Biologie · Begrippenlijst

Wat is Genoom, chromosoom, nucleoïde?

Ook bekend als: genoom · chromosoom · nucleoïde · plasmide

Definitie 17.1 Universitaire biologie — jaar 1 · Hoofdstuk 17 — Genomen van cellen en virussen

Het genoom van een cel is het geheel van haar DNA: de informatie voor elk eiwit en elk RNA dat zij kan maken, en de sequenties die bepalen wanneer die worden gemaakt. Een chromosoom is één DNA-molecuul met de eiwitten die het ordenen. Een bacterie heeft er meestal één, ringvormig, van één tot tien miljoen basenparen (E. coli: 4.6×1064.6 \times 10^{6}, 1.5mm1.5\,\mathrm{mm} lang), opgevouwen in een gebied van het cytoplasma, het nucleoïde, zonder membraan eromheen. Naast het chromosoom dragen veel bacteriën plasmiden: kleine ringen van enkele duizenden tot enkele honderdduizenden paren, in één tot honderden kopieën, die zich zelfstandig repliceren en facultatieve genen dragen — resistentie tegen antibiotica, toxines, de machinerie om zichzelf naar een andere cel over te brengen.

Een ringvormig chromosoom ontspannen, gesuperspiraliseerd, en in lussen geordend. De superspiralisatie pakt het molecuul samen en slaat de energie op die helpt het te openen; de lussen laten telkens één gebied ontwinden.
Een ringvormig chromosoom ontspannen, gesuperspiraliseerd, en in lussen geordend. De superspiralisatie pakt het molecuul samen en slaat de energie op die helpt het te openen; de lussen laten telkens één gebied ontwinden.

Voorbeelden

Voorbeeld 17.3 (Een dicht bezet genoom)

Van de 4.6Mb4.6\,\mathrm{Mb} van het chromosoom van E. coli codeert 88%88\,\% voor eiwit: zo’n 43004300 genen van elk ongeveer 10001000 paren, kop aan staart gepakt met honderd paren ertussen, en vele gegroepeerd in operons die samen worden overgeschreven (Hoofdstuk 20). Een plasmide van 5kb5\,\mathrm{kb} kan drie genen dragen en in vijftig kopieën voorkomen; het resistentiegen dat het draagt kan zich in weken door de bacteriën van een ziekenhuisafdeling verspreiden, door conjugatie, sneller dan enige mutatie zou kunnen ontstaan.

Voorbeeld 17.9 (De grootte van een genoom lezen)

Een genoom van 4.6Mb4.6\,\mathrm{Mb} zonder intronen en met weinig herhalingen bevat 43004300 genen; een van 3200Mb3200\,\mathrm{Mb} met lange intronen en de helft van zijn lengte aan herhalingen bevat er 2000020\,000; een van 130000Mb130\,000\,\mathrm{Mb} bevat diezelfde twintigduizend. De grootte meet hoeveel er zich in het niet-coderende DNA van een lijn heeft opgehoopt, en hoe doeltreffend dat is verwijderd, niet hoeveel het organisme doet.

Voorbeeld 17.13 (Virussen met RNA-genomen)

Influenza draagt acht segmenten enkelstrengs RNA en een eigen polymerase om ze te kopiëren, want cellen hebben geen enzym dat RNA kopieert; dat polymerase maakt één fout per 1000010\,000 basen en het virus verandert elk seizoen. Een retrovirus (hiv) draagt RNA en een reverse transcriptase dat het in DNA overschrijft, dat als een profaag in het gastheerchromosoom wordt ingevoegd — een blijvende besmetting. De mechanismen, en de afweerreactie erop, horen bij het deel van jaar 3; hier markeren zij hoe ver het begrip genoom reikt.

Lees in het hoofdstuk →