van de toekomst

/De Amerikaanse geneticus James Lupski ontrafelde zijn eigen genoom en vond zo na veertig jaar eindelijk het gen dat zijn zeldzame ziekte veroorzaakt. Het was de eerste keer dat de genetische oorzaak van een ziekte op die manier werd gezocht en gevonden.
De Morgen / maart 2010

°

In 2001 werd voor het eerst het menselijke genoom in kaart gebracht, sindsdien gebeurde dat bij nog geen tien mensen. Lupski toont nu een praktische toepassing van de techniek aan: de genetische oorzaak van allerlei ziektes – zeldzame of veel voorkomende zoals diabetes en alzheimer – opsporen.
Als tiener kreeg James Lupski (53) te horen dat hij aan een zeldzame erfelijke ziekte leed: het Charcot Marie Toothsyndroom. De ziekte tast de zenuwen in zijn handen en voeten aan. Drie van zijn zeven broers en zussen lijden ook aan het syndroom. Lupski ging genetica studeren en deed onderzoek naar de ziekte aan het Baylor College of Medicine in Houston. Sindsdien brachten onderzoekers verschillende genen in verband met de ziekte, “maar elke keer dat we ze zochten in mijn familie, bleken ze afwezig te zijn”, zegt Lupski.

Een paar jaar geleden stelde de directeur van Human Genome Sequencing Center van Baylor College voor om zijn genoom te sequencen.

“Sequencing” is het base na base, ofwel letter na letter, in kaart brengen van DNA. Ons genoom bestaat uit zo”n 3 miljard basenparen. Op de hele wereld zijn er nog geen tien personen wiens genoom volledig in kaart is gebracht. “De sequencing ging redelijk snel,” zegt Lupski, “maar de analyse duurde heel wat langer.” Maar met resultaat: na een jarenlange zoektocht dook eindelijk het gen op dat de ziekte veroorzaakt bij Lupski. Het onderzoeksteam kon Lupski”s genoom vergelijken met referentiemateriaal uit databanken, en zo kwam het gen SH3TC2 op de voorgrond.

“Vijfentwintig jaar lang probeerden we elke mogelijke methode om het oorzakelijke gen op te sporen, en met deze methode is het gelukt”, zegt Lupski. “Het is de eerste keer dat men een heel genoom sequencet om de oorzaak van een ziekte te vinden.”
“Dat is groot nieuws”, zegt professor menselijke erfelijkheid Gert Matthijs (KU Leuven). “Toen Lupski het verkondigde op een congres, was iedereen erg onder de indruk. Jim Lupski is een befaamd Amerikaans geneticus, we kennen hem al jaren en we weten dat hij aan de ziekte lijdt.”

°
Sprong voorwaarts

verband genen en ziekte ?
Het is een grote sprong voorwaarts voor de wetenschap. Genen worden momenteel gelinkt aan ziektes door de klassieke genetica, die op zoek gaat naar het gen achter bepaalde verschijnselen, of recenter door reversed genetics, dat onderzoekt welke verschijnselen onbekende genen veroorzaken. Mensen hebben zo”n 25.000 genen. “Dat is als een pagina in een telefoonboek lezen, maar nu leest men in één keer het hele telefoonboek”, zegt professor Matthijs.

Verder toont het onderzoek aan hoe de toepassingen van genoomsequentie steeds dichterbij komen. In 2001 werd een grote wetenschappelijke doorbraak aangekondigd: voor het eerst was het menselijke genoom in kaart gebracht. Dat had dertien jaar geduurd en 3 miljard dollar gekost. Lupski zegt dat de sequentie van zijn genoom 50.000 dollar kostte. “Voor die prijs kunnen we geen genoomsequentie aanbieden aan patiënten, voorlopig blijft het nog een onderzoeksinstrument”, zegt professor Matthijs. “Maar er is een wedloop aan de gang onder diverse bedrijven om de technologie betaalbaar te maken. Dat gaat zeer snel.”
Op termijn kan dat bijvoorbeeld resulteren in de vergelijking van het genoom van mensen met dezelfde ziekte, om zo het oorzakelijke gen van ziektes op te sporen. “Dat begint stilaan te lopen“, zegt professor Matthijs. “Verscheidene groepen hebben plannen in die richting.” Genezing met gentherapie daarentegen is nog ver weg.

Ethische vragen
Voor we de technologie volop inzetten, moeten we eerst nog enkele ethische vragen beantwoorden, denkt professor Matthijs. “De technologie evolueert helaas zo snel dat we als maatschappij nog niet weten of we er klaar voor zijn. We zullen gaandeweg steeds beter kunnen voorspellen of iemand bijvoorbeeld drager is van een zeldzame ziekte. Maar willen we dat allemaal wel weten? Wat gaan we daadwerkelijk doen met deze technologie?” Het is ook maar de vraag of het wenselijk is dat bijvoorbeeld verzekeringsmaatschappijen en werkgevers genoomsequenties kunnen inkijken.

Gert Matthijs (KU Leuven):
Er is een wedloop aan de gang onder bedrijven om de technologie betaalbaar te maken

 °

Verschil in pijn heeft genetische basis

10 maart 2010

Berber Rouwé

Verschillen in pijnbeleving kunnen een genetische oorzaak hebben. Onderzoekers hebben bij proefpersonen diverse variaties van een gen, SCN9A gevonden. Hoe intens iemand pijn beleeft, blijkt af te hangen van welke variant SCN9A hij of zij heeft.Ze schrijven dat deze week in de Proceedings of the National Academy of Sciences (Early Edition)

Het SCN9A-gen codeert voor een eiwit dat veel voorkomt in zenuwcellen. Er waren al mutaties in het gen bekend die leiden tot zware pijnaanvallen, en andere waardoor iemand nooit en te nimmer pijn voelt. Onderzoekers uit onder andere Amerika en Nederland vonden nu ook mildere afwijkingen van het gen: single nucleotide polymorfisms (SNP). Dat zijn veranderingen van één DNA-base in het gen die veel voorkomen onder de algemene bevolking.

Bijna zeshonderd patiënten met osteoarthritis – zere, versleten gewrichten – gaven met behulp van een vragenlijst aan hoeveel pijn ze hadden. Ook werden honderd Denen onderzocht die fantoompijn hadden na amputatie van een arm of been en bijna tweehonderd Finnen met ischias. Dat is een veel voorkomende vorm van lage rugpijn, waarbij de rugzenuw bekneld is. De onderzoekers vonden een SNP waarvan de ene variant, A, vaak voorkwam bij mensen die veel pijn ervoeren. De andere variant, G, was vooral te vinden bij mensen die minder pijn voelden.

Vervolgens werden bijna tweehonderd gezonde vrouwen aan pijnonderzoek onderworpen. Onderzoekers hielden hete voorwerpen tegen de huid van bijvoorbeeld hoofd, armen en benen, drukten hard op spieren of knelden de bloedtoevoer naar die spieren af. Opnieuw waren de proefpersonen met de A-variant van het gen degenen die de meeste pijn hadden. Ze konden vooral slecht tegen de hete voorwerpen. Daaruit concluderen de onderzoekers dat afwijkingen in het SCN9A-gen vooral gevolgen hebben voor een bepaald type zenuwen, de C-vezels. Die geven een doffe, aanhoudende pijn.

Het gen SCN9A maakt een bouwsteen voor een poortje in de buitenwand van zenuwcellen: een natriumkanaal. De kleine verschillen in de natriumkanalen van mensen die meer of minder pijn ervoeren, konden echter niet verklaren waarom die pijnbeleving zo sterk varieert. Pijnbeleving hangt ook af van iemands geslacht, hoe bang hij of zij is en hoe de omgeving reageert op de pijn.

Over HAR 1

Snelst muterende zoogdiergenen blijken betrokken bij

ontwikkeling hersenen.

http://www.technischweekblad.nl/mutanten-zijn-slimmer.75025.lynkx

door: Arjen Dijkgraaf / donderdag 17 augustus 2006

HAR18 nucleotiden maken het verschil. (beeld: www.bushorchimp.com)

Een sequentie genaamd HAR1 is vermoedelijk het onderdeel van het menselijke DNA dat tijdens de evolutie het snelst is veranderd. De precieze functie is nog onduidelijk maar HAR1 lijkt betrokken bij de ontwikkeling van de hersenschors, zo schrijven onderzoekers van de University of California (Santa Cruz) in Nature.

Algemeen wordt aangenomen dat de mens zijn/haar intelligentie aan een sterk vergrote hersenschors heeft te danken. Bij een mens is dat deel van de hersenen driemaal zo groot als bij een chimpansee. De onderzoekers hebben goede hoop dat ze nu de essentie van het verschil tussen mens en aap te pakken hebben.

HAR staat voor ‘human accelerated region’. Het DNA-fragment bestaat uit 118 basenparen. Bij een chimpansee zijn slechts twee paren anders dan bij een kip, maar HAR1 van een chimpansee verschilt op achttien punten met at van een mens. Dat verschil is er in slechts vijf miljoen jaar ingeëvolueerd.

HAR1 blijkt deel uit te maken van twee overlappende genen. Een daarvan heet HAR1F. Dit gen komt tot expressie in zogeheten Cajal-Retzius-neuronen. Tijdens de embryonale ontwikkeling geven deze speciale zenuwcellen het eiwit reeline af, dat de groei van andere neuronen stuurt en zo de gelaagde structuur van de menselijke hersenschors laat ontstaan. HAR1F en het gen dat voor reeline codeert, zijn tegelijkertijk actief. Overigens lijkt HAR1F een zogeheten RNA-gen te zijn dat alleen een regelfunctie heeft en niet voor een eiwit codeert.

De functie van het tweede gen, HAR1R, is nog onduidelijk.

bronnen:

http://news.bbc.co.uk/2/hi/health/4797257.stm

http://www.newscientist.com/article/dn9767-fastestevolving-human-gene-linked-to-brain-boost.html

zie ook

http://www.nature.com/nature/journal/v443/n7108/full/nature05113.html

http://www.nature.com/nature/journal/v443/n7108/fig_tab/nature05113_F3.html

http://www.bio.davidson.edu/COURSES/genomics/2006/henschen/Assignment1.html

http://en.wikipedia.org/wiki/Human_accelerated_region_1

http://en.wikipedia.org/wiki/Human_accelerated_regions

har1poster[1]   <—PDF

http://www.neuroscience-gateway.org/2006/060907/full/aba1680.shtml

Annotatie van het menselijk genoom

Computationele detectie van

cis-regulatorische modules Peter Van Loo /3 december 2004

Het `Human Genome Project’ heeft de volledige sequentie van het menselijk genoom ontrafeld. Deze sequentie kan slechts volledig tot zijn recht komen als zegeannoteerd wordt, als aan elk stukje DNA een specifieke functie toegeschreven kan worden. De annotatie van de genen bevindt zich in een gevorderd stadium.

De annotatie van de regulatorische gebieden, die bepalen waar, wanneer en in welke mate elk van die genen tot expressie komt, is amper begonnen.

Elke replicerende cel in ons lichaam bevat genetisch materiaal, onder de vorm van 46 chromo-somen. Elk chromosoom is een dubbelstrengige DNA-molecule, een polymeer, bestaande uit een opeenvolging van 50 tot 250 miljoen bouwblokken, basenparen genaamd. De precieze volgorde van deze basenparen in elk chromosoom bepaalt de sequentie van het menselijk genoom.

Deze is ondertussen vrijwel volledig gekend. Het ontrafelen van deze sequentie wordt algemeen beschouwd een belangrijke mijlpaal te zijn, die het begin van een nieuw tijdperk aankondigtin de geneeskunde, biologie, genetica en bio-informatica: het \postgenomisch tijdperk”.

Een sequentie op zich is echter waardeloos zonder een gepaste ANNOITATIE   (= een gedetailleerde\”inhoudstafel” die aanduidt wat elk stukje DNA\betekent”)

Annotatie van het genoom 

Het genoom bestaat essentieel uit twee delen, \hardware” en \software”.

De genen stellen de\”hardware” voor: deze coderen voor proteinen,de microscopische machines die verantwoordelijk zijn voor alles wat in de cel gebeurt.

De \software“( regulatorische genetische  opdrachten/informatie ) , die bepaalt waar, wanneer en in welke hoeveelheden elk van deze machines moet gemaakt worden, is een minstens even belangrijke component.

De annotatie van de \hardware” bevindt zich in een gevorderd stadium. De annotatie van de \”software” staat nog in de kinderschoenen.

In de praktijk zijn er zeer degelijke en veel en nuttig gebruikte, automatisch gegenereerde gen-annotaties algemeen beschikbaar, zowel van het menselijk genoom als van dat van een aantal andere soorten. Kijk bijvoorbeeld eens op         http://www.ensembl.org.

Een manuele annotatie van het menselijk genoom (die ook in sterke mate steunt op bio-informatica) vordert traag maar gestadig (zie http://vega.sanger.ac.uk)

Verklarende woordenlijst (Glossary )

Annotatie, een gedetailleerde\”inhoudstafel” die aanduidt wat elk stukje DNA\betekent (onderdelen lijstje van alle  DNA sequenties die zowel regulatorisch als eiwitcoderend  zijn …)

`Human Genome Project'(Hugo)

: internationaal sa- menwerkingsproject verantwoordelijk voor de sequentiebepaling van het menselijk genoom en de identicatie van de genen.

Expressieniveau van een gende hoeveelheid proteine(s) die gevormd wordt.

Transcriptieregulatie

: regulatie van de gevormde hoeveelheid mRNA. Een bepalende factor voor het expressieniveau van het gen.

Cis

 een sequentie in de buurt van een gen (cis), verantwoordelijk voor een concreet aspect van de transcriptieregulatie van het gen.

Transcriptiefactorbindingsplaatsen

: de onderdelen van cis

-regulatorische modules. Korte sequenties in het genoom waarop transcriptiefactoren kunnen binden en zo de transcriptie van het gen beinvloeden.

http://web.ulyssis.org/~petervl/ArtikelKVIV.pdf

HET  NUT VAN JUNK   12 augustus 2006

Junk-DNA verdient een nieuwe naam. De wetenschap beschouwde het jarenlang als onnutte ballast. Maar zonder het junk-DNA zou de mens geen mens zijn. Sander Voormolen

‘We delen bijna al onze genen met de chimpansee. Zelfs de helft van de genen van de banaan die we bij het ontbijt eten, is gelijk aan de onze. Het grote verschil zit niet zozeer in de genen, maar in hoe ze worden gereguleerd.’

Aan het woord is geneticus Marcelo Nóbrega van de University of Chicago. “Juist de niet-coderende volgordes in het DNA maken het verschil tussen de organismen.” (1)

En dat niet-coderende DNA is het junk-DNA. Ooit zo genoemd omdat het overbodig zou zijn. Nóbrega: “Evolutionair lijkt junk-DNA extreem belangrijk, belangrijker nog dan genen.”

Slechts 2 procent van het menselijk DNA bestaat uit genen, de codes voor eiwitten die de basis vormen voor de bouw en de functionele machinerie van organismen. Voor de rest zag de biochemie van 30 jaar geleden geen functie. De Japanse geneticus Suzumu Ohno noemde al dat DNA in 1972 ‘junk-DNA’. Dat sprak tot de verbeelding. Sindsdien is die term een begrip. Junk-DNA was afval tussen de genen, of zelfs parasitair. Jarenlang keek geen onderzoeker er meer naar om.

Volgens onderzoeker Maarten Fornerod van de afdeling Tumorbiologie van het Nederlands Kankerinstituut (NKI) in Amsterdam is die blinde vlek jarenlang in stand gebleven.

“De Amerikaanse wetenschapper W. Ford Doolittle schreef in 1980 bijvoorbeeld in Nature: ‘The search for other explanations may prove, if not intellectually sterile, ultimately futile’. Die uitspraak maakte enorm veel indruk”, aldus Fornerod.

Pas toen na de eeuwwisseling uit het humane genoomproject bleek dat de mens ‘slechts’ 23.000 genen had, niet veel meer dan het wormpje C. elegans, kwam er serieuze wetenschappelijke aandacht voor regelfuncties buiten de (eiwit coderende )genen.

Volgens de nieuwste inzichten is( in het ) junk-DNA(1) ( het een en ander te vinden/te ontdekken , dat )essentieel (is) voor de fijnafstelling van de genactiviteit, bevordert het snelle evolutionaire aanpassingen en is het onmisbaar voor de DNA-structuur in de celkern. En nog lang niet alles is ontdekt, laat staan begrepen.

Samen met genoomonderzoeker Bas van Steensel van het NKI publiceerde het team van Fornerod vorige week een onderzoek waaruit bleek dat een gedeelte van het junk-DNA bij het fruitvliegje essentieel is voor de juiste organisatie van het DNA in de celkern (Nature Genetics, 30 juli).

Elementen in het junk-DNA blijken te binden aan de binnenwand van de celkern.

Een deel van het junk-DNA heeft waarschijnlijk een structurele functie”, zegt Fornerod. “Dankzij de binding aan de binnenwand van de celkern kan het DNA op een bepaalde manier vouwen waardoor belangrijke delen bereikbaar zijn en alles makkelijk gereguleerd kan worden. Door deze organisatie kan bijvoorbeeld het hele genoom in een paar minuten gedupliceerd worden.”

Het onderzoek van Fornerod en Van Steensel is een van de eerste aanwijzingen dat ( een gedeelte van het ) DNA buiten de genen essentieel is bij de organisatie van het DNA in de celkern.

Hoe het precies werkt, blijft nog onduidelijk, zegt Fornerod:

“We hebben in dit DNA nog geen volgordes ontdekt die belangrijk zijn bij de binding, maar we vermoeden dat dit DNA bindt doordat inactief DNA een bepaalde compacte vouwing heeft. Die vouwing wordt herkend. Een belangrijke implicatie hiervan is dat de informatie niet in de basenvolgorde zit, zoals bij eiwitcoderende genen, maar in de structuur of lengte van het DNA.Ik denk dat junk(1) bij alle organismen met een celkern cruciaal is voor de organisatie van het DNA. Het lab van Bas van Steensel is momenteel bezig dit te onderzoeken in menselijke cellen

Daarin zijn inmiddels zelfs ultrageconserveerde gebieden gevonden. Het team van onderzoeker David Haussler van de University of California in Santa Cruz ontdekte 481 ultrageconserveerde elementen langer dan 200 basenparen (Science, 28 mei 2004).

In die volgorden bleek tussen mens, rat, muis, kip en hond in de loop van tientallen miljoenen jaren evolutie haast geen letter veranderd.

Van de meeste geconserveerde stukken hebben wetenschappers echter nog geen idee wat de functie is. Nóbrega werkt mee aan een groot project, Encode geheten, waarin 30 miljoen geconserveerde segmenten zijn geïdentificeerd die buiten de genen liggen.

“Het doel is om aan ieder segment een functie toe te wijzen. Geen eenvoudige taak, want we hebben nog geen goede methoden om dat te doen.”

Een andere methode om functioneel junk-DNA te ontdekken is door te kijken naar welke delen van het DNA in RNA worden vertaald: de RNA-genen.

Onderzoekers onder leiding van Tom Gingeras van het Amerikaanse DNA-identificatiebedrijf Affymetrix inventariseerden voor tien menselijke chromosomen alle stukjes RNA langer dan 5 basenparen Science, 20 mei 2005). Meer dan de helft van de gevonden RNA’s hoorde niet bij (een)eiwitcoderende genen. Ze moeten dus van junk-DNA afkomstig zijn. Dat betekent dat deze zogenoemde Transcripts of Unknown Function (TUF’s)in het genoom even talrijk zijn als eiwitcoderende genen.

Nóbrega is er nog altijd van onder de indruk:

“Een deel van dat RNA is ongetwijfeld per ongeluk gemaakt. Het wordt weer snel door de cel afgebroken, maar er is ongetwijfeld ook heel veel RNA bij met een functie. Welke taken het heeft, daarnaar kunnen we nu alleen nog maar gissen.”

De Australische geneticus John Mattick van de University of Queensland schrijft in een commentaar (European Journal of Human Genetics, 22 juni 2005):

Er rijst een beeld op van het menselijk genoom, waarbij het niet langer een lege woestijn is met hier en daar wat eiwitproducerende eilandjes, maar een complex netwerk van verweven actieve elementen die zich uitstrekken over een groot deel van het genoom, inclusief de regio’s tussen de genen die voorheen als inactief werden beschouwd.’

Volgens Mattick is het repertoire aan TUF’s mogelijk nog veel groter omdat heel kleine RNA’s, zoals microRNA’s waarvan er al duizend zijn gevonden bij de mens, met de techniek van Gingeras niet worden gedetecteerd. Daarnaast blijkt dat de RNA’s ook nog verschillen per celtype, Gingeras testte in het onderzoek slechts acht cellijnen.

Hoe lang dit onderzoek naar het onbekende DNA gaat duren? Ik ben geen profeet, maar ik denk dat het nog vijftig tot honderd jaar duurt voordat we dat allemaal hebben ontrafeld. Collega’s vinden dat veel te kort en noemen mij een optimist. Het lijkt een hopeloze onderneming, maar we weten hoe het met het humane genoomproject is verlopen. Technische vooruitgang kan de zaak enorm versnellen. Het ontcijferen van het eerste menselijke genoom duurde 15 tot 20 jaar; nu kan het in enkele weken.”

De uitkomst van het experiment lijkt in tegenspraak met de bewering van Nóbrega dat junk heel belangrijk is.

Maar ook volgens deze Braziliaan kan niet al het junk-DNA ongestraft worden verwijderd. “Dat leidt vast tot genoominstabiliteit. Zelfs de gebieden die we nu als echte junk beschouwen hebben hun nut omdat ze een fysieke barrière vormen tussen verschillende genen. Als je die weghaalt heeft dat consequenties, want genen die dan naast elkaar komen te liggen gaan elkaar beïnvloeden, met onvoorspelbare afloop.”

Op grond van Nóbrega’s experiment denkt ook Maarten Fornerod dat veel junk-DNA overtollig is:

“De mens heeft nog altijd tien keer meer junk dan bijvoorbeeld het fruitvliegje. Ik denk dat we grote stukken junk-DNA kunnen missen, maar niet alles. Je moet je de globale opbouw van junk-DNA voorstellen als de structuur van een boom. Als je er een grote tak afzaagt, blijft het nog steeds een boom, totdat je te veel takken verwijdert.”

Dat sluit aan bij de ideeën van Tom Gingeras die zegt dat de vorm van RNA’s afkomstig van niet-eiwitcoderende genen veel belangrijker is voor hun functie dan de precieze basenvolgorde.

Met hun lussen, rechte stukken en uitstulpingen kunnen micro-RNA’s van 20 basenparen lengte dezelfde taken uitvoeren als een eiwit van 100 aminozuren, schrijft Gingeras in een overzichtsartikel in Cell (30 juni) .

Omdat de baseparen niet zo belangrijk zijn als de vorm, is de functie van deze genen voor micro-RNA’s dus veel ongevoeliger voor mutaties.

Misschien moeten we de criteria waarmee we bepalen of genen evolutionair geconserveerd zijn herdefiniëren”, zegt Gingeras.

Hij wil er maar mee aangeven dat de grenzen van wat er mogelijk betekenis kan hebben in het junk-DNA nog lang niet in beeld zijn. Een paar maanden geleden werd er zelfs nog een geheel nieuwe klasse RNA’s ontdekt, de zogeheten piRNA’s, die alomtegenwoordig blijken te zijn (Nature, 4 juni).

Onderzoekers John Fondon en Harold Garner die op zoek waren naar de genetische oorzaak van een verschillend uiterlijk van hondenrassen vonden tussen de rassen geen noemenswaardige verschillen in zeventien genen waarvan bekend was dat zij betrokken zijn bij de lichaamsbouw (PNAS, 28 december 2004) .

Echter in het junk-DNA in de omgeving van die genen waren wel duidelijke verschillen te zien. De lengte van het repeterende DNA rond het Runx-2-gen had een sterke correlatie met de snuitlengte. Fondon en Garner concludeerden dat de variatie in het junk-DNA hier op zijn minst deels verantwoordelijk was voor de verschillen in uiterlijk tussen hondenrassen.

En zelfs het gedrag van zoogdieren wordt bepaald door junk, beweren de Amerikaanse onderzoekers Elizabeth Hammock en Larry Young (Science, 10 juni 2005). Ze fokten twee groepen prairiewoelmuizen, de een met een kort stuk junk rond het avpr1a-gen, de ander met een lang. Muizen met een lang stuk junk bleken veel meer vasopressinereceptoren te hebben, een hormoon dat in de hersenen betrokken is bij sociaal gedrag en zorg voor de jongen. Mannetjes van deze muizen besteedden meer zorg aan hun nageslacht en benaderden vreemde dieren sneller. Kortom, het verlengde stukje junk maakte hen socialer.

En interessant is, zo merkten Hammock en Young op, dat van alle mensapen alleen bonobo’s en mensen zo’n zelfde junk-verlenging van het avpr1a-gen kennen.

Genoomonderzoeker Wojciech Makalowski moet van dit onderzoek niet veel van hebben. “Het is een oversimplificatie. Sociaal gedrag ontstaat door een combinatie van genen en omgevingsinvloeden. Je kunt je daarom afvragen of dit onderzoeksresultaat algemeen geldt. Het lijkt mij een vrij unieke situatie.”

Toch houden veel onderzoekers het voor mogelijk dat gedragsverschillen voortkomen uit het voormalige junk.

Volgens Fornerod speelde junk DNA mogelijk een vooraanstaande rol bij het ontstaan van het leven.

“De eerste functie van DNA was een structurele functie, pas daarna kwam de eiwitcode. Dat is een heel controversiële gedachte, want de meeste mensen denken bij het vroege leven aan bacteriën en die hebben nou juist geen junk DNA. Daarom denken velen dat junk DNA een late uitvinding is in de evolutie, maar dat geloof ik niet.

Bacteriën zijn in veel opzichten geavanceerder dan hogere organismen, zeker hun stofwisseling is vele malen efficiënter. Zij hebben de junk eruit gegooid. Hogere organismen kunnen wegkomen met een grote hoeveelheid junk omdat efficiëntie bij hen niet de hoogste prioriteit heeft. Ze hebben ook nog meer primitieve kenmerken, zoals heel veel regulatie door middel van RNA. Dat sluit aan bij de hypothese dat het leven met een RNA-wereld begonnen is.”

Junk-DNA komt in drie soorten

Junk-DNA heeft structuur. De betekenis ervan ligt echter niet onmiddellijk voor de hand. Vanwege dat schimmige karakter heeft dit DNA ook het predikaat ‘donkere materie van het genoom’ gekregen.

Ongeveer de helft van het menselijk DNA bestaat uit zichzelf herhalende volgordes van basenparen, zogeheten repetitieve elementen. Daartoe behoort ook het zogeheten satelliet-DNA, korte zich herhalende elementen die monotoon achter elkaar geschakeld zijn (tandem repeats). Afhankelijk van de lengte van de fragmentjes krijgt het de naam micro-, mini-, of macrosatelliet.

Een andere klasse van repetitieve elementen zijn de zogeheten transposons, stukjes DNA die zich willekeurig door het genoom verplaatsen . In totaal zijn er wel 500 soorten transposons in het menselijk genoom. De talrijkste zijn het L1-element (100.000 kopieën) en het Alu-elementen (met naar schatting wel 500.000 tot 900.000 duplicaten).

In het DNA liggen ook zo’n 20.000 pseudogenen; oude genen die in de loop van de evolutie gedegradeerd zijn en geen eiwitten meer produceren.

De rest van het junk-DNA bestaat uit willekeurige DNA-volgordes waarin geen duidelijk patroon te ontdekken is. Dit wordt ‘uniek DNA’ genoemd, omdat het nergens in het genoom equivalenten heeft. Hierin liggen ook de genen van het niet-coderende RNA, zoals microRNA’s. Het grootste deel van dit uniek DNA bestaat waarschijnlijk uit ‘kruimels’ van de genoomevolutie, waarvan de oorsprong niet meer is te herleiden.

De rol van RNA en Junk-dna in de cel

De klassieke genetica leert dat de erfelijke informatie is gecodeerd in genen in het DNA. In een gen bevat de volgorde van de basenparen (aangeduid met de letters A, T, C en G) bevat de informatie voor de synthese van eiwitten. De code van het gen wordt afgelezen en omgezet in boodschapper-RNA (mRNA). Dat molecuul verhuist uit de celkern (waar het DNA ligt) naar de plaats in de cel waar de eiwitsynthese plaatsvindt. De basenvolgorde in het mRNA wordt vervolgens vertaald naar de aminozuurketen in een eiwit. Elke combinatie van drie ‘letters’ in het mRNA staat voor één bepaald aminozuur in de eiwitketen. De tienduizenden verschillende eiwitten kunnen in de cel bouwsteen, boodschappermolecuul en enzym zijn.

Niet in iedere cel en op elk moment zijn alle genen actief. In levercellen staan heel andere genen ‘aan’ dan bijvoorbeeld in hartspiercellen. Vlak voor ieder gen zit een promotor die bepaalt of een gen wel of niet aanstaat. Het activiteitenpatroon van de genen in verschillende cellen blijkt nu vooral gereguleerd te worden door elementen in het junk-DNA. Dat gaat via een een nieuw soort genetica, waarbij ruimtelijke structuren en de plaats in het genoom van stukken junk-DNA belangrijker zijn dan de precieze code.

(1)

maar dat betekent niet dat alle ( vroeger )-zogenaamde junk DNA-sequenties (= het totaal aan niet- eiwitcoderend gedeelte van het genoom ) bestaat uit “regulatoire ” of zelfs alleen maar bestaat uit nuttige (functionele )gedeelten : dat weten we doodeenvoudig (nog) niet : het is met andere woorden ongeoorloofde “extrapolatie “en vooral “conclusion jumping” zoals de creationisten àla PBorger dat doen

GENEN GEVONDEN DIE LENGTE BEPALEN
 

President Joesjenko van Oekraïne verwelkomt de langste man -volgens het Guiness Book of Records- van de wereld, de Oekraïner Leonid Stadnik (Foto AFP)8 april 2008
http://www.nrc.nl/wetenschap/article1874377.ece/Genen_gevonden_die_lengte_bepalenZeker dertig genen hebben invloed op de groei in de lengte. Waarschijnlijk zijn het er nog veel meer. Dat blijkt uit publicaties van drie onderzoeksgroepen, afgelopen zondag in het tijdschrift Nature Genetics. Zij rapporteerden afzonderlijk over hun speurtocht naar groeigenen.
Een Brits samenwerkingsverband dat het DNA van 30.000 mensen onderzocht, vond 20 mogelijke plaatsen op het DNA, met mogelijk de bijbehorende lengtegroeigenen. Een IJslands consortium, waarin ook onderzoekers van de Radboud Universiteit in Nijmegen deelnemen, vond er 27, waarvan er drie al eerder waren gevonden. En een hoofdzakelijk Amerikaanse groep vond 12 plaatsen op het DNA, waarvan er twee al bekend waren. Bij elkaar zijn het 44 nieuwe genvarianten, waarbij van enige overlap sprake is.Samen verklaren ze naar schatting nog geen tien procent van de variatie in de lengte van mensen, maar met die drie publicaties is wel in één klap het aantal bekende genen dat de lengtegroei beïnvloedt met tientallen toegenomen. In de genetische leerboeken is de lengte al bijna een eeuw hét voorbeeld van een eigenschap die door veel genen wordt beïnvloed. Geneticus R.A. Fisher postuleerde dat in 1918. Maar van de genen die de variatie rond de normale lengte ‘verzorgen’, waren er de afgelopen tien jaar maar een paar gevonden.Dat kwam doordat al die genen maar een heel kleine invloed hebben. Hoe klein, laat de Britse groep bijvoorbeeld zien. Zij namen bijna 30 genvarianten en stelden vast dat mensen die meer dan 16 ‘lengtebevorderende’ varianten hadden gemiddeld 3,5 centimeter langer waren dan de mensen met minder dan acht van die ‘verlengende’ varianten.Dat de lengte niet helemaal genetisch is bepaald, is te zien aan de snel toegenomen gemiddelde lengte van volwassenen in de meeste Westerse landen. Volwassen Nederlanders zijn gemiddeld steeds 1,3 centimeter langer dan hun leeftijdgenoten van tien jaar eerder. Zo was het de afgelopen halve eeuw. Er zijn de eerste tekenen dat de groei wat vertraagt. Die toename kan nooit door genetische veranderingen komen, want genetische eigenschappen veranderen over perioden van honderden, meestal van tienduizenden jaren, niet van de ene op de andere generatie. De toename komt waarschijnlijk door betere voeding en minder infectieziekten
ONSTEKINGREMMER HELP AAN ROOK BLOOTGESTELDE MUIZEN
Broer Scholtens
23 december 2008-
Rokende muizen kunnen worden beschermd tegen longziekten als longemfyseem, blijkt uit onderzoek van longartsen van het ziekenhuis van de Johns Hopkins University in Baltimore.Ze gaven een ontstekingsremmend stofje aan muizen die werden blootgesteld aan sigarettenrook, vanaf een leeftijd van tien weken zes maanden achtereen, vijf uur per dag, vijf dagen in de week.Het aantal muizen met longemfyseem en met hartaandoeningen in deze groep was na zes maanden veel lager dan in een controlegroep van muizen die het stofje niet had gekregen, schrijven de onderzoekers in de Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) van deze week. ‘Een mogelijk aanknopingspunt voor een medicijn tegen longemfyseem’, suggereren de onderzoekers.Longemfyseem is een progressieve aandoening waarbij longweefsel beschadigd raakt en patiënten steeds slechter kunnen ademhalen. Roken is een belangrijke veroorzaker van de ziekte; 80 tot 90 procent van de patiënten heeft gerookt, of rookt.Uit onderzoek blijkt dat stoffen in sigarettenrook oxidatieve schade veroorzaken, waardoor ondermeer een bepaald gen – Nrf2 – defect raakt. Hierdoor wordt een specifiek eiwit niet meer geproduceerd. Dit eiwit speelt een regelende rol bij het herstel van dna-schade.Het stofje dat Amerikaanse onderzoekers hebben gebruikt om rookschade te compenseren – CDDO-imidazole – stimuleert de Nrf2-productie, via een reeks biochemische reacties.url: http://www.volkskrant.nl/wetenschap/article1112880.ece/Ontstekingsremmer_helpt_rokende_muis
°
Onderzoekers vinden bijzondere klasse genen
Ben van Raaij  02 februari 2009
http://www.volkskrant.nl/wetenschap/article1142215.ece/Onderzoekers_vinden_bijzondere_klasse_genen
Amerikaanse onderzoekers hebben in het dna van zoogdieren een nieuwe klasse genen ontdekt. Ze coderen niet voor eiwitten maar fungeren als rna-moleculen.
De onderzoekers beschrijven hun vondst in de online editie van het tijdschrift
Nature (1 februari).
De nieuwe genen, die duizenden dna-letters (basen) lang zijn, lijken bij alle zoogdieren voor te komen.
Ze spelen vermoedelijk een cruciale regulerende rol bij gezondheid en ziekte (waaronder kanker).
‘Gewone’ genen coderen voor RNA , dat op zijn beurt wordt omgezet in eiwitten, die weer allerlei functies vervullen in de cel.
Van zulke genen hebben zoogdieren er circa twintigduizend.
Sommige genen maken echter functioneel RNA  aan dat niet in eiwit wordt omgezet, bijvoorbeeld   MICRO-RNA’s
Van zulke niet-coderende genen waren er tot nu toe enkele bekend, die als “afwijkingen” werden beschouwd.
De Nature-auteurs, van het Broad Institute van Harvard en MIT en het Beth Israel Deaconess Medical Centre van Harvard, hebben nu ontdekt dat het om een veel grotere groep genen gaat.
De onderzoekers kwamen de nieuwe genen op het spoor door bij muizencellen te kijken naar epigenetische aanwijzingen.
Ze zochten naar gebiedjes in het DNA die dezelfde chromatinepatronen vertoonden als coderende genen, maar toch niet voor eiwitten codeerden.
Zo identificeerden ze bijna 1600 van deze ‘lincRNA’s’.
De genen komen in vrijwel identieke vorm ook bij andere zoogdieren voor, wat volgens de onderzoekers suggereert dat ze belangrijke functies vervullen bij het regelen van celprocessen.
Het gaat onder meer om celvermeerdering, immuunsignaalprocessen en de instandhouding van stamcellen.

°

Nieuwe genen wachten op ontdekking

http://www.kennislink.nl/publicaties/nieuwe-genen-wachten-op-ontdekking

dinsdag 12 april 2011 door

Welk gen doet wat? Meestal komen we daar pas achter wanneer het gen stuk is en we vervolgens kunnen zien wat er aan een persoon mankeert. Maar de meest essentiële genen, die noodzakelijk zijn om te leven, vind je niet op die manier. Geneticus Charles Boone hoopt ze met een nieuwe onderzoeksmethode alsnog te ontdekken.

Dna

Met DNA-onderzoek kunnen we momenteel maar een deel van onze genen ontdekken.

Het menselijk DNA bevat meer dan 20.000 genen die verantwoordelijk zijn voor het bouwen en in leven houden van ons lichaam. We zijn vooral bekend met de genen die, als ze stuk zijn, ons ziek kunnen maken. Patiënten met de spierziekte van Duchenne, bijvoorbeeld, hebben een afwijking in een bepaald gen. Bij nadere inspectie bleek dat gen voor de aanmaak van dystrofine te zorgen, wat belangrijk is voor een goede spiergroei.

Nu hebben Canadese, Amerikaanse en Zweedse wetenschappers een nieuwe methode ontwikkeld om andere, nog belangrijkere genen te ontdekken. Deze genen heb je nodig om überhaupt in leven te blijven. Zulke essentiële genen blijven meestal onzichtbaar omdat mensen met ernstige defecten aan deze genen niet eens worden geboren. De onderzoekers, onder leiding van Charles Boone, beschrijven hun nieuwe ontdekkingsmethode in het blad Nature Biotechnology.

Behulpzaamgist

Gistcellen lijken vreemd genoeg best veel op mensen. Althans, als het gaat om energiehuishouding.

Aanvankelijk is deze methode net zoals alle anderen: Boone wil genen uitschakelen waarvan hij denkt dat ze belangrijk zijn. Het verschil is dat Boone de cellen waarvan hij de genen onderzoekt – gistcellen in dit geval – eerst zonder defect laat opgroeien, zodat hij ze makkelijker kan bestuderen. Dan, op elk gewenst moment, kan Boone het gen dat hij wil onderzoeken in één keer uitschakelen; en dan maar kijken wat er gebeurt.

Boone heeft zo’n 800 verschillende genen in het vizier, waarvan hij denkt dat ze essentieel zijn. Hij kan elk gen van de gistcel afzonderlijk uitschakelen door precies rondom dat ene gen een schakelaar voor warmte in te bouwen. Op kamertemperatuur, in Boone’s lab een nogal zomerse 26° C, laat deze schakelaar het beoogde gen zijn gang gaan; maar wanneer Boone de boel opwarmt naar 32° C, stopt het gen met werken.

Tot dusver heeft Boone nog geen nieuwe essentiële genen in het gist-DNA of dat van ons ontdekt. Hij verwacht dat met deze methode, die voor iedereen beschikbaar is, gauw nieuwe resultaten zullen volgen

Menselijke   GENETISCHE   AANLEG ( en variatie )  voor bepaalde  ziekten  en  voor  mogelijk   succes  bij toepassing van   bepaalde  therapieen 

NIEUWE GENEN ONTDEKT 

°

7 september 2009  

Drie nieuwe Alzheimergenen gevonden

APOE was lange tijd het enige gen dat in verband werd gebracht met de ziekte van Alzheimer. Dankzij een groots opgezet Europees onderzoek, waaraan 25 onderzoeksteams meewerkten, komen daar nu drie genen bij. Het gaat om CLU, CR1 en PICALM. De vondst van deze genen is belangrijk voor verder onderzoek op het gebied van Alzheimer en het ontwikkelen van een behandeling tegen de ziekte.

De ziekte van Alzheimer is wereldwijd de meest voorkomende vorm van dementie. Zo’n zes miljoen Europeanen (met name ouderen) lijden op dit moment aan Alzheimer en volgens voorspellingen zal dit aantal in 2040 zijn opgelopen tot elf miljoen. In de hersenen van een patiënt met Alzheimer vinden twee belangrijke veranderingen plaats. Tau-eiwitten hopen zich op binnen de hersencellen en plaques van het eiwit amyloïd-bèta zetten zich af tussen de cellen. De ziekte is in grote mate (60 tot 80 procent) erfelijk bepaald, maar is zo complex dat alleen APOE tot nu toe als verantwoordelijk gen is geïdentificeerd.

Alzheimer

Microscopisch beeld van Alzheimer. De langgerekte, driehoekige structuren zijn hersencellen met ophopingen van Tau-eiwit. De grote, ronde bollen tussen deze cellen zijn afzettingen van het eiwit amyloïd-bèta. KGH, Wikimedia Commons

Zeldzame Alzheimer

Er bestaat een zeldzame vorm van Alzheimer, waarbij de ziekte al op jongere leeftijd (voor 60 jaar) de kop op steekt. Deze vorm is beter onderzocht dan zijn veelvoorkomende broertje, omdat hij genetisch een stuk eenvoudiger in elkaar zit. Er zijn drie genen die bij de zeldzame vorm een belangrijke rol spelen namelijk APP, PS1 en PS2. Een mutatie in één van deze genen leidt tot de overproductie van amyloïd-bèta. Zulke mutaties zijn tot nu toe opgedoken in minder dan één procent van de Alzheimer gevallen. Bij de veelvoorkomende vorm van Alzheimer zijn blijkbaar andere genen belangrijk.

Verdachte locaties

Sinds 2007 is het mogelijk om het complete menselijke genoom te screenen op afwijkingen. Zulk genoombreed onderzoek is voor de ziekte van Alzheimer al verschillende keren uitgevoerd, maar steeds met minder dan 1100 proefpersonen. En dat is te weinig als je ook genen wil vinden die een kleinere rol spelen dan APOE. Twee publicaties in Nature Genetics hebben de zoektocht naar nieuwe Alzheimergenen iets groter aangepakt. Onderzoekers bekeken het genoom van bijna 6000 Alzheimerpatiënten en vergeleken het genetisch materiaal met dat van ruim 7000 gezonde controles. Hieruit kwam een aantal verdachte locaties naar voren die van belang lijken bij het ontwikkelen van de ziekte.

Deze verdachte locaties zijn vervolgens nader onderzocht met behulp van een database met informatie van nog eens 6000 Alzheimerpatiënten en bijna 6000 gezonde controles. Drie genen gaven uiteindelijk herhaaldelijk bewijs voor een associatie met de ziekte. Het gaat om CLU/APOJ op chromosoom 8, CR1 op chromosoom 1 en PICALM op chromosoom 11. Zowel APOE als de twee nieuw ontdekte genen CLU en CR1 spelen bij gezonde mensen een rol in de afbraak van het eiwit amyloïd-bèta. Normaal hebben de genen dus een beschermende functie, maar door mutatie kan deze bescherming wegvallen. Dat zorgt voor de ontwikkeling van Alzheimer.

Oude_vrouw_in_rolstoel

Alzheimer is een vorm van dementie die vooral voorkomt bij oude mensen. De vier, tot zover bekende, genen die een rol spelen in de ziekte zijn APOE, CLU, CR1 en PICALM. Toekomstig onderzoek moet nog meer Alzheimergenen aan het licht brengen.

Nieuwe aanknopingspunten

PICALM werkt op een heel andere manier. In gezonde cellen regelt dit gen het verkeer van voedingsstoffen, groeifactoren en neurotransmitters. Als PICALM muteert, loopt deze regulatie in de soep en worden er minder verbindingen tussen hersencellen (synapsen) gemaakt. Als we in staat zijn om de effecten van allevier de bekende genen te blokkeren, zou het aantal mensen dat uiteindelijk Alzheimer krijgt afnemen met 20 procent, zo denken de onderzoekers. De drie ontdekte genen bieden nieuwe aanknopingspunten om zo’n behandeling te ontwikkelen.

Een voorbeeld. Alzheimerpatiënten krijgen vaak last van ontstekingen in de hersenen. Dit werd tot nu toe altijd gezien als een secundair effect van de ziekte, maar CLU remt bij gezonde mensen de ontwikkeling van zulke ontstekingen. Als een mutatie in CLU daadwerkelijk leidt tot Alzheimer is ontsteking wellicht een primair effect van de ziekte. Het doel voor behandeling moet dan heel anders gericht zijn dan in huidig onderzoek.

Hersenen_gezond_vs_alzheimer

Vergelijking tussen gezonde hersenen (links) en hersenen van een Alzheimerpatiënt (rechts). Bij Alzheimer neemt het volume van verschillende hersendelen af en het volume van de ventrikels toe.

60.000 genetische profielen

De zoektocht naar Alzheimergenen is nog niet ten einde, want de genen die we nu hebben verklaren slechts 37 procent van alle ziektegevallen. Om de missende genen te vinden, is onderzoek nodig waarin 60.000 genetische profielen moeten worden gescreend. De onderzoeksteams die meewerkten aan de huidige publicaties zijn vervolgstudies aan het opzetten en hopen volgend jaar de zoektocht naar Alzheimergenen weer te openen.

Bronnen

  • Genome-wide association study identifies variants at CLU and PICALM associated with Alzheimer’s disease (Denise Harold e.a.), Nature Genetics, 6 september 2009.
  • Genome-wide association study identifies variants at CLU and CR1 associated with Alzheimer’s disease (Jean-Charles Lambert e.a.), Nature Genetics, 6 september 2009.

9 december 2009  

weer nieuwe genen 

Chinese wetenschappers in het tijdschrift Nature Biotechnology nieuwe genen te hebben gevonden. Die genen zijn goed voor het immuunsysteem en de reukzin, maar wat ze precies doen is nog een mysterie.

Het totale genoom van de mens, een DNA-kaart eigenlijk, werd in het jaar 2003 voor het eerst gepubliceerd, met dank aan onderzoekers van het zogenaamde Human Genome Project. Groot nieuws, want nu wisten we hoeveel genen een mens had, waar die genen zitten, en voor een groot deel wat ze doen. Sindsdien is het menselijk genoom een onmisbaar stukje gereedschap om genetische aanleg voor ziekten en andere menselijke eigenschappen op te sporen. Kleine triomf voor de wetenschap dus, dat menselijk genoom.

Darren_da_creative_photography2

Een genoom ontrafelen is voornamelijk laboratoriumwerk. Darren, DA Creative Photography, Flickr.com

Maar ondanks de triomf was het menselijk genoom nog niet compleet. De DNA-kaart was voornamelijk gebaseerd op Amerikaans DNA. En dan mis je natuurlijk wat. Daarom schatten wetenschappers dat er tot dusver 99 procent aan menselijk DNA was in kaart was gebracht. We missen dus nog een procentje.

Inmiddels proberen onderzoekers dat gat langzaam maar zeker te vullen, en deze week maken Chinese biologen een grote stap daarin. Voor de verandering spitten zij het DNA van een Aziaat en een Afrikaan door: ze vonden enkele honderden nieuwe genen. Dat schrijven de Chinezen onder leiding van Jian Wang in het vooraanstaande tijdschrift Nature Biotechnology.

De nieuwe genen blijken nieuwe erfelijke informatie te bevatten voor onder meer het immuunsysteem, de reukzin en de manier waarop het lichaam genen aan- en uitzet. Dat blijkt uit een computeranalyse, die voorspelt wat het lichaam doet als zo’n gen aangaat, en uit vergelijkingen met dierlijk DNA.

De onderzoekers denken dat de genen nuttig zijn, omdat hetzelfde soort genen vaker in de natuur voorkomen. Een behoorlijk deel van de nieuw ontdekte genen vonden de wetenschappers ook in apen. Ondanks dat het genoom van chimpansees en mensen al 2,5 miljoen jaar hun eigenlijk evolutie hadden, zijn deze genen min of meer hetzelfde gebleven. Blijkbaar was het iets waard om ze te bewaren.

Of de nieuwe genen écht belangrijke lichaamsfuncties uit kunnen voeren, hebben de Chinezen nog niet onderzocht. De wetenschappers verwachten dat wanneer de genen eenmaal onder de loep worden genomen, deze nieuwe manieren kunnen opleveren om ziekten te bestrijden. Zo weten de biologen vrij zeker dat de genen informatie bevatten over het eiwit mucine – misschien wel interessant, want mucine is in sommige gevallen gerelateerd aan kanker.

In totaal vonden de Chinezen vonden tussen de nieuwe stukjes DNA – dat waren zo’n 40 miljoen DNA-letters oftewel baseparen – maar liefst 200 nieuwe genen in het Aziatische genoom, en 155 in het Afrikaanse.

Overigens is nu nog steeds niet het volledige menselijke genoom ontrafeld. Maar: DNA analyseren wordt steeds goedkoper, en wetenschappers verwachten dat ze voor het eind van deze eeuw de grootste geheimen over onze genetische aanleg boven water krijgen.

Zie ook

Racisme en de DNA-revolutie (Kennislinkartikel)

Het genoom ontrafeld (Kennislinkartikel)

Human Genome Project (Wikipedia)

°

‘Slimheidsgen’ ontdekt

Gen verantwoordelijk voor 2,58 IQ-punten
Artikel | 17 april, 2012 –

Een grootschalig onderzoek heeft een gen blootgelegd met een meetbare invloed op de intelligentie: maximaal 2.58 IQ-punten.

Wetenschappers hebben nooit een specifiek gen gevonden dat bepaalt hoe slim iemand is. Intelligentie is afhankelijk van een combinatie van honderden genen tegelijk.

Nu heeft een internationaal team van onderzoekers het gen gevonden met de grootste invloed op het IQ en de grootte van het brein.

Op een bepaalde plek in het gen HMGA2 zorgt de DNA-letter ‘C’ voor een IQ dat 1.29 punten hoger ligt dan wanneer op die plaats de letter ‘T’ zou zitten. Iemand die van beide ouders de letter ‘C’ erft, heeft 2.58 punten meer intelligentie dan in het geval dat zijn vader en moeder hem elk de letter ‘T’ meegeven.

Eén C of T scheelt een hersenvolume van 0.58 procent, wat gemiddeld neerkomt op negen kubieke centimeter hersenweefsel.

Door naar dat volume te kijken kwam het onderzoeksteam het ‘slimheidsgen’ ook op het spoor. Ze bekeken de hersenen van ruim twintigduizend proefpersonen met een fMRI-scanner, en namen hun DNA af. Na vergelijking van de resulterende grote datasets viel de relatie op tussen de invulling van het HMGA2-gen en de grootte van het brein. In een (kleinschaligere) vervolgstudie namen Australische wetenschappers IQ-tests af bij mensen, en vergeleken die met de aanwezigheid van een C of een T op de bewuste plek in HMGA2.

Dat het gen met de grootste bijdrage – waarmee het boven de rest uitsteekt – slechts een verschil maakt van maximaal 2.58 punten, onderstreept de theorie dat een groot aantal genen samen het IQ bepaalt. Daarom waren zoveel proefpersonen nodig om het invloedrijkste gen te ontdekken.

(ea)

© thinkstock.

Gen ontdekt dat sleutelrol speelt bij spieren van baby’s


16/05/2013

(UPDATE ) Een team kinderneurologen van het Universitair Ziekenhuis Gent heeft een nieuw gen ontdekt dat instaat voor de aanmaak van ijzer-zwavelclusters in het lichaam. De ontdekking werd gepubliceerd in het vaktijdschrift Human Molecular Genetics. Hetzelfde team ontdekte eerder al drie andere genen, meldt het UZ Gent donderdag.

Twee baby’s uit eenzelfde gezin overleden kort na hun geboorte, nadat ernstige spierverslapping optrad en ze ademhalingsproblemen kregen. Ook hun hersenen bleken onvoldoende ontwikkeld. Ziekteverwekkende mutaties in het nieuw ontdekte gen bleken de oorzaak te zijn.Defect
“Uit intensief onderzoek op de spier- en huidstalen van de baby’s bleek dat hun symptomen veroorzaakt werden door een defect in de mitochondrieën”, aldus professor Rudy Van Coster. “Die mitochondrieën produceren energie in onze lichaamscellen en verbruiken daarbij zuurstofmoleculen, waardoor we in dat proces van een ademhalingsketen spreken. Die keten bestaat uit vijf eiwitcomplexen: bij de twee baby’s zaten de defecten in het eerste en tweede complex en dat is hoogst uitzonderlijk. De aanmaak van ijzer-zwavelclusters is ook gestoord bij de ziekte van Friedreich, een aandoening die vaker voorkomt.”Behandeling
De ontdekking is belangrijk, omdat ze de weg opent naar de ontwikkeling van een behandeling. “Als kinderarts zien wij dergelijke ernstige defecten bij pasgeborenen. Mildere defecten in deze genen kunnen ook op latere leeftijd bij volwassenen opduiken. Als wij het onderliggend gendefect kennen, zullen daar in de toekomst een aantal nieuwe therapieën voor kunnen toegepast worden zoals gencorrectie en gentherapie. Een klein aantal aandoeningen wordt vandaag al op deze manier behandeld.” 31 juli 2008 door

Schizofrene genen

Met een nieuwe onderzoeksmethode is voor het eerst het genetisch materiaal van 8.109 schizofrene en 44.382 gezonde mensen vergeleken. Twee groepen wetenschappers ontdekten daarbij dat schizofrenen stukjes DNA missen op drie verschillende chromosomen. Collega-onderzoekers noemen de vondst verbluffend en indrukwekkend. Het zal echter nog even duren voordat schizofrene patiënten er iets aan hebben.

Twee grote onderzoeksgroepen – SGENE en het International Schizophrenia Consortium – van meer dan 140 wetenschappers hebben ontdekt op welke chromosomen het mis gaat bij schizofrenie: nummer 1, 15 en 22. Schizofrene patiënten missen op die chromosomen een stukje DNA, zo schrijven de onderzoekers in het prestigieuze vakblad Nature. Bovendien zitten er op hun chromosomen wat meer foutjes dan bij gezonde mensen.

In totaal stonden 8.109 schizofrenen hun genetisch materiaal af, zodat de wetenschappers dat konden vergelijken met de ‘gezonde genen’ van 44.382 mensen zonder psychische aandoening. Het is voor het eerst dat er op zo’n grote schaal genetisch onderzoek is gedaan naar schizofrenie.

Bijna alle mensen hebben 46 chromosomen (23 van hun vader en 23 van hun moeder). Twee daarvan zijn uitermate beroemd: het X- en het Y-chromosoom, die ervoor zorgen of je een man of een vrouw bent. Chromosomen bestaan uit DNA: ons erfelijk materiaal. Dat DNA zit gegroepeerd in genen, die allerlei dingen in je lichaam aansturen – van de kleur van je ogen tot de aanmaak van eiwitten tot hoe je brein werkt.
Bron afbeelding: erfelijkeziekten.be

Vooral erfelijk, met een snufje omgeving

Schizofrenie is een veelvoorkomende psychische aandoening die er vaak voor zorgt dat mensen gaan hallucineren: ze krijgen een psychose waarin ze bijvoorbeeld stemmen horen of denken dat ze achtervolgd worden. Vaak verwaarlozen schizofrenen zichzelf en hebben ze moeite zich sociaal aan te passen. Of je de ziekte krijgt is voor een groot deel erfelijk bepaald: sommige wetenschappers denken wel voor 90%. Maar ook de omgeving speelt een belangrijke rol. Vaak wordt de eerste psychose – het ‘begin’ van schizofrenie – in de puberteit of vroege volwassenheid uitgelokt door grote stress.

Als we zeggen dat schizofrenie voor 90% erfelijk is, dan betekent dit dat iemand met exact die foutjes op chromosoom 1, 15 en 22 maar liefst 90% kans heeft om ook daadwerkelijk schizofreen te worden. Het kan dus gebeuren dat je wel ‘schizofrene genen’ hebt, maar nooit een stoornis ontwikkelt. Hoe het komt dat sommige mensen ‘beschermd’ zijn, is ook een onderwerp waar veel wetenschappers zich mee bezig houden.

Op genenjacht

Juist omdat genen en omgeving samen verantwoordelijk zijn voor of en hoe iemand schizofrenie krijgt, is het heel moeilijk om te bepalen welke genen bij deze ziekte betrokken zijn. Onderzoek dat genetisch materiaal van gezonde en schizofrene mensen vergelijkt was altijd bijzonder duur en tijdrovend, en daarom kon alleen bij kleine groepen proefpersonen gezocht worden naar ‘schizofrene genen’. Met de komst van een nieuwe onderzoeksmethode is dat veranderd, wat de wetenschappers van SGENE en het International Schizophrenia Consortium in staat stelde hun omvangrijke studie te doen.

Met een spectaculaire vondst als gevolg. Althans, voor de wetenschappers. Zij noemen de ontdekking van deze genetische foutjes verbluffend, indrukwekkend en enorm belangrijk. Mensen met schizofrenie hebben er echter nog niet zoveel aan. Het vinden van chromosoomfoutjes is nog maar het begin. Waarschijnlijk zijn er nog meer genen bij betrokken. Een genetische test of zelfs een medicijn voor schizofrenie blijven voorlopig toekomstmuziek.

De International Schizophrenia Consortium publiceerde haar resultaten op 30 juni 2008 in het vakblad Nature onder de titel ‘Rare chromosomal deletions and duplications increase risk of schizophrenia’. In hetzelfde nummer verscheen ook de publicatie van SGENE, getiteld ‘Large recurrent microdeletions associated with schizophrenia’.

Zie ook:

Genen en omgeving even belangrijk bij ontstaan autisme

Genetische factoren en iemands levensomgeving dragen beide ongeveer 50 procent bij aan de ontwikkeling van autisme.

4 mei 2014

Dat schrijft een consortium van Zweedse, Engelse en Amerikaanse wetenschappers deze week in JAMA.

De studie naar het ontstaan is de grootste ooit, er werden gegevens van 2 miljoen Zweedse kinderen gebruikt, waarvan er ruim 14,500 een autisme gerelateerde aandoening gediagnosticeerd kregen. De studie focuste op familieverbanden: ouders en kinderen, broers en zussen en verdere familieleden.

Het bleek dat kinderen met een broer of zus met autisme een 10 keer zo hoog risico hadden als normaal om het ook te krijgen. Een halfbroer of -zus leverde een 3 keer zo hoge kans op terwijl een neef of nicht de kans op autisme verdubbelde, zo berekenden de wetenschappers.

50 procent

In totaal bleek de kans om autisme te krijgen voor ongeveer 50 procent in de genen ligt. De rest komt door de omgeving waar iemand in opgroeit. Eerdere studie weten wel tot 90 procent van de kans aan genen, maar die waren uitgevoerd met gegeven van veel minder  mensen.

De wetenschappers splitsten de omgevingsfactoren nog op in zogenaamde ‘gedeelde’ en ‘ongedeelde’ factoren. De eerste omvat factoren die voor alle familieleden gelijk zijn, zoals de sociaal-economische status van het gezin, terwijl de tweede unieke eigenschappen als medicijngebruik of complicaties bij de geboorte beschrijven.

Het bleek dat vooral de laatste belangrijk waren voor het ontwikkelen van autisme.

Maar welke factoren het precies zijn, daar konden de onderzoekers nog geen uitspraken over doen.

 

Door: NU.nl/Hidde Boersma

AUTISME.docx (1 MB) 
Jared Edward Reser. Conceptualizing the autism spectrum in terms of natural selection and behavioral ecology: The solitary forager hypothesis.Evolutionary Psychology, 2011; 9 (2): 207-238
°

© thinkstock.

Er is nieuwe hoop voor mensen die lijden aan migraine. Wetenschappers hebben een gen ontdekt dat betrokken is bij de pijnlijke aanvallen. Dat zou kunnen leiden tot nieuwe en betere behandelingen voor de vrouwen (een op vier) en mannen (een op twaalf) die te maken hebben met de kloppende hoofdpijn.

De Amerikaanse wetenschappers ontdekten het gen eerst na de studie van twee families met migrainelijders, waardoor ze een gemeenschappelijke genetische fout konden blootleggen. Om na te gaan of dat gen inderdaad de sleutel tot migraine is, voerde het team een onderzoek uit bij muizen met dezelfde genetische fout.Symptomen
“Natuurlijk kunnen we hoofdpijn bij muizen niet meten, maar er zijn andere symptomen van migraine die we wel kunnen blootleggen”, zei onderzoeksleider Louis Ptácek van de University of California. Zo bleken de muizen erg gevoelig te zijn voor pijn, aanrakingen, geluid en licht.
Daarnaast maakte de genetische fout hen ook vatbaarder voor een breinpatroon dat gelinkt is aan geflikker of andere visuele problemen die voorafgaan aan migraine. Medicijnen tegen de aandoening verzachtten dan weer de symptomen van de muizen.Zwarte doos
Volgens professor Ptácek moet nu onderzocht worden hoe de fout in het gen ‘casein kinase I delta’ de migraines uitlokt. Dat zou tot betere behandelingen kunnen leiden. “De bestaande medicijnen helpen slechts enkele patiënten, slechts af en toe. Dit is het eerste gen waarvan aangetoond is dat mutaties kunnen leiden tot migraine. Het is onze eerste blik in een zwarte doos die we nog niet begrijpen”, aldus de onderzoeksleider.De resultaten van het onderzoek staan te lezen in het vakblad ‘Science Translational Medicine’.

“Migraine al jarenlang verkeerd aangepakt”

Onderzoekers van het Nederlands Kanker Instituut – Antoni van Leeuwenhoek Ziekenhuis (NKI-AVL) hebben vijf nieuwe genen gevonden die een rol spelen bij het ontstaan van kanker. Het onderzoek is uitgevoerd met de RNA-interferentie techniek en is vandaag gepubliceerd in Nature. De techniek zal op termijn een belangrijke bijdrage kunnen leveren aan het begrip van de moleculaire oorzaak van kanker.

Bij het zoeken naar nieuwe genen die betrokken zijn bij het ontstaan van kanker hebben onderzoekers van het NKI-AVL voor het eerst een grootschalig RNA-interferentie onderzoek uitgevoerd op 8000 zoogdiercellen.

Het mechanisme achter RNA-interferentie

Snelle techniek

RNAinterferentie (RNAi) is een snelle techniek die in 2002 door het NKI-AVL geïntroduceerd werd. Met deze methode kunnen genen langdurig onderdrukt worden. In 1990 is deze techniek voor het eerst in planten toegepast en later, in 1998, ook in wormen. Hoe werkt RNAi?

Een stukje dubbelstrengs RNA – een zogenaamde RNAi vector – wordt de cel ingebracht. Na binnenkomst in de cel knipt een enzym (DICER) deze RNAi vector in een aantal kortere stukjes RNA (siRNAs). Deze stukjes siRNA vormen samen met eiwitten grote complexen (RISCs) waarna de stukjes RNA zich ontvouwen. De zo ontstane enkelstrengs stukjes RNA passen precies op een stukje doel RNA. Vervolgens kan het doel RNA afgebroken worden door een ander enzymcomplex. Het uiteindelijke resultaat is dat het RNA onschadelijk is gemaakt en het bijbehorende eiwit niet meer gevormd wordt. Oftewel het gen is uitgeschakeld.

De onderzoekers van het NKI-AVL hebben 24.000 RNAi-vectoren gemaakt. Met behulp van deze collectie kan de activiteit van 8000 genen worden onderdrukt. Door het uitschakelen van de genen kan de functie ervan worden bepaald. Deze methode – gen knock-out genoemd – wordt vaak toegepast in muizen. Willekeurig worden mutaties aangebracht in genen. Daarna bekijkt men wat er aan de muis veranderd is. Als deze mutant-muis een veel te hoog suikergehalte in het bloed heeft, dan is hoogstwaarschijnlijk het gen voor insuline uitgeschakeld.

P53-route

Met het onderzoek zijn vijf nieuwe genen gevonden die actief zijn in de p-53 route. Deze route is van belang in het ontstaan van kanker omdat in de helft van alle kankergevallen het p53 gen gemuteerd is. Het eiwit wat ontstaat uit het p53-gen heeft een aantal belangrijke functies in de cel. Als het DNA in de cel beschadigd raakt door bijvoorbeeld UV-straling zorgt p53 ervoor dat de celdeling even stopt. Hierdoor krijgt de cel meer tijd om het beschadigde DNA te herstellen. Als dit niet mogelijk blijkt krijgt de cel een signaal om zelfmoord te plegen (apoptose), ook door toedoen van p53. Als p53 niet meer goed werkt kunnen de beschadigingen in het DNA niet gerepareerd worden en kunnen de cellen ook geen zelfmoord meer plegen. De cellen gaan ongeremd delen, en het aantal mutaties neemt toe, met kanker als gevolg.

In de toekomst zullen er met behulp van deze revolutionaire techniek nog veel meer genen kunnen worden opgespoord die betrokken zijn bij kanker. Naast de p53-route zijn er namelijk nog veel meer routes die een rol spelen bij het ontstaan van kanker. Ook kan de techniek van belang zijn bij het zoeken naar nieuwe behandelingsmethoden voor kanker.

Zie ook:

 

26 maart 2004  

NKI ontdekt vijf kankergenen met RNAi-methode

Onderzoekers van het NKI in Amsterdam hebben voor het eerst een grootschalig RNA-interferentie onderzoek uitgevoerd op menselijke cellen.

Bij het onderzoek werden vijf nieuwe genen geïdentificeerd die een rol spelen in de p53-route ( Nature, 25 maart). De p53-route is een belangrijke route voor kanker aangezien het p53-gen in de helft van alle vormen van kanker is gemuteerd. Het NKI beschikte al sinds een paar maanden over een RNAicollectie van 24.000 RNAi-vectoren. Daarmee kan de activiteit van 8000 menselijke genen worden onderdrukt. De 8000 genen zijn vantevoren op bepaalde kenmerken geselecteerd. De functie van deze genen is niet precies bekend, maar het gaat specifiek om genen uit genfamilies die betrokken zijn bij celdeling, het ontstaan van kanker en vele andere ziekten.

De onderdrukking van genexpressie gebeurt doordat een een RNAi-vector een stukje dubbelstrengs RNA produceert, dat specifiek bindt aan het mRNA van een bepaald eiwit. Op deze manier kan dit eiwit nauwelijks meer worden gemaakt. Er zijn drie RNAi- stukjes per gen in de collectie aanwezig om de kans te vergroten dat een gen daadwerkelijk wordt uitgeschakeld.

Projectleider Roderick Bijersbergen: ‘Een collectie van 8000 genen is relatief klein en weinig complex. Het identificeren van kankergenen kan nu veel sneller gebeuren. Vroeger wisten we helemaal niet waar we moesten zoeken, toen moesten we twee miljoen varianten testen om een gen te vinden.’ Er zijn op die ‘ouderwetse’ manier al een aantal componenten van de p53 route ontdekt. Maar daar hebben honderden onderzoekers meer dan twintig jaar onderzoek voor moeten doen. Nu worden vijf genen ontdekt door één onderzoeksgroep in enkele maanden.

‘De toepassing van RNAi geeft nu direct de mogelijkheid om te kijken naar de gevolgen van het verlies van een gen, een proces dat veel voorkomt bij kanker en andere ziekten’, aldus Beijersbergen. Met de vector-collectie als basis zijn de onderzoekers nu voor het eerst aan de slag gegaan. De vectoren zijn ingebracht in menselijke cellen. Die werden vervolgens opgekweekt. Er werd een functionele screen gedaan waarbij cellijnen konden worden geïdentificeerd waarbij de p53 route niet goed functioneerde. Op basis daarvan werden vijf genen gevonden die bij deze route betrokken zijn.

Beijersbergen:‘Het mooie van dit snelle systeem is ook dat met het uitschakelen van genen direct eiwitten worden gevonden die als mogelijke targets kunnen worden gebruikt voor medicijn-ontwikkeling’. Dit is nog maar het begin van een grote reeks onderzoeken naar allerlei verschillende routes in menselijke cellen. ‘Met deze RNAi vector -library kunnen we onderzoek doen naar veel systemen’, zegt Beijersbergen. ‘We kunnen kijken naar genen die betrokken zijn bij de reparatie van DNA na een mutatie. Een ander onderzoek is het identificeren van genen die de gevoeligheid of ongevoeligheid voor chemotherapie bepalen. Ook dit soort onderzoek is met deze nieuwe techniek in een paar maanden te doen.’

Het principe van genonderdrukking door RNAi werd in 1998 ontdekt in C. elegans. In 2001 werd het ook mogelijk deze techniek toe te passen bij zoogdiercellen. Maar daarmee kon echter alleen voor korte tijd de expressie worden onderdrukt. Onderzoekers van het NKI ontwikkelden toen de nu toegepaste techniek waarmee genen langdurig kunnen worden onderdrukt. Hierbij wordt de genactiviteit niet helemaal stilgelegd, maar voor 80 tot 90 procent onderdrukt. Zo kunnen ook mutaties onderzocht worden die anders zouden leiden tot de dood van een cel.

 

 

woensdag 25 augustus 2004

NKI-AVL ontdekt gen dat uitzaaiingen veroorzaakt

Onderzoekers van het het Nederlands Kanker Instituut – Antoni van Leeuwenhoek Ziekenhuis (NKI-AVL) hebben ontdekt dat het TkrB-gen één van de boosdoeners is bij de uitzaaiing van kwaadaardige tumoren

TrkB, een gen dat een rol speelt bij de ontwikkeling en overleving van zenuwcellen, kan ervoor zorgen dat een tumor gaat uitzaaien. Dit hebben NWO-onderzoekers van het Nederlands Kanker Instituut – Antoni van Leeuwenhoek Ziekenhuis (NKI-AVL) ontdekt. De vinding heeft mogelijk klinische implicaties. Een publicatie hierover verschijnt donderdag 26 augustus in het wetenschappelijke tijdschrift Nature.

Uitzaaiingen (metastases) van tumoren zijn tot nog toe niet of nauwelijks te behandelen. Bij metastasering laten tumorcellen los van de primaire tumor, banen zich een weg door naburig weefsel en infiltreren vervolgens de bloed- of lymfevaten. Van daaruit verschaffen de cellen zich toegang tot andere organen en weefsels en veroorzaken secundaire tumoren.

Bij metastasering laten tumorcellen (A) los van de primaire tumor (B), banen zich een weg door naburig weefsel en infiltreren vervolgens de bloed- of lymfevaten ©. Van daaruit verschaffen de cellen zich toegang tot andere organen en weefsels en veroorzaken secundaire tumoren.

Resistentie tegen celdood

Er is nog weinig bekend over de genetische veranderingen die uitzaaiingen veroorzaken. Onderzoekers Sirith Douma en projectleider dr. Daniel Peeper van het NKI-AVL ontwikkelden een nieuwe opsporingsmethode van genen die betrokken zijn bij uitzaaiingen. Zij achterhaalden daarmee dat het TrkB-gen tumorcellen resistent maakt tegen celdood. Een tumorcel die zich heeft losgemaakt van de primaire tumor kan zo overleven in naburig weefsel en bloed- en/of lymfevaten. Normale cellen sterven af als zij terechtkomen in een voor hen ‘vreemde’ omgeving: dan wordt een programma geactiveerd dat leidt tot celdood (anoikis). De NKI-AVL-onderzoekers identificeerden het TrkB-gen uit een grootschalige screen waarin 25.000 genen werden getest op hun vermogen om te interfereren met anoikis.

Normale cellen sterven af als zij terechtkomen in een voor hen ‘vreemde’ omgeving: dan wordt een programma geactiveerd dat leidt tot celdood (anoikis). Onder invloed van het TkrB-gen kunnen “losgeslagen” tumorcellen echter toch overleven en elders secundaire tumoren veroorzaken.

Bovendien blijkt uit het NWO-onderzoek dat het TrkB-gen gezonde cellen tot agressieve tumorcellen transformeert, die gemakkelijk omliggend weefsel infiltreren en uitzaaien. Normaal gesproken speelt TrkB een rol bij de overleving van migrerende zenuwcellen tijdens de embryonale ontwikkeling. In tumorcellen genereert TrkB een krachtig en specifiek ‘overlevingssignaal’; waarschijnlijk draagt dat bij tot hun vermogen te overleven tijdens metastasering. Aangezien TrkB overactief is in agressieve tumoren, met name bij kindertumoren van het zenuwstelsel (neuroblastomen) en darmtumoren, suggereren de onderzoeksresultaten dat TrkB een belangrijke rol speelt bij een uitzaaiende kanker bij de mens.

Drugtarget

De ontdekking van het NKI-AVL heeft op termijn mogelijk klinische implicaties. Aangezien TrkB een eiwit op de buitenkant van het celoppervlak is, is het relatief goed toegankelijk en daarmee in theorie een geschikte drugtarget. De onderzoekers hebben inmiddels verschillende projectaanvragen ingediend voor vervolgonderzoek naar de ontwikkeling van medicijnen die overactief TrkB remmen.

O

 

Vijf nieuwe borstkankergenen ontdekt

Een wereldwijde groep van onderzoekers, waaronder wetenschappers uit het Erasmus MC en het Leids Universitair Medisch Centrum, heeft vijf genen ontdekt die een rol spelen bij het ontstaan van borstkanker. Het onderzoek werd deze week gepubliceerd in Nature.

Varianten in deze genen werden voorheen nog door vrijwel niemand als serieuze kandidaat voor een rol bij het ontstaan van borstkanker beschouwd. De risico’s zijn per afzonderlijke genvariant laag, maar een samenspel van meerdere genvarianten bij één individu kan de risico’s verder verhogen. De bevindingen verhogen in sterke mate het inzicht in het ontstaan van borstkanker bij een deel van de patiënten.

Borstkanker00

Risico’s

De risico’s die door deze varianten afzonderlijk worden veroorzaakt zijn laag: 1,1 – 1,6 keer verhoogd ten opzichte van vrouwen die de variant niet dragen (een absolute stijging van het normale risico van 10% naar circa 15%). Daarentegen komen deze genvarianten zeer frequent in de bevolking voor, namelijk bij 5% tot 15% van de bevolking zijn zowel de van de vader als van de moeder afkomstige genkopie gemuteerd. Het dragen van meerdere genvarianten tegelijk kan het risico verder verhogen. Het is nog niet duidelijk door welk werkingsmechanisme deze genvarianten het risico verhogen en of er een interactie is met omgevings- en levensstijlfactoren.

Met behulp van de gevonden genvarianten kan een verklaring worden gevonden voor het familiair voorkomen van borstkanker in vele families. Allereerst moet echter een diagnostische test worden ontwikkeld waarin deze en eerder ontdekte genvarianten gezamenlijk worden getest, bijvoorbeeld met behulp van chip-technologie.

DNA test

Als op basis van deze nog te ontwikkelen DNA-test meerdere genvarianten in één persoon zouden worden gevonden (resulterend in een absoluut risico van 20% tot 30% op borstkanker) zou geadviseerd kunnen worden tot regelmatige controle door middel van borstkankerscreening. Het ontdekken van borstkanker in een vroeg stadium verlaagt de sterfte door borstkanker.

Tevens zou op grond van gevonden tumorkenmerken als gevolg van deze genen de behandeling beter individueel kunnen worden afgesteld. In dit kader vindt momenteel verder onderzoek plaats naar eventuele associaties tussen deze genvarianten en speciale tumorkenmerken en de prognose van borstkankerpatiënten met deze genvarianten.

Onderzoekers uit het Erasmus MC te Rotterdam en het Leids Universitair Medisch Centrum hebben met circa drieduizend Nederlandse patiënten deelgenomen aan dit onderzoek. Het betreft de eerste wereldwijde grootschalige studie in het hele menselijke genoom naar genvarianten die gepaard gaan met een verhoogd risico op borstkanker. Alleen dankzij deze grootschaligheid was het mogelijk deze genvarianten op te sporen.

“Genen voorspellen wie chemotherapie zal overleven”

16/04/2013 –

Bron: Science Daily

De kans op overleving na chemotherapie is af te lezen in je genen. Dat beweren wetenschappers uit Japan. Zij identificeerden acht genen die kunnen voorspellen hoelang je na de behandeling kan overleven zonder terugval.

Het onderzoeksteam identificeerde eerst enkele genen die betrokken zijn in de cellulaire invasie, een eigenschap die veel kankercellen hebben. Door het vergelijken van de activiteit in deze genen in verschillende celculteren met hoe deze celculturen reageerden op 99 verschillende antikankermedicijnen, konden ze vervolgens de lijst van invloed hebbende genen verkleinen.”We stelden vast dat er acht genen betrokken zijn bij de cellulaire invasie en dat de relatieve activatie van deze genen overeenkwam met het resultaat van de chemotherapie”, zegt professor Ker-Chau Li van de Academia Sinica en de UCLA in Taiwan. Wanneer de wetenschappers naar het gedrag van deze acht genen, konden ze vaststellen dat er duidelijk een verschil is met degene die reageren op chemotherapie en degene die dat niet doen.

Uit klinische studies, waarbij patiënten met long- en borstkanker werden bestudeerd, bleek daarna dat de patiënten met deze genen een lager risico hadden. Dat wil zeggen dat ze langer konden overleven zonder een terugval dan de groep met het hoge risico.

“De ontdekking van signalen die wijzen op een betere prognose voor kankerpatiënten blijven cruciaal om de efficiëntie van kankerbehandelingen te verbeteren”, vindt professor Pan-Chyr Yang van de National Taiwan University. “Deze acht genen kunnen bijdragen tot de keuze voor een bepaalde behandeling als onderdeel van een individuele kankertherapie”, besluit hij.

Lees ook

 
 1 juni 2011

Kapotte genen in de babykamer   WIEGEDOOD

 Eva Klaver en Marja Versluijs analyseerden samen met Ronald Wilders van het Hartfalencentrum de recente wetenschappelijke literatuur overwiegendood.  Bij één op de vijf  overleden kinderen blijkt sprake van genmutaties in het hart.

Het is de nachtmerrie van elke ouder: ’s avonds een ogenschijnlijk kerngezonde baby in bed leggen, de volgende ochtend nietsvermoedend de kinderkamer binnenlopen om te constateren dat je kind dood is. Officieel heet het Sudden Infant Death Syndrome (SIDS), in Nederland spreken we van wiegendood: het plotseling overlijden van een kind jonger dan een jaar zonder dat een oorzaak wordt gevonden.

Baby_slapen

Op de rug slapen en niet te warm instoppen. Dat zijn de aanbevelingen om de kans op wiegendood te verkleinen. Wikimedia Commons

Wat weten we van SIDS? In een recent overzichtsartikel in het International Journal of Cardiology sommen AMC’ers Eva Klaver, Marja Versluijs en Ronald Wilders een indrukwekkende lijst op van risicofactoren.

Wiegendood is bijvoorbeeld geassocieerd met het mannelijk geslacht (er sterven meer jongetjes dan meisjes), een leeftijd tussen de twee en vier maanden, slapen op de buik, blootstelling aan sigarettenrook, een te warme slaapomgeving en de sociaal-economische status van de ouders.

Ook wordt wiegendood in verband gebracht met infecties (de kans op overlijden zou toenemen door een overreactie op ontstekingsbevorderende stoffen),

neurologische factoren (zoals de reactie van de hersenen op (dreigend) zuurstofgebrek),

en varianten in de stofwisseling.

Daarnaast circuleert al jaren de hypothese dat aangeboren hartafwijkingen een rol spelen: genetische mutaties die kunnen leiden tot potentieel dodelijke ritmestoornissen. Kortom, we weten heel veel maar tegelijkertijd bitter weinig.

Er is meer onderzoek nodig, stellen de auteurs van bovengenoemde review dan ook. Die aanbeveling is minder vrijblijvend dan het misschien lijkt. De AMC’ers hebben wel degelijk een idee in welke richting we het zouden moeten zoeken. Ze komen in hun artikel namelijk tot een opmerkelijke conclusie: één op de vijf kinderen die overleden aan wiegendood blijkt drager van wat we voor het gemak even een ‘hartritme-mutatie’ noemen: een gen dat betrokken is bij de aanleg van ionkanalen in het hart. En die kunnen weer van invloed zijn op het ontstaan van ritmestoornissen zoals het Lange QT- of het Brugada-syndroom.

Kapstok

‘Onverwacht ja, dat hoge percentage’, zegt hoofdauteur Ronald Wilders, onderzoeker bij het Hartfalencentrum.

‘Ter illustratie: hoewel ook hogere percentages circuleren, las ik een Frans artikel uit 2009 waarin onderzoekers schatten dat in ongeveer twee procent van alle SIDS-gevallen er een link zou zijn met zo’n mutatie. Terwijl wij dus tot het tienvoudige komen.’

Hart

Bij één op de vijf baby’s die overlijden aan wiegendood is sprake van genmutaties in het hart. Patrick J. Lynch, medical illustrator

Wiegendood.

Ionkanalen spelen, zo bleek uit de wetenschappelijke literatuur, een veel grotere rol dan gedacht.

Versluijs: ‘Veel onderzoekers gaan uit van de triple risk-hypothese. SIDS zou een ongelukkige samenloop van omstandigheden zijn waarbij drie dingen samenkomen: een vatbaar kind, een gevoelige ontwikkelingsperiode en een stressor van buitenaf. Dat laatste kan buikligging zijn, waardoor wellicht de ademhaling verstoord raakt. Of oplopende lichaamstemperatuur (al dan niet door koorts), die de zuurgraad in het lichaam verandert. Of een infectie, die ontstekingsbevorderende stoffen vrijmaakt.’

Wilders: ‘Normaal gesproken leveren die dingen weinig problemen op. Maar misschien wél als daarnaast óók sprake is van een genetische mutatie in het hart. Die zou dan als het ware fungeren als de spreekwoordelijke druppel die de emmer doet overlopen. Het fatale duwtje dat de balans de verkeerde kant op doet slaan.’

Italiaanse studies

Is er klinisch bewijs dat het literatuuronderzoek ondersteunt?

Wilders: ‘We hebben een paar case reports van baby’s met een ionkanaalmutatie die aan een hartmonitor lagen en inderdaad gingen ventrikelfibrilleren – een vorm van ongecontroleerd samentrekken van de hartkamers waardoor het hart niet meer goed pompt. Toevallig lagen ze in het ziekenhuis, anders waren ze waarschijnlijk overleden.’

Klaver: ‘Interessant zijn ook twee recente Italiaanse studies. In het eerste onderzoek werden 33.000 baby’s vanaf de geboorte gevolgd. Daarvan overleden er uiteindelijk 24 aan wiegendood. De helft bleek op het ECG (waarmee het hartritme zichtbaar kan worden gemaakt) een verlengde QT-tijd te hebben – een bekende risicofactor voor ritmestoornissen. Dat leidde tot een tweede studie, waaraan maar liefst 44.000 baby’s meededen. Allemaal gescreend op verlengde QT-tijd en indien nodig behandeld met medicijnen (bètablokkers). Geen van de kinderen uit deze tweede groep overleed aan wiegendood.’

Ecg_plaatje

Een klein stukje van het ECG-plaatje van een hartpatiënt. Wikimedia Commons

Betekent dit dat we voortaan eigenlijk alle baby’s zouden moeten screenen op verlengde QT-tijd?

Klaver: ‘Het advies om baby’s niet op de buik te leggen heeft wiegendood al sterk gereduceerd. Laten we ons eerst richten op andere, makkelijker te beïnvloeden risicofactoren. Niet roken in de buurt van de baby bijvoorbeeld, of het kind niet te warm instoppen.’

Versluijs: ‘Screening veroorzaakt een hoop onrust, en vaak voor niets. Stel dat je een mutatie vindt, moet de rest van de familie dan ook onderzocht en wellicht behandeld worden?’

Wilders: ‘Er zijn genvarianten die veel voorkomen, maar nauwelijks tot problemen leiden. Behalve als de persoon in kwestie óók drager is van een tweede en misschien ook derde variant; dan zit hij plotseling toch in het schuitje……  en …..Waar ga je op screenen? Lange QT-tijd verhoogt de kans op ritmestoornissen. Maar ook behandeling kan soms tot problemen leiden. Kortom, een dilemma.’

Voor de zekerheid wordt de kwestie ook nog even voorgelegd aan Arthur Wilde, hoogleraar Cardiologie en deskundige op het gebied van (de genetische achtergronden van) plotse hartdood. Hij meldt desgevraagd dat zwangere vrouwen uit families met het lange QT-syndroom al tijdens de zwangerschap extra worden gecontroleerd en begeleid. ‘Bijna altijd maken we na de geboorte een ECG bij de baby.’

Dit is een publicatie van AMC Magazine

8 maart 2011  

Nieuwe genen voor hart- en vaatziekten

Een internationaal onderzoeksteam heeft dertien nieuwe genen gevonden die een rol spelen bij de ontwikkeling van hart- en vaatziekten.

Het merendeel van die genen werkt via nog onbekende mechanismen, schrijven de wetenschappers in Nature Genetics.

Hart- en vaatziekten ontstaan bijna altijd door een complex samenspel van leefstijlfactoren en genetische factoren. Dat ongezonde gewoonten als roken of veel vet eten ervoor kunnen zorgen dat de bloedvaten dichtslibben, is bij veel mensen wel bekend. Maar de rol van genetische factoren in de ontwikkeling van hart- en vaatziekten is nog onderbelicht.

Hart

Dat is ook niet zo gek: het is zoeken naar een speld in een hooiberg. Ergens tussen de 25.000 genen van de mens zitten er een paar die er bij patiënten met hart- en vaatziekten net iets anders uitzien. Om die afwijkende genen te kunnen vinden, heb je een hele grote groep proefpersonen nodig.

Waar vind je die? Een internationaal team van wetenschappers, waarin meer dan honderd onderzoeksinstituten samenwerkten, heeft dat probleem opgelost door de data van veertien eerder uitgevoerde studies bij elkaar te leggen.

Bij de wortel aanpakken

Op die manier hadden de wetenschappers de beschikking over een onderzoeksgroep van zo’n 140.000 Europeanen, waarvan ongeveer een derde last had van hart- en vaatziekten. Met behulp van die enorme groep konden de wetenschappers de eerder aangetoonde relatie tussen tien verschillende genen en hart- en vaatziekten opnieuw in kaart brengen. Bovendien vonden zij dertien nieuwe genen die nog nooit eerder in verband zijn gebracht met het ontstaan van hartklachten.

Hartaanval

Het merendeel van die genen heeft niks te maken met de bekende risicofactoren voor het krijgen van hart- en vaatziekten, zoals bijvoorbeeld een verhoogd cholesterolgehalte of een hoge bloeddruk. Dat betekent dat de nieuwe genen werken via voor ons nog onbekende mechanismen.

De volgende stap in het onderzoek zal volgens de wetenschappers vooral draaien om het ophelderen van zulke mechanismen. Zijn die eenmaal bekend, dan wordt het wellicht mogelijk om medicijnen te ontwerpen die zich specifiek richten tegen genen die het ontstaan van hartklachten bespoedigen. En dat is hard nodig want de huidige medicijnen richten zich uitsluitend op het remmen van risicofactoren, en pakken hart- en vaatziekten niet bij de wortel aan.

Bron

Heribert Schunkert e.a. Large-scale association analysis identifies 13 new susceptibility loci for coronary artery disease Nature Genetics, 6 maart 2011

 

°

Gen dat resulteert in lang leven, geeft ook het brein een boost

 

(bewerkt )

Een variant(=KL-VS. )  van een  gen dat  KLOTHO -eiwitten aanmaakt , wordt geassocieerd met een langere levensduur.

Nieuw onderzoek toont aan dat die variant er ook voor zorgt dat het brein van mensen scherper blijft. En dat biedt hoop voor mensen met  bijvoorbeeld dementie.

Dat schrijven onderzoekers van de University of California San Fransisco uit de Verenigde Staten deze week in het tijdschrift Cell Reports.

 

KLOTHO eiwitten  producerende  -genen (*)  zijn er in verschillende varianten.

Eén zo’n variant is KL-VS.(*)

Mensen die één exemplaar  van   zo’n variant hebben, leven doorgaans langer en hebben een kleinere kans op beroertes. Mensen die twee exemplaren van deze variant hebben, leven korter en hebben een verhoogd risico op een beroerte.

Cognitie
In een nieuw onderzoek besloten wetenschappers te kijken welke effecten KL-VS nog meer had.

Ze verzamelden meer dan 700 proefpersonen zonder dementie die tussen de 52 en 85 jaar oud waren.

De proefpersonen namen aan allerlei testjes deel die bedoeld waren om hun cognitieve vermogens (leren, denken, onthouden) te toetsen.

 

Resultaten
20 tot 25 procent van de proefpersonen had één KL-VS-gen. Deze proefpersonen presteerden tijdens de testjes aanzienlijk beter dan de proefpersonen met twee KL-VS-genen.

Wel namen de prestaties van de proefpersonen af naarmate ze ouder werden, ongeacht of ze nu één of twee KL-VS-genen hadden.

De onderzoekers stelden bovendien vast dat proefpersonen met één KL-VS-gen ook meer klotho-eiwitten in hun lichaam hadden circuleren. (1)

De hoeveelheid van dit eiwit liep echter terug naarmate mensen ouder werden. De onderzoekers vermoeden dan ook dat de afname van dit eiwit deels kan verklaren waarom mensen naarmate ze ouder werden, slechter gingen presteren tijdens de cognitieve testen.

De onderzoekers gingen vervolgens nog een stap verder. Middels genetisch manipulatie creëerden ze muizen die uitzonderlijk veel klotho-eiwitten aanmaakten.

Het verhogen van de KLOTHO-niveaus in genetisch aangepaste muizen zorgde bij de diertjes ook voor betere cognitieve vaardigheden.

Deze muizen leefden langer en presteerden ook beter tijdens cognitieve testjes waarin hun leervermogen en geheugen getest werd.

“Deze verrassende resultaten leiden tot een veelbelovende nieuwe tak van onderzoek,” voorspelt onderzoeker Roderick Corriveau.

Zo suggereren (****)de experimenten dat het mogelijk is om de hersenfunctie een boost te geven. En dat is geen overbodige luxe. Mensen worden steeds ouder, maar tegelijkertijd neemt ook het aantal mensen met cognitieve problemen toe. Naar verwachting lijden tegen 2030 meer dan 65 miljoen mensen aan dementie, tegen 2050 zijn dat er – als de trend doorzet – meer dan 115 miljoen. Er moet dan ook snel een behandeling komen.

“Hoewel het om voorlopige resultaten gaat, suggereert (****)dit onderzoek dat een vorm van klotho eiwitten  gebruikt kan worden om de cognitie van mensen met dementie te verbeteren.”

Het onderzoek kan dus  een belangrijke stap zijn in de zoektocht naar oplossingen voor ouderdomsziekten, zoals Alzheimer en andere dementie-verschijnselen.

 

Mensen met een bepaalde variant van het gen KLOTHO (*)hebben betere cognitieve vaardigheden zoals denken, leren en waarneming, ongeacht hun leeftijd of sekse.

Om de cognitieve vaardigheden te testen bij mensen, testten de onderzoekers 718 personen tussen de 52 en 85 jaar. Geen van de onderzochte personen vertoonde tekenen van dementie.

Van de onderzochte personen bezat 26 procent één KLOTHO-gen, KL-VS. (**) De rest was KL-VS-loos.

–> Mensen met twee KL-VS genen (homozygoot(***) )werden uitgesloten van de tests, omdat mensen met dat genotype om onbekende reden een kortere levensverwachting hebben en andere nadelige effecten ondervinden.

Blauwdruk

Het KLOTHO-gen zorgt voor een blauwdruk van een eiwit dat vooral door cellen in de nieren, placenta, dunne darm en prostaat gemaakt wordt. Het eiwit circuleert door het lichaam via de bloedbaan. Mensen met één  KL-VS-gen hebben een hogere concentratie van dat eiwit in hun bloed dan mensen met andere varianten.

De mensen met KL-VS-gen presteerden beduidend beter op de cognitieve tests dan de personen die het het zonder moesten stellen,(2) ongeacht of men wel of geen(genetische ) aanleg  voor Alzheimer had.

Om uit te vinden of de wetenschappers het bij het rechte eind hadden, testten ze hun idee op muizen die veel klotho-eiwit produceerden. De klotho-muizen leefden langer en hadden hogere concentraties klotho in het bloed en delen van de hersenen.

 Doolhof

Ongeacht de leeftijd van de muizen, presteerden de klotho-muizen beter bij het onthouden van de locatie van verstopt voer in een doolhof dan de andere muizen. Ze vonden het voer gemiddeld twee keer zo snel.

Ook bij de muizen bleek dat de effecten van klotho genen  niet leeftijdsafhankelijk zijn. Dit suggereert (****) dat de aanwezige klotho gen produkten  bij muizen met dergelijke genen    los van het verouderingsproces staan .

De wetenschappers suggereren(****) dat het wellicht mogelijk is de klotho-hoeveelheid bij mensen aan te passen op latere leeftijd, waardoor bepaalde geheugenproblemen zich minder ernstig voordoen.

Door: NU.nl/Krijn Soeteman

Bronmateriaal:
Longevity gene may boost brain power” – NIH.gov
De foto bovenaan dit artikel is gemaakt door artM (via Freeimages.com).

°

REACTIES en Kommentaren 

http://www.nujij.nl/gezondheid/gen-voor-langere-levensduur-mogelijk-ook.28155235.lynkx

(*)Het gen heet inderdaad KLOTHO, maar KL-VS moet worden aangeduid als een “allel”, of desnoods, meer alledaags, als “variant” van  het  KLOTHO. ( auteur : AsSimpleAsPossibleButNotSimpler  )

(**) “…bezat 26 procent één KLOTHO-gen, KL-VS” is dus onjuist; 26 procent bezat één copie van het KL-VS allel van het KLOTHO gen.

De andere variant van het KLOTHO gen krijgt in het  artikel overigens geen naam en wordt daarom, zoals gebruikelijk, aangeduid als het “wild-type” allel.( auteur : AsSimpleAsPossibleButNotSimpler)

(*** )(Beetje middelbare school genetica:)……mensen hebben door hun dubbele set van chromosomen altijd twee exemplaren van het KLOTHO gen. Tussen die twee exemplaren (allelen) kunnen verschillen zitten of ze kunnen identiek zijn: in het eerste geval betekent dat “heterozygotie” voor het KLOTHO gen, in het tweede geval “homozygotie”( auteur : AsSimpleAsPossibleButNotSimpler)

 

–>  (clytamnestraDat mensen die homozygoot zijn voor dat gen( dus  een dubbele aanmaak van dat eiwit  ) juist ongezonder zijn lijkt me een aanwijzing dat een overdosis van dat eiwit juist behoorlijk ongezond is

 Maar  dat is nog onduidelijk. Het artikel zegt hier het volgende over: 

“The reasons for the paradoxical dose effect of the minor allele are unknown. Possibilities include adverse effects of high klotho levels maintained over decades in homozygous carriers or more complex dysregulation of klotho expression by the variant. For example, it is possible that the variant actually reduces klotho production, resulting in abnormally low levels of klotho in homozygotes, but causes a compensatory increase in expression of the wild-type allele in heterozygotes.

Additional studies are needed to investigate these possibilities.”

(2)  …Een hoge mate van overerfbaarheid (bv. 80%) betekent dat de invloed van de omgeving (gemiddeld) beperkt is.

Voor dit soort onderzoek is het vergelijken van eeneiige tweelingen heel erg bruikbaar: omdat die genetisch nagenoeg identiek zijn kunnen alleen verschillen in omgevingsfactoren als verklaring dienen voor verschillen in (bijvoorbeeld)intelligentie en andere cognitieve vaardigheden  die in de loop van het leven tot uitdrukking komen. En met name dit soort tweelingen-studies hebben bijgedragen aan relatief hoge schattingen van overerfbaarheidswaarden van intelligentie (componenten).

2b) –> een hoge overerfbaarheid betekent dat een eigenschap “erfelijk” is en dus in grote mate door de genen wordt bepaald (zoals bijvoorbeeld ~100% voor de eigenschap “oogkleur”, of tot bijna 60% bij bepaalde types van borstkanker)

 

(****)  Suggereren  —> verhoging van de waarschijnlijkheids graad van  het testbare   “reeele waarheidsgehalte” van een conclusie

—>  “Waarschijnlijk ” :
Ja, dat  zijn inderdaad aannames(met een hoge mate aan waarschijnlijkheid die kunnen dienen ter verklaring van een bekende set feiten = educated “guesses “ ) ….Op die aannames wordt dan verder onderzoek gedaan. Een aanname kan dan bevestigd worden, of misschien verworpen. Dat heet wetenschap….

°

(Tsjok) 

(1)

<Mogelijk   onderdrukken de genprodukten  van   2  exemplaren (homozygote toestand ) van het  KL-VS GEN  de  normale aanmaak van klotho eiwitten ( door bijvoorbeeld  andere varianten van klotho -genen  ) ?

<één  KL-VSexemplaar zou  dan  uiteraard  een veel minder remmende invloed kunnen  hebben (of zelfs een stimulerende invloed ? ) …..

<Wat dus met  de  levensduur  van muizen die GEEN enkel  exemplaar van   KL-VS gen bezitten  ( maar wel andere  varianten van het klotho gen ?  ) 

P;S. het draait  dus  allemaal  om de genprodukten (eiwitten ) en hun evenwichten in de bloedspiegel ?

(1).….De hoeveelheid  van  dit (klotho ) eiwit(ten?)  liep echter terug naarmate mensen ouder werden. —> in het bloed van jonge mensen ( en muizen )dus  MEER aanwezig ) 

http://www.nu.nl/wetenschap/3767464/bloed-van-jonge-soortgenoot-verjongt-hersenen-oude-muis.html

°

 

GERT  KORTHOF

24 maart 2014

We weten niet precies hoeveel genen de mens heeft

 

Het aantal genen in verschillende organismes, Genome Biology

We weten niet hoeveel genen de mens heeft. En ik bedoel daar niet mee dat historisch gezien de schattingen van het aantal genen dat de mens heeft nogal aan de hoge kant zaten (100.000 genen). Dat waren inderdaad schattingen, berekeningen. Toen het menselijke genoom bekend werd, daalde het aantal genen tot ongeveer 30.000 en 25.000 [5]. Maar dát bedoel ik niet.

Wat ik ook niet bedoel is dat we nu weten dat genen opgedeeld zijn in introns en exons en de exons op verschillende manieren gecombineerd kunnen worden tot een eiwit (zgn. alternative splicing) waardoor een gen meerdere eiwitten kan produceren. Ook dat bedoel ik niet.

Wat ik ook niet bedoel is dat er ook zgn ‘niet-coderende’ genen zijn. Dat zijn genen die niet voor eiwitten coderen, maar voor functioneel RNA. Er zijn nu honderden van dat soort genen gevonden. Maar dat bedoel ik ook niet.

Ik bedoel ook niet de controverse over het zgn. ‘junk’-dna. We weten inderdaad nog lang niet alles over de functie van heel veel DNA dat buiten de bekende genen ligt. En er zijn ontzettend veel pseudo-genen. En er is veel DNA waarvan we zeggen dat het zelfs potentieel geen genen kunnen zijn. Maar, dat bedoel ik ook niet.

Ik bedoel: zélfs als we ons beperken tot eiwitproducerende genen, dan nóg weten we niet precies hoeveel dat er zijn. Maar, eiwitproducerende genen zijn toch  makkelijk vast te stellen? Een gen produceert een eiwit of niet. Dat is toch al lang tot op het laatste gen en eiwit vastgesteld? Dat staat toch allemaal in de genomics en proteomics databases? Nee, dat zijn kandidaat genen, of voorspelde genen waarvan een deel nog geverifieerd moet worden. Het aantal gecatalogiseerde genen is uitsluitend gebaseerd op DNA kenmerken zoals start code, en stop code [1]. Dus je weet niet zeker of een gen, een stuk DNA, ook daadwerkelijk een eiwit produceert,ook al ziet het eruit als eiwitproducerend DNA. Het zijn mogelijke genen (putative genes in het Engels). Als je het zeker wilt weten moet je eiwitten rechtstreeks detecteren in cellen en weefsels (eiwitten zijn te herleiden tot eiwitproducerend DNA).En dat heb ik me eigenlijk nooit eerder gerealiseerd. En omdat er vele verschillende celtypes zijn (plm 200 – 400) moeten we in principe alle celtypes testen. In verschillende ontwikkelingsfasen. Een gigantische, zo niet onmogelijke opgave. Bijvoorbeeld: een menselijk orgaan dat de meeste mensen niet hebben: de placenta. Zelfs vrouwen hebben dat orgaan maar tijdelijk in bezit. De placenta produceert eiwitten die een normaal (niet zwanger) mens niet produceert [2].

Het is gecompliceerder dan dat: eiwitten kunnen in lage concentraties voorkomen zodat ze moeilijk detecteerbaar zijn. Of slechts in één of een paar celtypes voorkomen. Of snel afgebroken worden (kortlevend zijn), of alleen op bepaalde tijdstippen geproduceerd worden. Geen wonder dat er tot nu toe maar van 11.838 genen bewezen is dat ze eiwitten produceren. We hebben er ongeveer 20.000, dus dat is ongeveer de helft bewezen! Ander bronnen zeggen dat we 22.500 genen hebben met een onzekerheidsmarge van 2000!
Zolang je het eiwit niet hebt aangetoond weet je gewoon niet zeker hoeveel eiwitproducerende genen ‘de mens’ heeft. Zo simpel ligt dat! En: zo moeilijk ligt dat!

Ik schreef ‘de mens’. De mens is geen gestandaardiseerd wezen. We komen niet uit een fabriek. Er bestaat genetische variatie. Ook in genen. En dan heb ik het over gezonde mensen. Genen hebben variaties (deleties en inserties) in het gedeelte dat voor eiwitten codeert (exons). Het probleem is: wanneer spreek je over een gen-variant en wanneer is het een nieuw gen? Het kan dus dat sommige mensen genen hebben die andere mensen niet hebben. Tot zover het aantal genen van ‘de mens’.

Wat is het belang van dit alles? Ten eerste: het wetenschappelijk belang, o.a. evolutie (daar komt ik vast nog wel eens op terug!), en het medische aspect. Als iemand een erfelijke ziekte heeft wil men graag weten of het stuk DNA dat de patient mist de oorzaak is van de ziekte, of dat het een gen is dat bij gezonde mensen géén eiwit produceert. Met andere woorden: je wilt graag weten hoeveel genen een ‘normaal mens’ heeft. Nog een ander medisch aspect is dat mensen verschillend kunnen reageren op geneesmiddelen afhankelijk van het bezitten van enzym varianten die op hun beurt berusten op afwijkende genen [4]. En voor religieuze mensen geldt (neem ik aan) dat ze graag exact willen weten welke bona fide genen God de mens gegeven heeft toen Hij de mens schiep. En Intelligent Design aanhangers willen graag weten welke en hoeveel genen ‘intelligent designed’ zijn [3].

Literatuur:

Noten

  1. De definitie van een eiwitproducerend gen: An open reading frame (ORF) is a potentially translatable sequence that consists of a string of in-frame sense codons beginning with a start codon and ending with a stop codon.
  2. De man heeft ook het gen voor unieke placenta eiwitten (waarschijnlijk), het komt natuurlijk nooit tot expressie.
  3. Intelligent Design: Michael Behe, maar vooral in dit verband William Dembski die meende te kunnen vast stellen of een gen ‘intelligent designed’ was en wat het informatiegehalte van het menselijke genoom is. Dan moet je in de eerste plaats exact weten hoeveel genen ‘de mens’ heeft. Zie mijn review.
  4.  Het vakgebied heet: Farmacogenetica of  Pharmacogenetics.Toegevoegd 26 maart 2014.
  5. Leuk weetje: de Loblolly den die in Amerika voorkomt heeft minstens 50.000 genen!’Loblolly takes genome size prize’, Nature 27 March 2014 Toegevoegd 27 maart 2014.