junk-DNA - WordPress.com

WAARSCHUWING (of gemeenplaats ) ?
(Rene Fransen ) ;
-Opvallend is dat er toch een redelijke kloof gaapt tussen populair-wetenschappelijke artikelen en wat genetici zelf
zeggen.
jumping genes, junk-dna ,kogelvis,pseudogenen,retrotransposonen,tandem repeats,small rna, joris veltman,
JunkDNA?
Vrijdag 23 oktober 2009 door
pierra
Junk-DNA, ofwel niet-coderend DNA, is DNA waarvan de functie niet bekend is. Zo’n 95% van het DNA wordt als ‘junk’ beschouwd. Slechts 2% van het genoom
codeert wel voor eiwitten; het DNA wordt getranscribeerd in mRNA en vervolgens vertaald in eiwitten, die de verschillende taken binnen de cel vervullen. Maar
het wordt zo langzamerhand wel steeds duidelijker dat tenminste een deel van het niet-coderende junk-DNA toch verschillende functies kan hebben.
Nu heeft Joris Veltman en zijn team van het centrum voor Molecular Life Sciences aan het Radboud ziekenhuis te Nijmegen aangetoond dat ongeveer 0,12
procent van het menselijk genoom gemist kan worden. Ze hebben dit onderzocht door van 600 gezonde studenten het genoom te vergelijken. Ze keken
uitsluitend naar DNA-sequenties van 10.000 of meer basenparen lang die in de verschillende individuen ontbraken. Alles bij elkaar ontbraken er 2000 van dit
soort stukken binnen het genoom.
Meer dan tweederde van deze ontbrekende sequenties kwam voor bij meer dan één individu, en eenderde kwam voor bij meer dan 5% van de deelnemers. De
ontbrekende sequenties ontwrichtten 39 bekende genen die een rol hebben in het afweersysteem, het reukzintuig en andere zintuigen. Joris Veltman suggereert
dat deze genen misschien ooit essentieel waren, maar nu dus niet meer, ofwel omdat we andere strategieën ontwikkeld hebben om te overleven, ofwel omdat er
nieuwe genen in het genoom ontstaan zijn die dezelfde taak misschien wel beter uitvoeren.
Mogelijke rollen voor junk-DNA
Junk-DNA bestaat o.a. uit zogenaamde pseudogenen, d.w.z., genen die hun functie gedurende de evolutie verloren hebben. Het junk-DNA bestaat ook
uit (retro)transposonenofwel jumping genes, die zich willekeurig binnen het DNA verplaatsen en daarmee ziekten en kanker kunnen veroorzaken. Ander ‘junk’DNA produceert op zijn beurt weerregulerend RNA (miRNA, siRNA, piRNA) dat het ‘springen’
Kogelvis / KOGELVISSEN
Puffer (En), Fugu (D, E, F, I), Kogelvis (Nl) . Shosaifugu (J), Kuk-mae-ri-bok (Kor), Fu ban chong wen dong fang tun (Mand), Sea squab, fugu (US)
Deze kogelvis bewoont de noordwestelijke Stille Oceaan van Japan tot in de oostelijke Chinese Zee. Hij is betrekkelijk klein en bereikt een lengte van slechts 30 cm. De dieren leven in ondiep
kustwater boven verschillende bodemsoorten. Het zijn weliswaar alleseters, maar ze voeden zich toch voornamelijk met op de bodem levende ongewervelde dieren. De eieren worden in een
zelfgebouwd nest gelegd en waarschijnlijk tegen andere vissen verdedigd. Ofschoon huid, voortplantingsorganen, darmen, lever en ook het bloed van de vis een dodelijk gif (tetrodotoxine)
bevatten, wordt de kogelvis in Japan als een delicatesse beschouwd. Hij wordt uitsluitend door speciaal opgeleide koks klaargemaakt; liefhebbers betalen veel geld voor een kogelvis-maaltijd,
waarbij het vlees rauw wordt gegeten. Als de kok een vergissing begaat, waardoor de gasten doodgaan, pleegt hij niet zelden ritueel zelfmoord. Het sterke zenuwgif belemmert de
spierfuncties, waardoor er dodelijke circulatiestoornissen ontstaan. Tegenwoordig bestaat er een behandeling voor. De import van alle kogelvissoorten is in de Europese Unie verboden. Het
vlees wordt ook in de traditionele Chinese geneeskunst toegepast.
De kogelvis /heeft het kleinste genoom van alle gewervelde dieren, dat nagenoeg geen ‘junk’-DNA bevat
van deze genen inhibeert. Het junk-DNA bestaat ook uit tandem repeats, korte repeterende sequenties die de expressie van nabij gelegen genen zouden
reguleren. Deze sequenties zouden bepalen in hoeverre het DNA wordt ingepakt in histonen en daardoor meer of minder toegankelijk is voor transcriptieenzymen.
Het junk-DNA wordt ook vaak als een buffer voor mutaties gezien en vangt in die hoedanigheid de mutaties op die hier minder schadelijk zouden zijn dan in het
coderende DNA. Maar ook het tegendeel is waargenomen: lange niet-coderende sequenties van het junk-DNA blijken goed geconserveerd te zijn gedurende
miljoenen jaren van evolutie en tussen verschillende soorten, wat aantoont dat deze sequenties wel degelijk een functie moeten hebben; ze staan immers onder
invloed van natuurlijke selectie.
Anderen zien dit junk-DNA als ‘reserve’-genen die ofwel, in geval van uitvallende coderende genen, de functie kunnen overnemen, ofwel een basis kunnen
vormen voor de ontwikkeling van nieuwe genen.
Bron: New Scientist
UPDATE/Bijgewerkt 24.10.2009: CNV's
In verband met de studie van Veltman is het interessant om dit artikel te lezen over CNV's: copy number variants.
Ook hier gaat het grotendeels om deletie van sequenties, waarbij men uitkomt op een variatie van 0,8% tussen de gescreende individuen.
Ze hebben in deze studie veel meer individuen gebruikt. Het kan zijn dat als Veltman meerdere individuen en uit hele verschillende gebieden over de
aarde gescreend had dat ook hij op een hoger percentage uitgekomen zou zijn.
Het DNA van een cel kan onderverdeeld worden in coderend DNA (de genen) en niet-coderend DNA.
*Het coderend DNA bevat de informatie hoe de cel de eiwitten en enzymen moet maken die de bouwstenen van de cel onderhouden en produceren.Slechts vijf
procent van ons DNA codeert daadwerkelijk voor een eiwit.
*Het DNA dat nergens voor codeert is door veel mensen in het verleden ook wel Junk-DNA (rotzooi DNA) genoemd.
Lange tijd is gedacht dat hetjunk-DNA geen functie had. De inzichten daarover zijn aan het veranderen. Waarschijnlijk heeft junk-DNA een functie bij de regulatie
van de genexpressie tijdens de groei en ontwikkeling van het organisme vlak na de bevruchting. Bovendien zou het junk-DNA wel eens beschermend kunnen
werken voor de belangrijke 5 procent die wel voor een eiwit codeert.
Nu van steeds meer organismen de samenstelling van alle genen (het genoom) bekend is, wordt het ook steeds duidelijker dat we dit Junk DNA een wat minder
denigrerende naam moeten geven: het is waarschijnlijk zelfs belangrijker dan coderend DNA.
Als we bijvoorbeeld een vergelijking maken tussen het genoom van een mens en dat van een muis, blijkt dat beide organismen ongeveer 30.000 genen hebben.
Daarbij is 99% van de genen (dus het coderend DNA) die we in de muis tegenkomen ook terug te vinden in het genoom van de mens, inclusief de genen die nodig zijn om een muizenstaartje
te maken! Met andere woorden, de bouwstenen die een mens een mens maken, zijn vrijwel exact hetzelfde als de bouwstenen die een muis een muis maken.
De verschillen tussen deze organismen worden dus juist bepaald door het DNA dat niet codeert voor bouwstenen, het Junk DNA.
De informatie die nodig is om bepaalde genen op de juiste momenten aan en uit te zetten is veel belangrijker dan het exacte bouwplan van de bouwstenen.
Deze belangrijke regulerende functies liggen ergens verstopt in het niet-coderend DNA.(rotzooi of junk DNA genoemd )
Junk-DNA in fruitvliegje is belangrijk
(Bron: Nature, 20.10.2005 en NRC 22.10.2005)
Junk-DNA is mogelijk toch niet zo betekenisloos als altijd werd gedacht.
Bioloog Peter Andolfatto van de University of California San Diego constateert dat junk-DNA in fruitvliegjes niet in het wilde weg muteert.
Dat is een sterke aanwijzing dat dit DNA een evolutionair belangrijke functie heeft en zinnige informatie bevat.
Wetenschappers vermoedden al langer dat er ook betekenis in het DNA buiten de genen zit.
Het genoom van het fruitvliegje bestaat voor 80% uit junk-DNA en volgens Andolfatto is het niet ondenkbaar dat de adaptieve verschillen tussen soorten vaker ingegeven worden door verschillen in de
genregulatie (door veranderingen in het junk-DNA) dan door de verschillen in de genen.
zie
Nadarwin; onherleidbaar
http://www.nadarwin.nl/S/atav.html
http://www.kennislink.nl/web/show?id=89655&showframe=content&vensterid=70343&prev=89653
http://noorderlicht.vpro.nl/artikelen/15027894/
Het DNA van prokaryoten laat doorgaans weinig ruimte over voor junk DNA. Het genetisch materiaal van menig eukaryoot zit vol junk DNA. De complexiteit van het genoom,
en daarmee de hoeveelheid zinloos DNA, hangt echter af van de populatiegrootte. Niet per definitie van de complexiteit van het organisme zelf.
http://noorderlicht.vpro.nl/artikelen/24509732/
De fruitvlieg Drosophila blijkt een slank en functioneel genoom te hebben. Foto: Pharyngula.org
http://noorderlicht.vpro.nl/artikelen/19547674/
http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/3703935.stm
http://www.genomenewsnetwork.org/articles/05_03/junk.shtml
http://www.don-lindsay-archive.org/creation/dna_virus.html
Het nut van junk
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 / 24 augustus 2006
‘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.” 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. JunkDNA 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 genen.
Volgens de nieuwste inzichten is junk-DNA essentieel 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 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 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 junkverlenging 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 satellietDNA, 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.
Eerste pseudogen met functie blijkt nu toch echte junk te zijn
Sander Voormolen
http://archief.nrc.nl/?modus=l&text=evolutie&hit=22&set=1
Een pseudogen dat drie jaar geleden als eerst in zijn soort een biologische functie kreeg toegewezen blijkt nu toch nergens voor te dienen. Dat schrijven Amerikaanse wetenschappers onderleiding vanRobert
Nicholls van de universiteit van Pittsburgh (Proceedings of the National Academy of Sciences, 8 augustus). Daarmee is een nieuwe theorieover junk-DNA, namelijk dat pseudogenen de activiteit van bijbehorende
genen zouden reguleren, van de baan.
Het menselijk genoom telt circa 23.000 genen die coderen voor eiwitten. Daarnaast zitten er in het DNA ook zon 20.000 pseudogenen. Het zijn genen die in de loop van de evolutie door mutaties zijn vervallen en
daardoor niet langer als gen actief zijn.
Maar drie jaar geleden publiceerde een Japans team onder leiding van Shinji Hirotsune een studie waaruit bleek dat het pseudogen makorin1-p1 w챕l actief was.
Het pseudogen zou worden vertaald in RNA en dat zou de functie van het nauw verwante eiwitcoderende gen makorin-1 ondersteunde door te verhinderen dat het boodschapper-RNA van dit gen in de cel werd
afgebroken (Nature, 1 mei 2003).
De onderzoekers ondekten het bij toeval toen zij transgene muizen maakten voor een ander doel. Ze verkregen daarbij muizen met ernstige nier- en botafwijkingen die bijna allemaal doodgingen. Na onderzoek
concludeerden ze dat er per ongeluk een stukje DNA in het pseudogen terecht was gekomen. Die verstoring leidde tot de ernstige afwijkingen.
Dat blijkt onzorgvuldig uitgezocht. Het team van Nicholls laat nu zien dat pseudogen makorin1-p1 geen RNA maakt en dat het dus onmogelijk kan bijdragen aan de stabilisatie van makorin-1. Wat de Japanners
over het hoofd zagen was dat hun muizen een makorin-1-eiwit maakten dat te kort was, laten de Amerikanen nu zien en ze verklaren ook hoe dat kwam.
Pseudogenen zijn dode overblijfselen van genen, meer niet, aldus het team van Nicholls.
Junk DNA ( rotzooi DNA ) zijn DNA sequenties zonder functie .
Het is echter NOOIT non -codificerend DNA .
Veel non -codificierend DNA heeft WEL een functie ((regulerende sequenties /oorzaken van replicatie , centromeren, telomeren, SARs, etc. etc).
Maar in het zoogdierengenoom hebben de meeste non-codificerende sequenties geen functie .
Het grootste gedeelte van het menselijke genoom is echte junk.
OMdat we een of andere functie ontdekken voor een stukje non-codificerend DNA zijn we niet meteen gerechtigd te concluderen dat alle non-codifiverende DNA-stukjes een functie moeten hebben
Dit is elementair rationalisme , maar heilaas is dat niet het ,sterkste punt van de Id-oten . Denk bijvoorbeeld aan pseudogenen of degeneratieve alu sequences : die zullen altijd junk DNA blijven .
Onze erfelijke junkyard
Ons DNA bevat ongeveer 35.000 genen die gezamenlijk de informatie bevatten zowel over alle eiwitten die nodig zijn om het menselijke organisme naar behoren te laten
functioneren, als over hoe deze eiwitten opgebouwd zijn (nl. uit - tussen de honderd en honderdduizend - aminozuren).
Er zijn maar een twintigtal verschillende aminozuren en hun chemische structuur is tot op het kleinste detail bekend. Het geheim van het leven lijkt dus in belangrijke mate
gereduceerd tot chemie.
Met het ontdekken de structuur van het DNA, kregen de wetenschappers ook het nodige plak en knip gereedschap - allerlei enzymen (meestal eiwitcomplexen) - in handen,
waarmee je het genetische materiaal verder kon onderzoeken en kon manipuleren.
Waar de maakbare samenleving een illusie bleek, is de maakbare muis of mens in aantocht; sleutelen aan het genoom is een feit. Bij een grote wending in de wetenschap
wordt de mens overstelpt door een golf van nieuwe mogelijkheden die natuurlijk niet alleen ten goede maar ook ten kwade kunnen worden aangewend.
Een ethisch reveil is het noodzakelijke gevolg, waarbij het de uitdaging is om de gevolgen van die doorbraken op een menswaardige manier in de samenleving te laten
landen.
De geschiedenis laat zien dat dit accommodatieproces bijna altijd uitdraait op een uiterst pijnlijk achterhoedegevecht.
Ik heb het niet alleen over Galileï Galileo die pas in de zeventiger jaren van de vorige eeuw, vier eeuwen na dato - door Rome werd gerehabiliteerd. Ook moest er meer dan
een eeuw nagedacht worden alvorens Rome de conclusie trok dat de evolutietheorie “meer dan een hypothese” was.
Hierbij moet trouwens worden opgemerkt dat het aantal sektari챘rs, dat vasthoudt aan archa챦sche denkbeelden als creationisme en zijn actuele incarnatie in de vorm
van Intelligent Designsindsdien niet bepaald is afgenomen.
De structuur van DNA werd in 1953 ontdekt in een soort bouwkeet op de binnenplaats van het oude Cavendish Labaratorium in Cambridge, maar het brede
maatschappelijke debat kwam pas 50 jaar later mondjesmaat op gang, nadat de biologen een mensenoor aan een muizenrug hadden laten ontspruiten en het gekloonde
schaap Dolly aan den volke was getoond.
Ethiek is gewoon een kwestie van gewenning zo lijkt het en dat vergt soms veel tijd. Het succes van de moleculaire biologie wordt van de daken geschreeuwd maar we
staan nog maar aan het begin.
Het is inmiddels duidelijk dat de genetische informatie maar ongeveer 3% van het DNA beslaat dat in de kern van elk van onze 100 miljard cellen ligt opgeslagen.
Een prangende vraag die zich aandient is dan waar die andere 97% voor dient. Omdat een manifeste functie ontbreekt, werd die 97% aanvankelijk zonder omhaal als junk
DNA afgeserveerd. Evolutionaire resten zegt men wel eens, virale verontreinigingen die op een of andere wijze zijn geneutraliseerd, hoe dan ook, gewoon 97% nutteloze
troep. Wat een verkwisting,
Is moeder natuur inderdaad zo inefficiënt, zo spilziek? Op het eerste gezicht lijkt mij dat allerminst uitgesloten. Wanneer je bedenkt dat bij elke geslachtsdaad zo’n tien
miljoen onschuldige spermatozoïden het afleggen in de strijd om één zacht eitje of minder, ben je geneigd natuurlijke verspilling als gegeven te accepteren. Een
gigaverkwisting die zoals we weten niet alleen in de beste families voor komt.
Dit riekt naar een tamelijk slechte bedrijfsvoering; een zeer overdadige productie, die, naar men zegt, bovendien van een afnemende kwaliteit is..., een gebrekkige marketing
en tot slot rampzalige verkoopcijfers daar waar juist gescoord had moeten worden. Hier is duidelijk sprake van een ernstig rendementsprobleem en het wordt hoog tijd dat de
consultancy branche zich hierover gaat ontfermen.
Een slaagkans van 챕챕n op tien miljoen is 0,00001%, en daarbij vergeleken is die informatiedichtheid van 3% op het DNA nog altijd een astronomische groot getal.
Anderzijds verwacht je dat evolutie 찼 la Darwin het toch beter zou doen. Survival of the fittest is niet een slagzin die het beeld van een verzorgingsstaat oproept waar veel
plaats is ingeruimd voor het overbodige, eerder het beeld van een stedelijke jungle waar zelfs het hoogstnodige geen plek heeft en die gekenmerkt wordt door een massale
uitval. De zaadlozing voldoet hier ruimschoots aan, een sprekende analogie is de volgende: er is maar 챕챕n baan te vergeven en het hele Nederlandse volk gaat
solliciteren!
Maar miljoenen jaren 97% junk meezeulen, is een uitspraak van het genre dat 97% procent van het arbeidspotentieel 100% van de tijd zit te maffen.
Niet het kenmerk van arbeidsproductiviteit maar van een terminaal stadium van decadentie.
Er is nog een prangende vraag: is het erfelijke materiaal nu wel of niet de maat van de complexiteit van het organisme?
In hoeverre worden we nu werkelijk bepaald door onze genen. Als we het aantal genen vergelijken van muis en mens blijkt het verschil miniem: beide hebben er zo’n 35.000
stuks waarvan het merendeel bovendien identiek is en er zijn zelfs planten die meer DNA hebben dan de mens. Nog pijnlijker wordt het als we te horen krijgen dat de mens
in zijn DNA relatief veel meer junk heeft zitten dan bijvoorbeeld de Pufferfish. Het is dan maar een schrale troost te weten dat het DNA van de ui weliswaar in omvang niet
onderdoet voor dat van de mens, maar wel weer veel meer junk bevat. Kunnen we hierover iets meer leren als we naar een ander aspect van die complexiteit te kijken,
bijvoorbeeld naar het aantal hersen/zenuwcellencellen? Dan doet homo sapi챘ns het duidelijk beter dan de muis: de mens heeft ruwweg 1500 keer zoveel neuronen.
Hersenvolume, in verhouding tot lichaamsgrootte, lijkt een betere maat voor complexiteit en vijzelt bovendien ons gevoel van eigenwaarde weer wat op. Het spreekt vanzelf
dat voor de organisatie van het brein ook informatie nodig is die op een of andere manier generiek is maar die vermoedelijk dus niet in het genetische materiaal ligt
opgeslagen.
Dat neemt niet weg dat de onlangs overleden medeontdekker van het DNA, later hersenonderzoeker Francis Crick, van mening is dat ook het brein inclusief bewustzijn een
puur chemische aangelegenheid is. Meer algemeen gaat het om de informatie die bepaalt hoe het genetisch materiaal tot uitdrukking komt in een specifiek individu of
specifieke cel. Tussen genen en functionerend organisme zit een gecompliceerd ontwikkelings- en differentiatieproces dat in zekere mate afhankelijk is van
omgevingsfactoren.
Hier tekenen zich de contouren af van een nieuwe epigenetische tak van de moleculaire biologie. Ter geruststelling, de kans dat daarbij notoire lijken zoals vitalisme of
erger nog creationisme uit de kast komen vallen is te verwaarlozen, daar is in de wetenschap voorgoed mee afgerekend.
Voor nurture versus nature liefhebbers echter gloort er nieuwe hoop omdat de epigenetische informatie - hoewel ook weer chemisch gecodeerd - wel degelijk gevoelig lijkt te
zijn voor omgevingsfactoren.
Het DNA zit op een zeer effici챘nt geordende manier opgerold in de minuscule celkern, het zit namelijk om een groot aantal klosjes (histonen) gewikkeld. Een
soort Rapunzel die wegens ruimtegebrek haar zeer lange vlecht stevig in de krulspelden heeft gezet.
Die krulspelden blijken een belangrijke rol te spelen , het is nl. de manier waarop het DNA opgerold zit die bepaalt welke genen gemakkelijk afgelezen kunnen worden en
welke niet, en dat bepaalt dan weer de specifieke kenmerken van de cel.
Verder zijn er ook andere variabele, chemische markeringen op het DNA die bepaalde stukken kunnen blokkeren af juist aanzetten.
Het is duidelijk dat voor de regulering van de genetische expressie in de cel van een levend organisme een metacodering moet bestaan, een epigenetische code die
vooralsnog niet gekraakt is. Het is zelfs niet duidelijk waar die codering precies uit bestaat. Er is sprake van een hele hi챘rarchie van regulerende machten, met op elk
niveau relatief autonome netwerken die het vuile werk doen. Leven is een tikkeltje ingewikkelder dan we dachten. Wetenschap in wording heeft veel weg van een bejaarde
opgescheept met een mobieltje zonder gebruiksaanwijzing. De data staan op een schijf, maar een aantal software applicaties die er iets mee moeten doen blijken te
ontbreken; ze werden niet meegeleverd. Of juist wel, en moeten we die 97% er nog eens op nakijken.
Ik zou wel eens willen weten of alle organismen 'junk DNA' hebben, en zo nee, welke niet
RNA virussen niet
Verder is het een kwestie van percentages op de totale genoomgrote
Mimivirus
http://www.asm.org/microbe/index.asp?bid=35625
Quote:
Mimivirus has a low proportion of noncoding and junk DNA (9.5%),
Van alle vertebraten bezitten de Kogelvissen het kleinste genoom ( ongeveer 10 maal kleiner dan het menselijke genoom ) : ze bezitten bijna geen " junk DNA "
Quote:
http://nl.wikipedia.org/wiki/Kogelvissen
.....Een interessant gegeven is dat deze (kogel)vissen het kleinste bekende genoom van enig gewerveld dier bezitten doordat introns en niet-coderende gedeelten van het DNA nagenoeg
ontbreken, misschien door een onbekende vorm van selectiedruk. De genen die ze hebben zijn wel zeer analoog aan die van andere vissen......
Hoogstwaarschijnlijk is de aanwezigheid van grote percentages junk DNA de regel bij eucaryoten en in het bijzonder bij de meercelligen van het planten en het dierenrijk
http://currents.ucsc.edu/05-06/07-25/genome.asp
Tenslotte ;
1.Grote gedeelten van het labo-muizen genoom kunnen zonder bezwaar ge-deleted (= "knock outs ") worden --> http://genome.wellcome.ac.uk/doc_WTD020724.html
Het gaat hier waarschijnlijk over echte afval/rommel ( of misschien zijn het redundante " back ups " die in de beshermende omgeving van een kooi voor deze gepamperde
en gemanipuleerde " knock-out "muizen niet meer nodig , of (nog)niet getriggerd door hun beschermd gehouden omgeving ...)
Men is er nog niet echt uit ....
2.- Eigenlijk is de term "junk DNA " een vergaarbakterm geworden ; waarin alles werd ( wordt )gedumpt wat men nog niet echt wist ( of nog steeds niet weet ) aangaande
de werking ; de interacties en de expressies van het genoom,: inzonderheid de opeenvolgende regulaties ( in en uitschakeling van genen ) en de invloeden van de
ontwikkelingsomgeving op de assemblage van een nieuw levensvatbaar organisme ...
Er is echter geen twijfel aan dat er wel degelijk evolutionair afval ( verongelukte of permanent uitgeschakelde sequenties zoals ERVS en HERVS ) aanwezig zijn ...
Non-coding DNA is GEEN synoniem voor JUNK of geruineerde DNA -rommel
Er zullen nog wel andere ( functionele en regulerende ) verrassingen uit het zogenaamde "Junk-DNA" te voorschijn komen ...
3
(zie als startpunt over junk DNA
http://nl.wikipedia.org/wiki/Junk-DNA
en vooral dit Evowiki artikel
http://wiki.cotch.net/index.php/Junk_DNA )
Quote:
http://scienceweek.com/2005/sw050708-1.htm
.....nonessential DNA: (junk DNA; selfish DNA) In eukaryotes (cells with a nucleus), the bulk of nuclear DNA is apparently noncoding, i.e., it does not get translated into protein polypeptide
chains, and it does not code for RNA used in cell function. This sort of DNA, of unknown function, is called "junk DNA", and much of it is highly repetitive and present in many copies
scattered or clustered in the chromosomes.....
http://arstechnica.com/articles/columns/science/science-20041024.ars/2
zie verder :
http://en.wikipedia.org/wiki/Category:Molecular_genetics
D


[+] DNA repair
[+] DNA replication

[+] Gene expression

[+] Mobile genetic elements

[+] Repetitive DNA sequences
G
M
R
"Mobile genetic elements"

Mobile genetic elements
P
S


I


Insertion sequence
Interspersed repeat

Short interspersed nuclear element




Transposase
Transposon
Transposons as a genetic tool
Ty5
T
R
J

P element
Plasmid
Junk DNA



Replicative transposition
Retroposon
Retrotransposon
Sunday, April 29, 2007
Noncoding DNA and Junk DNA
http://sandwalk.blogspot.com/2007/04/noncoding-dna-and-junk-dna.html
lees vooral ook het comment #1 van TR Gregory ( Ryan )
A word about "junk DNA".
“It seems as though ‘junk DNA’ has become a legitimate jargon in a glossary of molecular biology. Considering the violent reactions this phrase provoked when it was first
proposed in 1972, the aura of legitimacy it now enjoys is amusing, indeed.”
- Ohno and Yomo, 1991
http://genomicron.blogspot.com/2007/04/word-about-junk-dna.html
Genomicron







Function, non-function, some function: a brief history of junk DNA
Junk DNA: let me say it one more time
An opportunity for ID to be scientific
"Fx of Junk DNA" or "Mondo hackitude-o-rama"
Junk DNA and ID redux
Is most of the human genome functional?
The onion test
Susumu Ohno
DNA unraveled
A 'scientific revolution' is taking place, as researchers explore the genomic jungle
By Colin Nickerson, Globe Staff | September 24, 2007
http://www.boston.com/news/globe/health_science/articles/2007/09/24/dna_unraveled?mode=PF
Laurence A. Moran
Larry Moran is a Professor in the Department of Biochemistry at the University of Toronto.
http://sandwalk.blogspot.com/2007/07/junk-dna-in-new-scientist.html
http://sandwalk.blogspot.com/2007/09/role-of-ultraconserved-non-coding.html
http://sandwalk.blogspot.com/2007/09/will-idiots-make-same-mistake-with-rna.html
Junk-DNA
Slechts twee procent (1)van ons DNA codeert voor eiwitten, de resterende ogenschijnlijke nutteloze 98% heeft ooit de naam junk-DNA gekregen.
Genetici en bio-informatici doen de laatste jaren opzienbarende ontdekkingen in deze "rommel". Micro-ribonucleoprote챦ne zuur (RNZ) bijvoorbeeld. Junk-DNA zou ook
wel eens de sleutel tot orgaankweek kunnen bevatten.
(1) "De genen die coderen voor die componenten van ons lichaam nemen minder dan twee procent van ons DNA in beslag; vijfenveertig procent van ons DNA
bestaat uit afgestorven virussen en andere DNA-rommel. Conclusie: de belangrijkste functie van menselijk DNA is de opslag van DNA-rommel" zegt Ronald
Plaskerk.
"Twee procent klopt", meld de Leidse hoogleraar humane genetica Gert-Jan van Ommen. "Maar het totale aandeel van de 25.000 genen in onze totaal erfelijke aanleg
is beduidend groter", zo'n 30 procent. (2)
Van Ommen rekent namelijk met complete genen, dus inclusief de introns, de stukken DNA tussen het start- en stopsignaal die wel worden vertaald naar RNA, maar niet
naar eiwit.
"Genen zijn in bouwstenen opgebouwd, hier en daar liggen stukken eiwitcoderende sequenties die vaak op verschillende wijze ( splicing ) aan elkaar kunnen
worden gekoppeld. Het grootste gen dat we kennen, dat voor het eiwit dystrofine, bestaat maar voor een half procent uit exons*.
"De introns bevatten signalen waardoor een gen op verschillende mannieren kan worden afgelezen, afhankelijk van het type weefsel of het ontwikkelingstadium.
En veel van die signalen kennen we gewoon nog niet."
Wanneer het enzym SER3 in bakkersgist niet nodig is, wordt een korte voorafgaande sequentie "nonsens"-DNA continue afgelezen.
Het RNA-polymerase dat daarvoor zorgt, blokkeert zo de startsequentie van het enzym. Het vele nonsens-mRNA dat deze regelwijze oplevert, blijkt verder totaal geen
functies te hebben.
Vergelijk het allemaal eens met een computer en diens harde schijf.
De gebruiker van de computer "vervuilt" de harde schijf ook. Veel tijdelijke bestanden die daar na bijvoorbeeld het gebruik van het internet achterblijven als
"tijdelijke bestanden" maar verder geen functie meer hebben. De gebruiker die geen tijd neemt om de schijf met regelmaat op te schonen zal: slecht
georganiseerd zijn, vervuilen en vol raken.
(2)

Waarom is ons totale aandeel van de 25.000 genen in onze totaal erfelijke aanleg ibeduidend groter?

Bijna de helft van ons DNA bestaat uit transposons (kleine stukjes DNA die in het totale aandeel van de erfelijke aanleg van plaats (kunnen) veranderen en mede verantwoordelijk zijn
voor de regeling van de genactiviteit).
o Deze transposons zijn stukken DNA van virale oorsprong die zich in een ver verleden in ons DNA genesteld hebben, zichzelf daar kopi챘ren en , als de de kans krijgen
'rondspringen'.
o De meeste transposons in ons totale aandeel van erfelijke aanleg zijn inactief; ze zijn in de loop der tijden onschadelijk gemaakt door mutaties en verwijdering ervan
(opschoonreacties).
o Twee typen zijn nog wel actief:
 Alu
 Li
Hun sequenties maken deel uit van 25% uit van onze totaal erfelijke aanleg.
De Amerikaanse bio-informaticus Roy Britten ontdekte eind 2004 enkele genen die geheel uit transposoon-DNA bestaan. Inmiddels zijn er van zulke genen meer dan 200 herkend.
o


Een voorbeeld is het gen coderend voor het eiwit AD7C dat in zenuwuitlopers voorkomt. Het blijkt opgebouwd uit vijf verschillende Alu-fragmenten, die alle 'achterstevoren'
gebruikt worden. De afleesrichting van het humane gen is namelijk precies tegenovergesteld aan de afleesrichting in het het originele transposons
De totale erfelijke aanleg bevat ook nog veel uitgeschakelde genen:
o Pseudo-genen,
o Telomeren, vormen een soort slijtlaagje aan het uiteinde van elke chromosoom. Verliest een chromosoom per ongeluk een stuk dan levert dat geen schade op voor de
genen.
o Centromeren (het scharnierpunt van het chromosoom), valt onder het niet-coderend DNA, maar de sequentie is wel karakteristiek.
Waarom totale aandeel van de 25.000 genen in onze totaal erfelijke aanleg compact moet zijn?


Omdat het extra energie kost om elke keer nutteloos DNA te kopi챘ren, en deze nutteloze DNA ook energie vraagt van ons lichaam.
De mens en de rat hebben relatief veel DNA dat van oudsher als junk is bestempeld.
Lengte totale erfelijke aanleg, het geheel van alle genen in een celkern
Naam organisme
Aantal genen
Mens
25.000
% non coding ("junk") DNA
Worm
19.000
97.000.000
Rat
30.000
2.750.000.000
Zandraket (plant)
25.500
125.000.000
75%
Fruitvlieg
13.600
180.000.000
89%
2.900.000.000
98%
73%
98-99%
Glossary
 transposons:










kleine stukjes DNA die in het totale aandeel van de erfelijke aanleg van plaats (kunnen) veranderen en mede verantwoordelijk zijn voor de regeling van de genactiviteit.
Vaak zijn het stukken DNA van virale oorsprong die zich in een ver verleden in ons DNA genesteld hebben, zichzelf daar kopiëeren en , als de de kans krijgen 'rondspringen'.
genoom: ons totale aandeel van erfelijke aanleg
Sequenties:volgorde; DNA-~, volgorde van basenparen in het DNA
Intron:Niet coderend DNA segment dat tijdens de vorming van het mRNA wordt verwijderd; dit proces wordt splicing genoemd.
Exon::coderend stukje DNA, ieder exon-gen bevat behalve exons ook introns.
Polymerase: Enzym dat polymerisatie bewerkstelligt, bijvoorbeeld de vorming van DNA (door DNA-polymerase) en RNA (door RNA-polymerase)
Polymerie:Overerving van een eigenschap die afkomstig is van meer dan één gen.
DNA:afkorting van de Engelse term: deoxyrobonucleic acid. In het Nederlands desoxyribonucleïnezuur (afkorting DNZ)
RNA: afkorting van de Engelse term: ribonucleic acid. In het Nederlands = ribonucleïnezuur (afkorting RNZ )
(1) (Bart klink )Junk-DNA is niet gelijk aan niet-coderend DNA en het is ook niet het DNA waarvan de functie onbekend was of is.
Dit laatste is een populaire mythe.
Junk-DNA is in de jaren ‘70 bedacht door Ohno voor het DNA van defecte duplicaten van genen (later pseudogenen genoemd). Dit werd als functieloos
beschouwd vanwege een goede reden (duplicaten zijn meestal redundant en kunnen dus ‘kapotmuteren’ zonder functionele consequenties), niet omdat de
functie onbekend was.
Nu weten we dat we meer DNA in ons genoom hebben dat hoogstwaarschijnlijk geen functie heeft.
Voor meer hierover zie: www.genomicron.evolverzone.com...
journalisten begrijpen vaak niet goed wat JUNK DNA
is
, waardoor ze gemakkelijk kunnen worden overtuigd dat " junk-DNA:" een gewantrouwd concept is geworden .
De journalisten zijn echter verkeerd, niet de wetenschappers die de term nog steeds gebruiken.
Het is waar dat er veel wetenschappers zijn die JUNK -Dna moeilijk kunnen inschatten omdat het niet erg goed met hun streng adaptationisme spoort .
Maar enkel omdat er controverses bestaan over deze term betekent nog niet dat hij nog steeds voortreffelijk kan worden gebruikt door pluralisten in de evolutiewetenschappen
Veel wetenschappers gebruiken nog steeds de term "junk DNA."
Wanneer het goed wordt begrepen is het een uiterst nuttige term die reeds tientallen jaren in gebruik is
[Noncoding DNA and Junk DNA].
bron :
http://sandwalk.blogspot.com/2007/11/more-misconceptions-about-junk-dna.html
Pseudo genen
We hebben sequenties in het DNA waargenomen die lijken op sequenties van eiwitten, maar ze zijn vaak korter omdat er een vroegtijdig stopcodon aanwezig is.
( of omdat er een frameshift is opgetreden en er een nonsense sequentie is onstaan na de indel (2)
Als van zo'n gen een eiwit wordt gemaakt dan wordt het eiwit niet volledig afgemaakt en is het niet functioneel.
Men noemt dit soort sequenties pseudogenen.(A)
We herkennen pseudogenen omdat we code waarin eiwitten worden geschreven kennen.
We zien aan de code dat het eiwit waarvoor het codeert niet volledig kan worden gemaakt en daarom denkt men dat het een overblijfsel van een geinactiveerd eiwitcoderend gen is.
Men noemde dit soort pseudogenen DNA fossielen.
Creationisten (1) hebben geopperd dat de "pseudogen" sequenties wellicht regulatoire functies kunnen vervullen.
Met name omdat in het junk DNA meer en meer regulatoire sequenties worden aangetroffen die men voorheen niet kon lezen (men kende de code niet), maar die nu blijken
te coderen voor moleculaire schakelaars en regulators.
VEEL (2) pseudogenen zijn helemaal geen DNA fossielen.
Het zijn helemaal geen geinactiveerde eiwitsequenties.
Het zijn inderdaad genen voor heel specifieke regulators en daarom zien ze er net zo uit als het eiwitcoderende gen dat ze reguleren .
om dit te begrijpen met men weten dat het eiwit dat in het dubelstrengs DNA molecuul gecodeerd wordt eerst in een enkelvoudige gecodeerde tussenvorm wordt omgezet
( RNAi /natural small interfering RNA (siRNA) sequences ).
Deze enkelstrengs boodschapper is complementair aan het stukje regulerend pseudogen en kan daaraan binden, waarna het dubbelstrengs wordt en kan worden herkend
voor modulatie.
Bron =
( door mij aangepast )
http://www.volkskrantblog.nl/bericht/205541
(A)
The textbook definition of a pseudogene is =
an inheritable genetic element that is similar to a functioning gene, yet is non-functional.
But what is meant by non-functional is debatable — not transcribed, not translated, or not under control of a promoter sequence?
Pseudogenes are similar to protein-coding genes because they are usually copied from a parent gene, either through unsuccessful duplication
or by retrotransposition (whereby a gene is transcribed into RNA, which is then 'reverse-transcribed' back into DNA and inserted somewhere different in the
genome).
Because all this copying does not yield a normal, functioning protein, pseudogenes are usually identified by obvious 'disablements' in their sequence,
such as frameshifts or premature stops.
They have been of interest because they provide records of ancient molecules encoded by the genome.
(1)
dat het de creationisten zijn die dat altijd al beweerden ?
Het zijn in elk geval wetenchappers die dat hebben aangetoond en verder onderzocht ( en in de artikels in "Nature " verder hebben gedocumenteerd )en niet het zootje
"religieuze sectarische speculanten "dat men creationisten noemt....
(2)
Wat is "veel" ?
In het oorspronkelijke artikel waar naar wordt gerefereerd
http://www.nature.com/nature/journal/v453/n7196/full/453729a.html
staat
" Pseudogenes constitute many of the non-coding DNA sequences that make up large parts of genomes.
Once considered merely protein fossils, it now emerges that SOME of them have active regulatory roles."
Zijn er ook niet nog "veel " pseudogenen die blijven voldoen aan de "oude" omschrijviong " DNA-fossiel"
("They have been of interest because they provide records of ancient molecules encoded by the genome.?)
en bovendien is niet "alle " junk-DNA ; functioneel ... toch ?
(Zo verzwijgt deze creationist de pseudogenen als gevolg van een "frameshift"en nonsense - sequenties volgend na de plaats in de sequentie waar de indel plaatsgreep )
Tens of thousands of pseudogenes are found in mammalian genomes (roughly the same number as protein-coding genes in all mammals sequenced so far )
In addition, a large proportion of these sequences seem to be under some form of purifying selection — whereby natural selection eliminates deleterious
mutations from the population — and genetic elements under selection have some use
ENCODE pilot project, which looked at a representative 1% of the sequence of the human genome, found strong evidence for at least one-fifth (20%)of
pseudogenes being actively transcribed.
Opmerking ;
Een belangrijk punt van wetenschap is, dat je op basis van nieuwe feiten andere inzichten krijgt.
Daarbij is het vorige inzicht niet waardeloos o.i.d maar niet meer passend bij de huidige waarnemingen.
Een oude theorie kan nog best bruikbaar zijn als verklaring voor een en ander.
Vergelijk het deeltjes model voor en na Rutherford.
Het is dus nogal belachelijk om bij een wijziging van inzicht te doen alsof een theorie altijd al waardeloos was.
En in dit geval is een stukje inzicht bijgesteld.
Om te kunnen kiezen tussen concurerende hypothesen moet je in de eerste plaats (minstens ) twee hypothesen hebben .
Idealiter zullen beiden verschillende voorspellingen doen en zal een van de twee een grotere
verklarings-waarschijnlijkheid bezitten
Dus :
Wanneer ID-ots/creationisten beweren dat er een alternatieve hypothese bestaat ter verklaring van waargenomen patterns en anders dan de huidige wetenschappelijke
en voorlopige consensus volgens de meest waarschijnlijke parsimonische overwegingen , en uitgeteste kennis ....Dan zouden voormelde creationisten beter voor de dag
komen met een eigen hypothese ipv slechts " rethorische praatjes en verdraaiingen , dilettantische misvattingen en sofistische kritieken"te leveren die de legitieme ( reeds
bereikte ) consensus ( in hun ogen )moeten onderuit halen omdat die wetenchappelijke "verklaringen " hun diep gekoesterde overtuigingen op basis van "onbetwijfelbaar"
geloof ,ondergraaft .
Concreter toegepast op het waargenomen gegeven van "de gedeelde foutjes in de gelijkaardige pseudogenen van verschillende organismen",blijkt het
waargenomen foutjes-patttern niet te verklaren door een gemeenschappelijk mechanisme(= bijvoorbeeld het zijn allemaal gevolgen van mutatie -hotspots )
, gemeenschappelijk ontwerp /"ex machina" ontwerper en/of elk bewust intelligent(=doelgericht?) ontwerp
Het waargenomen vergelijkend pattern is kompleet consistent met
"gemeenschappelijke afstamming met modifikaties "
en met de gegevens die zijn waargenomen in gelijkaardige/analoge patronen waarbij "materieel gebonden overdraagbare stukjes info" wordt gedupliceerd /verspreid
(= bijvoorbeeld : cut & paste operaties en/ of spiekerijen die allemaal zichzelf verraden
omdat ze ook de reeds in het origineel aanwezige "fouten" ,overnemen ...
etymologie van woordjes en gelijkenissen tussen verwante talen )
Dergelijk vergelijkingen van "fouten in homologe pseudo-genen" vormen een patroon dat
zeker niet is voorspeld door gelijk welke creationist en kan niet worden ingepast
in een of ander creationistisch model .
Kan een creationist wel dergelijk model produceren laat hem dan spreken
of ( als hij dat niet kan ) voor eeuwig zijn mond houden
De bovenstaande aanbeveling gaat er natuurlijk vanuit dat de creationisten in kwestie
(1)de wetenschappelijke literatuur serieus (door)nemen,
(2) vertrouwd zijn met al de bewijsstukken ( en tegenbewijzen ) en
(3)gekwalificeerd (= vakbekwaam) om die te interpreteren( m.a.w. hun hypothese willen onderwerpen aan de legitiem-wetenschappelijke peer review )
De creationistische hypothesen die daaraan willen voldoen zijn tot nu toe al allemaal
als "onvoldoende" afgevoerd ...
m.a.w. de creationisten zijn tot nu toe allemaal ferm "gebuisd"
Pseudo-genen ;
Goed gedocumenteerde voorbeelden ( en ontwikkeling ) van " vestigale " pseudo-genen die ooit nodig waren bij het aanmaken van tandemail van de voorouders van
(maar nog steeds aanwezig zijn bij ) tandloze zoogdieren
http://whyevolutionistrue.wordpress.com/2009/09/10/dead-genes-for-tooth-enamel/
Figure 1. Enamelin gene phylogeny for mammal species with no teeth, un-enameled teeth, or fully enameled teeth (tooth type illustrated at right, before species name)
(above), from Meredith et al.: Figure 1. Species tree with frameshift mutations and dN/dS branch coding. Symbols next to taxon names denote taxa having teeth with
enamel, taxa having teeth without enamel, and edentulous taxa. Branches are functional (black), pre-mutation (blue), mixed (purple), and pseudogenic (red). Vertical bars on
branches represent frameshift mutations (see Table S1). Frameshifts that map unambiguously onto branches are shown in black. Frameshifts shown in white are unique, but
occur in regions where sequences are missing for one or more taxa (Figure S7) and were arbitrarily mapped onto the youngest possible branch. Homoplastic frameshifts
(deltran optimization) are marked by numbers. Numbers after taxon names indicate the minimum number of stop codons in the sequence (before slashes) and the length of
the sequence (after slashes).
Genomicron













Junk DNA - the quotes of interest series
Non-functional DNA: the burden of proof
Non-functional DNA: quantity
Non-functional DNA: non-functional vs. inconsequential
MASHing junk DNA
Function, non-function, some function: a brief history of junk DNA
Junk DNA: let me say it one more time
An opportunity for ID to be scientific
"Fx of Junk DNA" or "Mondo hackitude-o-rama"
Junk DNA and ID redux
Is most of the human genome functional?
The onion test
A word about "junk DNA"
Sandwalk




Junk in your genome: LINEs
Junk in your genome: SINEs
Junk in your genome: pseudogenes
Junk in your genome: protein-encoding genes
http://sandwalk.blogspot.com/2008/02/theme-genomes-junk-dna.html
Theme: Genomes & Junk DNA
Junk in Your Genome
Transposable Elements: (44% junk)1
DNA transposons: 3%
retrotransposons: 8%
L1 LINES: 16%
other LINES: 4%
SINES: 13%
Pseudogenes (from protein-encoding genes):
1.2% junk
Ribosomal RNA genes: essential 0.05% junk 0.09%
Protein-encoding genes:
transcribed region: essential 1.8% junk (not included above) 7.4%
regulatory sequences: essential 0.6%
Repetitive DNA
α satellite DNA (centromeres)
essential 2.0%
non-essential 1.0%%
telomeres
essential (<1000 kb, insignificant)
Total Essential (so far) 4.5%
Total Junk (so far) 54%
1. A small percentage (<1%) of all transposable elements have acquired a function in the human genome.
Quintessence of Dust



Talking trash about "junk DNA": lies about genomic research
Talking trash about "junk DNA": lies about "function" (part I)
Talking trash about "junk DNA": lies about "function" (part II)
Pharyngula

Another junk DNA denialist on a tirade
DNA toch echt junk?
mei.20, 2010,
Ooit meenden biologen dat zo’n 96 procent van ons DNA bestaat uit niet-functionele ‘junk’. Rotzooi-DNA.
De laatste jaren kwamen er aanwijzingen dat er toch meer aan de hand was: een deel van het junk-DNA zou wel degelijk een functie hebben. Dat past in het straatje van creationisten, die
dit zien als een bewijs van goed ontwerp van het DNA.
Maar nu is er een studie verschenen die in ieder geval een deel van het bewijs voor functionaliteit van het ‘junk-DNA’ weer ontkracht.
Het genoom bestaat voor het grootste deel toch uit troep ( JUNK DNA ) (1)
http://www.sciencenews.org/view/generic/id/65098/title/Genome_may_be_mostly_junk_after_all
Onderlinge vergelijkingen binnen vele verschillenden soorten en met het menselijk standaard-model-genoom ,suggereren alweer dat het meeste menselijke DNA geen bekende
functies heeft (2)
Tina Hesman Saey December 4th, 2010;
Vol.178 #12 (p. 17) 04 december 2010;
-Het grootste deel van het menselijk genoom is eigenlijk junk.
Wetenschappers zijn al een tijdje gestopt met dat deel van het genoom die geen eiwitten produceren , te negeren .
Maar een nieuwe studie vergelijkt de menselijke genetische opstelling met die van andere zoogdieren en concludeert dat er heel weinig van het menselijk genoom echt
noodzakelijk is om een levend wezen mogelijk te maken .
Ongeveer 7 procent van het menselijk genoom is vergelijkbaar met het DNA van andere zoogdieren, zei Arend Sidow van de Stanford University.
Omdat het inderdaad vergelijkbaar is, of "geconserveerd", nemen genetici
aan dat dit DNA het meest integraal en essentieele gedeelte is van ons genoom die ons minstens tot zoogdier maakt.
Sidow suggereerd dat dit belangrijk deel van het genoom bestaat uit slechts 225 miljoen van de 3 miljard chemische DNA letters , gevonden in het volledige menselijke genetische instructie
boekje.
Slechts een klein gedeelte van de geconserveerde DNA wordt vertaald (Translatie) en gebruikt om eiwitten te produceren.
Volgens Sidow blijkt uit de vergelijking van het menselijk genoom met die van andere zoogdieren, dat ongeveer 85 procent van de geconserveerde DNA (= een beetje meer dan 6 procent
van het totale genoom) is te vinden in de "DNA streng tussen de coderende genen of tussen de eiwit-producerende sequenties binnen de genen zelf ( tussen de "regels" van de coderende
boodschappen ).
Deze positionering suggereert dat die DNA-regio's een rol kunnen spelen in het reguleren van de eiwitten produktie , (Sidow 3 november op de jaarlijkse bijeenkomst van de American
Society of Human Genetics.)
Sidow's studies baseren zich op het principe dat :
"....als bepaalde stukken DNA worden bewaard doorheen de evolutie, dan moeten ze wél belangrijk zijn. Dingetjes die niet -bewaard zijn gebleven zijn minder noodzakelijk (
redundant ?) dan de geconserveerde programma's die nodig zijn voor de basisfuncties.
De regel is dat belangrijke dingen aanwezig blijven"
Al het extra DNA is bovendien niet noodzakelijk is om complexiteit,toe te laten ,stelt Sidow .En dat geldt voor alle bekende (minstens) meercellige organismen ...
Immers, ook de kogelvis ( geen zoogdier natuurlijk) heeft een genoom van slechts 380 miljoen DNA-letters, maar is nog steeds een erg verfijnd en complex dier.
Sommige van Sidow collega's denken dat zijn analyse toch een aantal bekende cruciale uitgangsgegevens en bevindingen ontbeert.
Recente studies over menselijke RNA-moleculen die niet- coderen voor eiwitten laten zien dat deze moleculen bepaalde erg belangrijke functies bezitten , die niet zijn bewaard in de
DNA-codes van andere zoogdieren,(3) aldus Job Dekker van de Massachusetts Medical School in Worcester.
"...de huidige computerprogramma's zijn bovendien (nog)niet erg goed in het uitzoeken van kleine DNA-regio's ,verdeeld over vele soorten ..."
voegde hij eraan toe.
(1)'junk' is een ongelukkige ( uit een vroeger stadium van de wetenschap stammende ) benaming.
De huidige Epigenetica suggereert toch iets anders
Waarom zou de natuur zoveel energie en moeite (informatie?) spenderen om zoveel genetische afval te blijven doorgeven ? Dat we het (nog) niet begrijpen betekent dat onze kijk en
kennis over "junk DNA "zelf ook overbodige en gepaseerde afval is , eerder dan echte kennis en begrip over het complexe proces zelf, dat aan het aanwezig zijn van "JUNK-DNA " ten
grondslag moet liggen.
(2)
"Als het belangrijk/essentieel is, zal het behouden blijven . ?"
Is dat geen soort van gemakkelijke cirkelredenering ?;
want
"Hoe weten we dat alles wat behouden is ook daadwerkelijk belangrijk is ?
En/of hoe weten we dat alles wat niet-geconserveerd is, ook niet belangrijk kan zijn ?"
"We weten het(nog)niet."
-Alhoewel wetenschappers misschien nog niet weten wat de toekomstige implicaties van "junk DNA" studies in de evolutie van de soorten zouden kunnen betekenen ,geeft het de genetici en
evolutiebiologen toch een uitgangspunt bij de ontrafeling van de merchanismen achter het onstaan / de radiatie ( en het kunstmatig maken ? ) van "nieuwe" organismen op basis van
genetische coderingen ...
-Omdat we iets niet "begrijpen of nog niet genoeg kennen " betekent dat nog niet dat het ook overbodig is .
Het betekent voornamelijk dat we niet begrijpen waarom het "onbelangrijke" nog steeds aanwezig is.( niet is afgevoerd ( verwijderd ) uit het genoom )
-Hoe kunnen we daadwerkelijk onderzoeken of iets al dan niet genetisch belangrijk is ?
Een " knock out "test doen: verwijder dus gewoon dat " te onderzoeken " deel van het genoom ( wat bijvoorbeeld zowel bij mens en muis voorkomt ) bij proefmuizen .
Als het nog steeds een leefbare muis opleverd , kunnen we zeggen dat het waarschijnlijk(= Immers lab muizen zijn gepamperd en derhalve geen opeenvolgende generaties van populaties
wild-types ..die in de vrije natuur moeten zien te overleven) niet belangrijk is .....
Maar het kan nog steeds wél evolutionair belangrijk zijn - bijvoorbeeld door betere regulaties van mutaties mogelijk te maken.( = en zelfs buffer en herstellings -capaciteiten te helpen
ontwikkelen van nut bij "development" ?)
*Evolutionary Developmental Biology ( EVO-DEVO ) ..
Genen worden gestuurd door de manieren waarop ze worden aan-en uitgeschakeld tijdens onze ontwikkeling.
Daarom bestaan dan ook zeer vergelijkbaar codering secties van een mens of een chimpansee. Sommige van het "junk DNA " zijn effectieve schakelaars die een coderende gedeelte actief of
inactief kunnen maken.
Sommige genen zijn inactief zijn in verschillende stadia van het leven, of hun activiteit wordt verminderd. Voorbeelden van geïnactiveerde genen zijn bijvoorbeeld te vinden in die genen , die
de epsilon en zeta ketens in menselijke embryonale hemoglobine aanmaken.
Genen die coderen voor eiwitten kunnen slechts 7% van het menselijk genoom vertegenwoordigern,maar DNA sequenties coderen voor meer dan alleen maar eiwitten.
Er zijn allerlei instructies aanwezig in het DNA, voor (bijvoorbeeld) de vorming van verschillende organen en structuren in het lichaam zoals de ogen en precies waar het oog moet worden
"geplaatst"in het lichaam ( Hox gernes ? ) ,waar de zenuwen moet worden aangehecht , en waarze moeten verbindingen leggen in de hersenen .
Sommige DNA gedeeltes regelen de cellulaire activiteit, de groei naar volwassenheid, etc. In en uit zichzelf, kunnen eiwitten niet weten waar ze geacht worden om hun functies uit te oefenen
Er moeten instructies komen uit het DNA dat bepaalde enzymen (proteolytisch) daar blijven waar ze nuttig zijn
Alle informatie die nodig is voor het bouwen, groeien, en onderhouden van een goed functionerend lichaam is in het DNA opgeslagen , met inbegrip van interacties met de omgeving.
Allerlei dieren, vissen en insecten hebben zo veelgeweldige instincten ____eiwitten vertellen hen niet hoe dit moeten doen.____Ook deze informatie komt uit hun DNA.
Ik verondersdtel dat veel van de "junk" DNA nodig is voor andere dingen dan het maken van eiwitten. J
Mee eens dat veel van het totale genoom misschien niet noodzakelijk is ...maar het artikel doet geen recht aan wat wél nodig is buiten de coderende gebieden.
Ze zitten juist wanneer ze beweren dat erg eveel van het junk-materiaal het gevolg is van allerlei kopiërings fouten en gewijzigde( en verongelukte ) gensequenties "restanten" (genomic
fossiles ) .
Als er een hoog percentage onder het junk van cruciaal belang is voor ons bestaan, dan is het hoogstwaarschijnlijk dat de aanwezigheid van junk maar al te vaak zou leiden tot lethale
ontwikkelingen ( wat controleert de niet coderende maar belangrijke " junk" ) .
Grote delen junk die op development -gebied niet nodig zijn , helpen misschien toch nog bij het bufferen van 90% van alle coderingsfouten die de DNA streng kan absorberen zonder al te
veel invloed te hebben op het resultaat bij het bouwen (development ) van een "nieuw" organisme.
* Niet-coderende DNA is misschien een genetisch reservoir van "reserveonderdelen" waaruit dan ,door onder evolutionaire druk staande populaties , kan worden geput en verder mee worden
geknutseld door het evolutieproces
Dit reservoir biedt mogelijk aan evoluerende stamlijnen de nodige (voordelige ) flexibiliteit( en mogelijke variatie-grondstoffen onderworpen aan de NS ) op genetisch niveau in periodes van
hoge evolutionaire druk .?
Ooit waren alle inactieve genen en junk sequenties actief in de verschillende stadia van de geschiedenis van het aardse leven?
Omdat onze stamlijn diverse verandering en adaptaties en functieverschuivingen onderging ___ van het menselijk genoom -verschillende delen van het DNA doen meestal ook verschillende
dingen ___ en nu het proces op het huidige ogenblik haar jongste uitdraai presenteerd ( inclusief het zogenaamde junk ) , is het voorstelbaar dat er heelwat "slapende "regulatoren en
uitgeschakelde sequenties aanwezig zijn totdat ze kunnen worden aangewend/ terug aangeschakeld of " hersteld " of zelfs gewijzigd/ gebruikt als nieuw genetisch knutselmateriaal, in de
loop van toekomstige adaptatieve veranderingen in opeenvolgende generatie nakomelingen uit de open ended stamlijnen ( zolang ze niet zijn uit gestorven uiteraard ) ?
(3) * op zijn minst een aantal niet-geconserveerde sequenties moet ook belangrijk zijn.
-Sommige niet-geconserveerde ( en soort-unieke ) sequenties moeten wel een grote rol spelen waarom de soorten onderling van elkaar verschillen ... Zo overbodig en redundant zijn ze
ook weer niet ...mensen zijn zoogdieren maar daarom nog geen muizen en vice versa
Er zijn gelijkenissen en verschillen ... beiden zijn van belang bij het bestuderen van evolutionaire verschijnselen ...
"Genetische Dark Matter"
Op zoek naar nieuwe bronnen voor de menselijke variatie
sciencenews.org sciencenews.org
Uit zowel DNA en/als RNA, zijn "template " ORGANISMEN ontwikkeld, geproduceerd en gebruikt die aan de basis liggen van het aardse leven ; de RNA's, voor de goede en vlotte uitvoering
van alle processen,waar het leven van afhankeliojk is ..en .het verbeteren van RNA's reproductie bij het overstijgen van de Aarde bio-energetische beperkingen , zo veel en zo lang als
mogelijk is .
Dit is de essentie van het leven, en van natuurlijke selectie. Het is de tijdelijke optimalisering van bruikbare beperkte leven -energie , als brandstof en afkomstig van de totaal energie
in de lopende kosmos expansie.
Genomen zijn net evolutionaire "agglomeraties" ,
Net zoals alle aardse complexe systemen zijn ze "gegroeid" en zitten ze vol met overbodig geworden toegangswegen , halfafgeboken stellingen , puinhopen en nieuwe shortcuts die (
bijvoorbeeld) nieuwe toegangs-problemen moeten oplossen ...
.
Net zoals sommige organen overbodig zijn geworden in veel andere organismen in de loop van hun evolutie , zijn ook een aantal genoom secties dus overbodig in de veel veel veel
langere geschiedenis van het leven en diverse genomen.
De aardse levensvormen bestonden al altijd en zijn nog altijd RNA-LEVEN.
Wetenschap moet nodig en altijd weer haar visie, inzicht en concepten.
aanpassen
Op Panda’s Thumb wordt functioneel junk-DNA als argument voor creationisten ten grave gedragen.
De creationistische visie op junk DNA
http://korthof.blogspot.com/2011/04/de-creationistische-visie-op-junk-dna.html
G Korthof
April 19, 2011
Dit blog gaat over de creationistische visie op junk-DNA in het algemeen, en een volgend blog over introns in het bijzonder (Junker, Scherer). Introns zijn een speciaal geval van junk-DNA.
Junk-DNA is, ondanks de ongelukkige term, een legitiem en interessant wetenschappelijk onderwerp. We proberen te achterhalen wat de functie is van zo ontzettend veel DNA dat niet codeert
voor eiwitten. Het is verleidelijk om te onderzoeken hoe het concept junk-DNA in de literatuur terecht is gekomen en hoe het zo populair is geworden. Maar dat doe ik hier in beperkte mate.
Anders loopt het al gauw uit de hand. Ik doe het waar nodig om te laten zien dat de claims van ID niet kloppen. Deze blog gaat voornamenlijk over hoe creationisten het begrip junk-DNA
misbruikt hebben.
Volgens Intelligent Designer Jonathan Wells [4] hebben Darwinisten de junk DNA mythe in het leven geroepen. Het is een mythe volgens Wells omdat de feiten uitwijzen dat 'junk DNA' geen
junk is. Het heeft een functie. ID had dit al voorspeld. Wells schrijft er een heel boek over om dat aan te tonen: The Myth of Junk DNA. Hij plaatst deze mythe in het rijtje Darwinistische mythes
die hij eerder ontmaskerde. Hij noemt dat mythen omdat het bewust in standgehouden leugens zijn. Het is bepaald geen plezier om Wells te lezen, het is een tenenkrommend en
misselijkmakend stuk, maar het moet. Zo nu en dan.
De oorsprong van het concept 'junk DNA'.
Het is bijzonder leerzaam om de originele publicatie van bijna 40 jaar geleden "So much "Junk DNA in our Genome" (1972) [3] van Susumu Ohno te lezen waarin het junk-DNA concept
geintroduceerd werd. Ohno kwam in de conclusie van zijn artikel met een fascinerende gedachte: als er zoveel succesvolle genen in ons genoom zitten, moeten er ook veel 'mislukte
probeersels' zijn:
"Triumphs as well as failures of nature's past experiments appear to be contained in our genome." [3]
Hij zag junk DNA als het resultaat van miljoenen jaren 'evolutionair experimenteren'. Hij zag 'junk-DNA' dus helemaal niet zo negatief. Junk-DNA is niet meer functioneel, ok, maar was het ooit
wel, of heeft nog geen nieuwe functie gekregen. Junk-DNA is potentieel nuttig. Redundant DNA is eigenlijk de enige manier om nieuwe genen te evolueren volgens Ohno. Het kan ontstaan
door de duplicatie van een gen (genduplicatie). Immers functionerende genen kunnen niet veel mutaties verdragen. Maar redundant DNA of niet-coderend DNA is vrij om te muteren. Ohno
geeft deze prachtige vergelijking, die me doet denken aan die van Dawkins:
"The earth is strewn with fossil remains of extinct species; is it a wonder that our genome too is filled with the remains of extinct genes?" [5]
'junk-DNA' in genetische context
Als we de ontwikkeling van de genetica bekijken wordt ook duidelijk waarom het begrip 'junk-DNA' populair werd.
Mendel verklaarde erfelijkheid door overerving van discrete erfelijke factoren. Die erfelijke factoren werden na 1900 genen van de Mendelse genetica. In 1953 werden die genen DNA. De
genetische code werd in de 60-er jaren ontrafeld: DNA codeert voor eiwitten. Dat is de functie van DNA. Al het leven op aarde is op DNA en eiwitten gebaseerd. Deze ontdekkingen behoren tot
de absolute hoogtepunten van de biologie. Alles wat daarna ontdekt is zijn verfijningen; weliswaar belangrijke verfijningen. Immers zonder eiwitten (enzymen) is leven niet denkbaar. En eiwitten
worden indirect via DNA doorgegeven naar de volgende generatie. In de context van DNA-codeert-voor-eiwitten wordt het begrijpelijk dat men sprak over coderend en niet-coderend DNA. Nietcoderend-DNA was DNA met onbekende functie en werd vooral in populair-wetenschappelijke literatuur met 'junk-DNA' aangeduid.
Maar wetenschappers wisten dat junk-DNA stond voor niet-coderend-DNA.
Ook de betekenis van introns moet in die context gezien worden.
Introns zijn niet-coderende stukken DNA en worden verwijderd.
Exons coderen voor eiwitten.
Zodoende werden introns tot junk-DNA gerekend. L
ogisch zolang je geen bewijs van het tegendeel hebt.
Toen men eenmaal begon te ontdekken dat RNA ook nog andere functies had dan als boodschappenjongen voor eiwitproductie dienst te doen, en genregulatie en genexpressie
ontrafeld begonnen te worden, begon men ook functie's van sommige niet-coderende stukken DNA te ontdekken. Vraag: als je al het coderend DNA en het regulerend DNA optelt,
komt je dan op 100% van al het DNA? Ik dacht het niet. Daarover later meer.
'Junk-DNA' in de context van genoom groottes (1)
Er zijn nog andere feiten waarom het idee van 'junk-DNA' zich opdringt aan de waarnemer: genoom groottes van verschillende organisms.
Sommige organismes hebben gewoon teveel DNA!
De mens heeft een genoom van 3.42 miljard nucleotides, de longvis Protopterus aethiopicus: 130 miljard nucleotides! De longvis heeft dus 38x zoveel DNA als de mens!
De tegenstelling tussen complexiteit van het organisme en de genoomgrootte staat bekend als C-value paradox.
Grappig is dat creationisten wel eens de c-value paradox tegen Darwinisme hebben gebruikt. Evolutiebioloog T. Ryan Gregory heeft de 'onion test' bedacht voor iedereen die meent dat al
het niet-coderend DNA een functie heeft:
"Can I explain why an onion needs about five times more non-coding DNA for this function than a human?" [6].
ID-ers denken niet echt na over de vraag of al dat extra DNA echt nuttig is. Maar ja, wetenschappelijk onderzoek is ook niet hun primaire doel.
'Junk-DNA' in de context van bekende processen
Het idee van junk-DNA kon makkelijk geaccepteerd worden door genetici omdat die op de hoogte waren van veel processen waarbij DNA ongecontroleerd en op autonome wijze zich kon
vermenigvuldigen en verspreiden binnen het genoom van het organisme, net zo als een virus of een parasiet.
Bijvoorbeeld: transposons (Transposable Elements), retroposons, viraal DNA, repetatief DNA (Alu), Lateral DNA transfer (LTR),
pseudogenen, genduplicatie, genoomduplicatie (polyploidie).
Al deze processen veroorzaken grote, vaak ingrijpende mutaties. Het
zijn bepaald geen puntmutaties!
Vraagje: hoe kun je een ontworpen en dus gefixeerd genoom rijmen met al deze dynamiek en parasitaire elementen?
Het originele ontwerp wordt vernietigd.
Darwinisten ten onrechte beschuldigd
Volgens Wells [4] hebben Darwinisten de junk-mythe verzonnen en in stand gehouden. Als bewijs wordt bijvoorbeeld Francis Collins (2006) The Language of God opgevoerd. Helaas heeft
Wells Collins slecht en selectief gelezen. Collins zelf is veel voorzichtiger. Hij zegt dat sommige wetenschappers het 'junk DNA' noemen, maar Collins zelf vind dit nogal arrogant gezien onze
onwetendheid:
"some even referred to these as "junk DNA", though a certain amount of hubris was required for anyone to call any part of the genome "junk", given our level of ignorance." [2].
Dus: Collins kritiseerde het woord 'junk'!
Verder wordt Richard Dawkins The Selfish Gene uit 1976 (!) geciteerd.
Waarom is Dawkins fout volgens Wells?
Omdat in de jaren 80 (!) en in 2003 (!) ontdekt is dat niet-coderend DNA wel functioneel kan zijn [1].
Dawkins had dit met terugwerkende kracht moeten weten?
Laten we een paar zgn 'Darwinistische' publicaties onder de loop nemen. Precies 10 jaar geleden publiceerde Nature het boek The Human Genome waarin gesteld werd:
"Less than 2 percent of the human genome is made up of protein-coding sequences. The remainder has been labeled as 'junk DNA'. The function of these vast tracks of noncoding sequence is still largely obscure, but they do seem to contain instructions that help to control what proteins are expressed where, and when" [8]
Ook hier zien we dat junk niet echt dogmatisch wordt gehanteerd.
Wanneer de data dat rechtvaardigen worden functies erkend.
Eerlijkheidshalve noem ik ook dat volgens Makalowski [9] de term junk-DNA het onderzoek naar de functie vertraagd heeft.
Is dat echt zo?
Alsof (top)wetenschappers zo onkritisch zouden zijn en zich uitsluitend door een tendentieus woord laten leiden bij hun onderzoek.
Bijvoorbeeld de bekende evolutiebioloog Sean Carroll noemde junk-DNA 'Dark Matter of the Genome' naar analogie met dark matter in het universum:
"Most dark matter contains no instructions and is just space-filling "junk" accumulated over the course of evolution. In humans, only about 2 to 3 percent of our dark matter
contains genetic switches that control how genes are used." [10]
Ondanks zijn opvatting dat het meest niet-coderende DNA junk is, accepteert hij dat een klein percentage regulerende functies heeft omdat zijn gegevens dat uitwijzen.Voor wetenschappers is
het niet de vraag of er junk-DNA bestaat, maar hoeveel DNA junk is.
ID geeft geen theorie die voorspellingen doet.
Het hele probleem van junk DNA is dat creationisten vergeten dat er mutaties bestaan [7]. Die muaties treden continue op.
Mutaties zijn ongericht, doelloos.
Ze wijzigen en vernielen het Ontwerp!
Ons genoom zit vol met mutaties.
Als het genoom geschapen is dan is iedere wijziging door een blind mechanistisch proces hoe dan ook een wijziging van een perfect geschapen genoom.
Creationisten hebben geen theorie, alleen losse opmerkingen naar aanleidingen van fouten van Darwinisten of nog onverklaarde verschijnselen.
Designed? Hoezo?
Wat is er designed? Functioneel? is alles functioneel? Is iedere base in het DNA functioneel?
Laat zien!
Als het menselijk genoom uit slechts 1,5% coderende genen bestaat, is 98,5% dan regulerend DNA?
Geldt het ook voor organismes die méér DNA hebben dan de mens (salamander, amoebe?) Toon aan!
Niet, hoe zo niet?
Als het ontworpen is, is het dan perfect?
Of mogen er gebreken aan zitten?
Maar dan zijn zowel perfect deelzaken als gebreken compatible met Design?
Daar moeten ze een theorie over opstellen.
Geef een theorie, in plaats van gelegenheidsargumenten.
De achtergrond theorie waar creationisten als Wells van uit gaat is vaag, zo vaag dat dat ze later bij vervelende feiten nog kunnen zeggen dat het precies is wat ze voorspeld hebben.
Nuttig junk DNA
Voor Darwinisten kunnen alle veranderingen in een genoom positief, negatief of neutraal zijn. (2)
Het hangt af van de feiten.
Wanneer uit onderzoek blijkt dat junk DNA functies heeft, dan wordt dat gepubliceerd en geaccepteerd.
Bijvoorbeeld:
niet-coderend RNA en niet-coderend DNA.
Creationisten citeren dat vervolgens en interpreteren het in hun straatje alsof ze het zelf hebben uitgevonden.
Wells citeert triomfantelijk dat 75-80% van het menselijk genoom afgelezen wordt. Zeer interessant, maar geen bewijs dat het wat nuttigs doet.
"About 80 percent of the nucleotide bases in the human genome may be transcribed, but transcription does not necessarily imply function" (wiki).
En hoe zit het met de rest?
Waarom wordt er niet 100% van het genoom afgelezen?
Het zijn dezelfde mainstream wetenschappers die ook de functies van DNA ontdekken, waar Wells e.a. zich vervolgens weer op baseren om Darwinisten aan te vallen.
IDers zijn commentators aan de zijlijn.
Zo rapporteert Answers in Genesis (11) dat sommig junk DNA nuttig is voor zenuwcellen (met dank aan Rene Fransen).
Van één intron hebben ze een mogelijk functie ontdekt, dus: alle introns hebben een functie. Dus er bestaat geen junk DNA!
Het is misleidend om hier en daar wat te citeren over nuttige functies van junk DNA en dan te suggereren dat het voor alle DNA geldt, en te suggereren, maar vooral niet expliciet aan de orde
stellen, dat hetDesign bewijst.
Let op: de mens heeft plm 160.000 introns!
Wie denkt dat ID-ers nu de functie gaan aantonen van al die 160.000 introns heeft het mis.
Conclusie:
Letterlijk genomen is de term junk-DNA fout, of op zijn minst voorbarig, maar vele wetenschappers gebruiken de term synoniem met niet-coderend DNA, hebben geen dogmatische houding
en passen hun mening aan nieuwe feiten aan.
Creationisten voegen daar geen wetenschappelijke resultaten aan toe.
Zij veroorzaken vooral ruis op het internet en publiceren boeken in die trant voor hun achterban.
Noten
1.
2.
"Since the 1980s, however, and especially after completion of the Human Genome Project in 2003, biologists have discovered many functions for non-protein-coding DNA" (Wells,
noot 4)
"Furthermore, there were long stretches of DNA in between that didn't seem to be doing very much; some even referred to these as "junk DNA", though a certain amount of hubris was
required for anyone to call any part of the genome "junk", given our level of ignorance." (Collins, p. 111).
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
Susumu Ohno (1972) "So much "Junk DNA in our Genome" (hier). Iemand heeft het gescand. Iemand heeft op youtube een leerzame bespreking gezet van Ohno's 1972 publicatie.
Volgens een andere bron over Susumu Ohno: "He developed the idea based on knowledge about a mechanism by which non-coding DNA accumulates: the duplication and
inactivation of genes."
Jonathan Wells on his book, The Myth of Junk DNA – yes, it is a Darwinist myth and he nails it as such verscheen op 28 maart op het Uncommon Descent blog.
Dawkins citaat in mijn blog 'Het geniale inzicht van Richard Dawkins' (15 dec 2009). Dit vind ik nog steeds een fantastische en diepgravende metafoor. (2)
T. Ryan Gregory The onion test April 25th, 2007 (1)
"A study has unearthed nearly 2 million instances of additional and missing stretches of DNA from the genomes of 79 people. The analysis of archived genome sequences revealed
insertions and deletions (indels) ranging from 1 to 10,000 base pairs in length. Almost two-thirds have not been reported before. ... More than 2,000 of the indels (...) were in the coding
regions of known genes": Ryan E. Mills (2011) 'Natural genetic variation caused by small insertions and deletions in the human genome', Genome Research, 1 April 2011
Carina Dennis en Richard Gallagher (eds) (2001) The Human Genome, Nature - Palgrave. p.20.
Wojciech Makalowski "What is "junk" DNA, and what is it worth?". Scientific American 296 (5): 104. (May 2007) Dit is overgenomen door wikipedia: "The term "junk DNA" repelled
mainstream researchers from studying noncoding genetic material for many years".
Sean B. Carroll (2005) Endless Forms Most Beautiful, hardback p. 112. Hoofdstuk 5 is getiteld: 'The Dark Matter of the Genome: Operating Instructions for the Toolkit'.
Some 'Junk' DNA Is Important Guide For Nerve-cell Channel Production, Answers in Genesis (ScienceDaily Feb. 11, 2008)
dit comment is van Gerdien de Jong en Rob van der Vlugt zegt hier ongeveer hetzelfde maar dan op een bijna poetische manier die aan Lucretius doet denken.
Elizabeth Pennisi (2010) Biggest Genome Ever, Science 7 October 2010
Noten en internet- Discussies
(1)
(Larry Moran )
http://sandwalk.blogspot.com/2011/12/jonathan-mclatchie-and-junk-dna.html
ID creationisten zijn ervan overtuigd dat het grootste deel van het (menselijke ) genoom functioneel is,omdat een goede Ontwerper voornamelijk functionele sequenties zou
moeten scheppen .
Ze beweren dat junk DNA een mythe is , en onderbouwen hun mening door selectieve citaten uit de wetenschappelijke literatuur te gebruiken . Ze negeren natuurlijk het totaalbeeld ,
zoals ze meestal doen ....
1.de meeste introns zijn echt junk-DNA ,( = niet" alle " zoals sommigen beweren ) maar we moeten ze toch behandelen als daadwerkelijke functionele elementen binnen bepaalde genen(
die ook in andere genen niet functioneel kunnen opduiken ) : en zelfs wanneer de meesten ervan zonder bezwaar kunnen worden afgevoerd of experimenteel zoek gemaakt ( deleted
)zonder de overlevingskansen van een species te kortwieken
Elk intron bezit ongeveer 50-80bp essentieele informatie nodig bij het "splicing " proces , De rest van het introns (wat kan oplopen tot duizend base -paren )is grotendeels junk
Sommige introns bevatten regulariserende zinsneden en anderen bevatten essentieele gecodeerde onderdelen .Maar dat betekent niet dat alle intron-sequenties functioneel zijn
2.-.Telomeren zijn geen junk: ze zijn absolute noodzaak bij het DNA-replikatie proces en derhalve functioneel
Sommige IDCreationisten ( =Jonathan McLatchie) construeren graag de leugenachtige stroman dat bepaalde wetenschappers-popularisators ( PZ ) de functionaliteit van telomeren
ontkennen
Telomoren zijn echter structureele elementen ,( zoals ook PZ expliciet vermeld .) Ze zijn zelfs evenmin "junk"" als de regulatorische elementen ....
[Image Credit: The image shows human chromosomes labelled with a telomere probe (yellow), from Christoher Counter at Duke University.]
3.- Defecte transposons zijn echte junk (= afval = maar ook afval kan nog nuttig zijn bij het recycleren en /of indeenknutsellen van rude goldberg oplossingen )
Transposons zijn mobiele elementen en maken meer dan 50% uit van het totale genoom : volgens sommigen is dat allemaal junk , maar veel moleculaire biologen en biochemici (L. Morazn )
menen dat een klein aantal actieve transposons functioneel " selfish DNA" kunnen zijn .
Actieve transposons zijn functioneel vanuit het transposons perspectief..; ze zijn echter vooral van groot belang op evolutionair vlak ( *1)
:Maar zelfs een paar actieve moleculaire parasieten in het genoom maken niet veel uit voor de overlevingskansen van een individueel mens (*2)
Er bestaan ook gevallen waar transposons genen " anders " moduleren dan bij hun normale functionele acties ; dat zijn onder meer de zogenaamde positie- effecten
De echte afval zijn de defecte transposons die inderdaad het leeuwenaandeel leveren
IDC's ( Jonathan McLatchie, Jonathan Wells) beargumenteren dat het voorkomen van occasioneel defectieve transposon in sommige uitzonderingsgevallen binnen bepaalde -soorten
,(nog)een functie vervullen(of (opnieuw ) verwerven ) , betekent dat de meeste van de defectieve transposon sequenties (~50% van het genoom) daarom ook functioneel moeten zijn .
Dat is baarlijke nonsens
(*1)
Het komplete genoom is een tussen- produk van open ended evolutieprocessen . De enige manier waarop "junk" kan worden ingeschat als niet functionele afval is vanuit het perspektief
van het organism.?
Wat maakt defectieve transposons tot junk en laat actieve transposons functionele elementen blijven ? ....Maar ,neem bijvoorbeeld een met HIV besmet persoon - zijn de RT'd
chromosomale inserties " junk " of niet ?
Ik hou het erop dat ze geen junk zijn maar functionele DNA ; althans vanuit het perspektief van de virale parasiet is het een essentieele eigenschap
Worden transposons behouden door natuurlijke selectie ?
-Ja , indien een individu wordt beschouwd als de drager van een bepaalde transposon insertie en een populatie als een bepaalde subset van het totaal aan inserties in het "model"standaard genoom van de soort
; Transposons zonder inactiverende mutaties zullen zich repliceren en anderen niet ( door de toevaligheden van genetic drift bijvoorbeeld )
-. Neen , indien je het individu beschouwt als een individu tout court en een populatie als een verzameling van organismen De sequenties van individuele transposon inserties, actief of
inactief ,
, accumuleren mutaties in de "neutrale" "modus ( dus onder de radar van de NS ) ... En dat kan je "junk" noemen
Maar beide opties liggen binnen het perspektief van de evolutie
(*2) Voor religie -aanhangers is het noodzakelijk te accepteren dat God alle transposons heeft ontworpen en in het genoom geplaatst
zelfs wanneer ze moleculaire parasieten of doodeenvoudig afval blijken te zijn ...
Genomes & Junk DNA
(Rene Fransen ) Er is minder ‘junk’ dan gedacht....maar niet al het DNA is functioneel.
De Onion-test is wat dat betreft een grappige illustratie : waarom heeft een ui vijf keer meer DNA nodig dan een mens? .......Is
dat omdat " een ui meer "gelaagd " is dan een mens…"
-(Gerdien de Jong )
Er is ook wel eens geopperd dat de hoeveelheid DNA per cel van belang zou kunnen zijn voor de delingssnelheid van de cel.
Als langzamer delen grotere cellen zou betekenen, zou dat een algemene invloed op een beest kunnen hebben - bv op groeisnelheid ten opzichte van differentiatiesnelheid van cellen in
weefsels, wat weer invloed zou kunnen hebben hoe groot een volwassen beest zou worden.
Zulke ideeen vliegen wel eens rond, maar ik weet geen systematische studie van het idee.
Spacer DNA als aantal repeats van 2 basen tussen genen zou op die manier van belang kunnen zijn..( ?)
Gert korthof
Het haar artikel (hierboven noot 13) / schrijft Elizabeth Pennisi (2010) Biggest Genome Ever, Science 7 October 2010 :
"The researchers warn however that big genomes tend to be a liability: plants with lots of DNA have more trouble tolerating pollution and extreme climatic extinctions—and they
grow more slowly than plants with less DNA, because it takes so long to replicate their genome."
-Volgens mij is de term "spacer DNA" niet zo gangbaar.
(2) Korthof :
Wat evolutiebiologie werkelijk zegt:
"The vast majority of mutations reduce fitness slightly or are neutral with respect to fitness"(Freeman and Herron, p.152)
Dit is dus zeker niet strijdig met de strategie " wijzen op schadelijkheid mutaties" (Maar dat is iets anders dan zeggen dat alle mutaties schadelijk zijn en/of dat er "slechts verlies
aan genetische informatie kan zijn " en uiteindelijk een "genetic meltdown" het eindresultaat is )
Uiteraard menen ID-ers dat we bij het verklaren van (onder meer ) de biodiversiteit niet zonder "Intelligent Design "( = doelbewust ontwerp )kunnen
Gerdien de Jong ..
'Design' kom ik regelmatig tegen in wetenschappelijke artikelen: het betekent dat bouw en functie op elkaar afgestemd zijn.
Dat is op zichzelf geen (gevolg van ) doeldenken.
'Design' wordt verklaard door selectie.
( Gert korthof )
-Als 'design' door normale wetenschappers wordt gebruikt is het meestal onschuldig (maar af te raden!),
-Als ID-ers het gebruiken dan is het op z'n minst verdacht, om niet te zeggen dat het metaphysica is.
( en ondanks dat"gebeten "hond Dawkins ,die veel Nederlandse wetenschappers menen te moeten verguizen , is die onderlijnde uitspraak van Gerdien hierboven , krèk hetzelfde als
het "blind watchmaker" concept van jawel ....Dawkins ...)
Apr 19, '11
http://www.sciencedaily.com/releases/2009/10/091026220018.htm
(Oct. 27, 2009)
Junk DNA Mechanism That Prevents Two Species From Reproducing Discovered
Dec 31, '10
The Importance of Junk DNA:
www.scientificamerican.com/art...
Biologists continue to be surprised by what was once dismissed as wasted space.
By Melinda Wenner Moyer
Genes make up only about 2 percent of the human genome. The rest was for many years ignored as “junk DNA”. But over the past decade biologists have come to understand that this space is an
incredibly important part of the genetic code, home to a vast unexamined treasure trove of information that controls how genes behave. A more thorough investigation of junk DNA could upend our
understanding of the delicate interplay between genes and the environment and could lead to entirely new strategies in medicine‘s endless struggle against disease.
New examples of junk DNA’s importance seem to emerge every few months. Researchers publishing in the September issue of Nature Medicine reported that the rare nervous system cancer
neuroblastoma may in part have junk DNA to blame; a small piece of RNA made from junk DNA disables a cancer-inhibiting gene in people suffering from the disease. Similarly, those afflicted with a
rare form of muscular dystrophy have between one and 10 copies of a particular slice of junk DNA on the end of the forth chromosome. Junk DNA isn’t just relevant for rare diseases, either; this past
February a paper in Nature liked a region of junk DNA on the ninth chromosome to heart disease risk.
Junk DNA may also help organisms adapt to changing environments.
In May 2009 scientists at the University of Leuven in Belgium reported that gene activity on a yeast chromosome is directly controlled by the number of repeats in a section of junk DNA. Because the
number of repeats changes more frequently than other stretches of DNA do, this setup allows the organism to evolve more quickly.
So does junk DNA deserve a new, more respectful name?
Scientists disagree.
Some junk DNA may be obviously useful, but the potential benefits of the rest “may be much more subtle and hard to trace”, says Kevin Verstrepen, a co-author of the yeast study.
In time, though, one biologist’s junk may turn out to be another’s jewel.
ENCODE werpt meer licht op het genoom
Het klassieke( populair wetenschappelijke ) beeld van ons DNA, als een verzameling afzonderlijke genen met daartussen een soort ‘opvul’-DNA zonder
waarde, kan in de prullenbak.
Het ‘klassieke beeld’ is met name het populair-wetenschappelijke beeld dat volgens mij (Rene Fransen ) tot een jaar of vijftien, twintig geleden nog opgeld deed. In
mijn beleving is dat beeld pas echt gaan kantelen door de ontdekking van actieve RNA’s (zoals de siRNA’s).
Een zorgvuldige analyse van het menselijk genoom die in 2003 begon, laat een totaal ander beeld zien.
Het ENCODE-project is door de Amerikaanse overheid in gang gezet na de opheldering van het complete menselijke genoom. Omdat mensen niet of
nauwelijks meer genen bleken te hebben dan veel eenvoudiger levensvormen, moest ENCODE een ‘encyclopedie van DNA-elementen’ leveren. In een serie
artikelen maken de onderzoekers van dit project nu een voorlopige balans op.
Een belangrijke ontdekking is dat driekwart van al ons DNA wordt vertaald in kleine stukken van het verwante RNA. Eerder werd gedacht dat alleen het DNA
van genen (die amper 2 procent van het menselijk genoom beslaan) in RNA werd omgezet, waarna dit RNA weer dient als bouwtekening voor de productie
van eiwitten. De laatste jaren zijn al verschillende soorten RNA-moleculen gevonden die niet betrokken zijn bij eiwitproductie, ENCODE maakt duidelijk
veruit het meeste RNA niet direct betrokken is bij het maken van eiwitten. Ook ontdekten de wetenschappers dat de informatie op het DNA niet strikt lineair is
opgeslagen. Van een stuk DNA kunnen verschillende RNA moleculen worden afgelezen.
Veel van het RNA is betrokken bij de regulering van de werking van genen. Dat doen ze in complexe netwerken. Een onderzoek laat zien dat 119
verschillende RNA moleculen ongeveer een half miljoen interacties aan kunnen gaan. Het hele netwerk stuurt de activiteit van verschillende genen. De manier
waarop lijkt op de organisatie van een grote onderneming: er is een topmanagement met veel invloed, een middenmanagement en er zijn ‘voormannen’ die de
werkvloer (in dit geval de genen) direct aansturen.
Een opvallende ontdekking is dat een aantal pseudogenen, genen die hun functie hebben verloren, nog wel RNA-moleculen aanmaken. Die leiden niet meer tot
de productie van eiwit, maar het RNA heeft wel degelijk effect door bijvoorbeeld andere genen actiever te maken of juist te remmen.
Wat nu precies een ‘gen’ is zullen we opnieuw moeten definiëren, aldus een van de betrokken onderzoekers. Ook de vraag hoe ons DNA precies werkt ligt
weer open.
Tot zover het nieuws.
Meer is te lezen op deze en deze blog van Marleen Roelofs (die er meer verstand van heeft dan ik).
De New York Times schreef er ook over.
Goed, nu naar het junk-DNA.
Een term die een poos geleden bedacht is, toen bleek dat slechts een fractie van het DNA bestaat uit genen.
De rest leek niets te doen, en werd door sommigen als ‘junk’ (afval) bestempeld. Oude, kapotte pseudogenen, virale sequenties en andere rommel lagen er een
beetje niets te doen. Wrakhout op het strand van de evolutie. Hier en daar was er misschien een regulerend stukje, maar dat was het dan wel.
De laatste jaren is dit beeld al flink bijgesteld. Kleine RNA’s werden ontdekt, die een belangrijke rol spelen. En eerdere berichten uit het ENCODE kamp
suggereerden al dat de regulerende sequenties meer dan een klein beetje ruimte innamen.
Een groep die zich sterk verzette tegen de benaming ‘junk-DNA’ zijn de creationisten. Ons genoom is immers geschapen en dus ook nuttig. Kort door
de bocht geformuleerd, maar het komt daar wel zo’n beetje op neer.
Junker en Scherer schrijven in ‘Evolutie, het nieuwe studieboek’: “Zonder twijfel staan we pas aan het begin van de ontdekking van de functie van vele nietcoderende DNA-sequenties, die men uit evolutietheoretisch oogpunt vroeger voorbarig als ‘junk-DNA’, dus evolutionair afval betiteld had.”
Hebben die even gelijk gekregen! Tachtig procent van het DNA is actief.
Nou, dat is te nuanceren. Ten eerste: junk-DNA is als zodanig bestempeld omdat het geen functie leek te hebben (dus observationeel). De aanwezigheid van
junk is evolutionair te verklaren, maar de hoeveelheid junk is dat niet. Alleen al omdat de ui veel meer niet-coderend DNA heeft dan de mens, en de
kogelvis veel minder.
We hebben het niet over een noodzakelijke voorspelling vanuit de evolutietheorie, maar over een theoretische verklaring van een observatie.
Er is nu enige discussie over de hoeveelheid DNA die echt functioneel actief is.
De schatting die via ENCODE naar buiten is gebracht, lijkt erg hoog te zijn, zie bijvoorbeeld dit kritische stuk. (1)
En deze blog legt uit dat activiteit van het DNA of binding van RNA’s die er vanaf komen, niet per se betekent dat er ook evolutionaire selectie is. Ook al
wordt het DNA afgeschreven in RNA, het kan nog steeds evolutionair afval zijn.
Panda’s Thumb schrijft al dat de creationisten staan te juichen, maar deze beroepsskeptici schrijven de ui-test voor.
Want als het niet-coderend DNA van de mens functioneel is, waarom kan een kogelvis dan met 10 procent van de menselijke hoeveelheid nietcoderend DNA leven, terwijl een simpele ui veel meer niet-coderend DNA heeft dan een mens?
Waarom, inderdaad.
De ui-test is op zich verhelderend, maar roept ook een vraag op.
Waarom, als er bij de kogelvis een sterke selectie tegen niet-coderend DNA is, heeft de mens tien keer zo veel en de ui nog meer?
De test werkt dus twee kanten op, dus het kan Panda’s Thumb er de discussie niet mee beëindigen, zoals ze lijken te willen doen.
De enige zinvolle conclusie die we uit de ui-test kunnen trekken lijkt mij te zijn: we hebben geen flauw idee waarom het is zoals het is, dus laten we nu
eens flink gaan zoeken naar een antwoord
De bestempeling van niet-coderend DNA tot ‘junk’ heeft de onderzoeksinspanning naar deze donkere materie van ons erfelijk materiaal niet altijd
gestimuleerd.
°De bedenker van de term, Susumu Ohno, heeft deze term nooit gebruikt voor het niet-coderende deel van het genoom. Dat het misschien in de volksmond die betekenis
heeft gekregen kan er toch niet toe hebben geleid dat het de onderzoeksinspanning van vakmensen heeft beïnvloedt ?
°(Réne Fransen ) Of het de term ‘junk’ echt onderzoek heeft geremd is natuurlijk moeilijk te zeggen. Maar – weer in mijn beleving als observator van wetenschap – lag
de focus toch altijd op de genen, met een beetje aandacht voor de naastliggende regulerende sequenties. Zoals ik al aangeef is een praktische verklaring dat echt
onderzoek pas mogelijk was toen grootschalige analyses (zoals nu ENCODE) technisch haalbaar waren.
Maar fair is fair, zo’n onderzoek is nu ook pas echt uitvoerbaar, dankzij de mogelijkheid grootschalig DNA en RNA te sequencen en interacties op grote schaal
te onderzoeken.
En de creationisten? Die hadden misschien wel gelijk, maar om de verkeerde reden.
° Of alle junk echt functioneel is, is nog maar de vraag. Het kan zijn dat het meerendeel toch rommel blijkt te zijn, die een niet-specifieke functie heeft
(bijvoorbeeld een bepaalde concentratie eiwit in de cel in stand houden/ bedoel d is de totale eiwitconcentratie – dus welk eiwit er is maakt niet uit. ).
Of bedoel je daarmee dat het via transcriptie naar RNA de eiwitconcentratie op peil houdt?
°Sommige Mensen hebben een mutatie in het MYH16 gen, waardoor er een verkort eiwit wordt gemaakt.Dat is niet functioneel (het zou spiervezels moeten vormen in
de kaakspier). Het is dus mogelijk dat een niet-functioneel eiwit wordt gemaakt.
° Analoog daaraan is het mogelijk dat er niet-functioneel RNA wordt gemaakt. Het enkele feit dat een stuk DNA wordt afgelezen en vertaalt in RNA betekent dus niet dat
het een specifieke functie heeft.
Eén ding is zeker: wat er aan de hand is zullen we alleen ontdekken door onderzoek. En ja, soms kan een ongelukkig gekozen naam dat onderzoek negatief
beïnvloeden. Ook wetenschappers moeten oppassen voor overmoed.
REACTIES
-
Het gaat hier voornamelijk om een nieuwe studie die zou aantonen dat ons DNA voor 80% i.p.v. 8,7 tot 25% functioneel is. Het zou dus slechts voor
zo’n 20% uit junk bestaan i.p.v. de tot nu toe geschatte 90%.
Gerdien
(1)Tot nu toe heb ik de indruk dat ENCODE veel minder opgeleverd heeft dan de auteurs in Nature beweren.
°Zie ook Sandwalk – groot aantal bijdragen.
En vooral deze:
http://selab.janelia.org/people/eddys/blog/?p=683
Daaruit:
“ENCODE’s definition of “functional” includes junk
ENCODE has assigned a “biochemical function” to 80% of the genome. The newspapers add, “therefore it’s not junk”, but that’s a critically incorrect
logical leap.”
“ENCODE calls a piece of DNA “functional” if it reproducibly binds to a DNA-binding protein, is reproducibly marked by a specific chromatin
modification, or if it is transcribed.”
“But as far as questions of “junk DNA” are concerned, ENCODE’s definition isn’t relevant at all. The “junk DNA” question is about how much DNA
has essentially no direct impact on the organism’s phenotype – roughly, what DNA could I remove (if I had the technology) and still get the same
organism”
“Thought experiment: if you made a piece of junk for yourself — a completely random DNA sequence! — and dropped it into the middle of a human
gene, what would happen to it? It would be transcribed, because the transcription apparatus for that gene would rip right through your junk DNA.
ENCODE would call the RNA transcript of your random DNA junk “functional”, by their technical definition.”
“The Random Genome Project is the null hypothesis” – en dat is niet uitgevoerd.
Let wel: transcriptie betekent niet dat er een regulatoire functie is . Een hoop getranscribeerd RNA wordt gewoon afgebroken. ” .. it reproducibly binds
to a DNA-binding protein” – dat doet het altijd als er een bepaalde sequentie zit, het vertelt je niet dat er sprake is van enige regulatie.
Het genoom is veel rommeliger dan een verhaal over regulatie doet denken. ‘Sandwalk’ zegt: hype, en ik denk dat het dat is. (Hoe verdedig je
zo’n groot project als er alleen ruis uitkomt? )
Marleen
Aansluitend op de reactie van Gerdien over de rommeligheid van het genoom bestaat er de enorme ruis bij transcriptiefactoren waarover het mooie blog van
‘The Finch and pea’ van Mike White verhaalt.
http://thefinchandpea.com/2012/09/07/the-truly-provocative-and-disturbing-stuff-in-encode/
Behalve het ‘Random Genome’ pleit hij ook voor een test met ‘Naked Genome’ d.w.z. zonder histonen.
http://thefinchandpea.com/2012/09/10/random-genome-naked-genome/
De hype die er ontstaan is, is natuurlijk ongelooflijk:
http://www.genomicron.evolverzone.com/2012/09/the-encode-media-hype-machine/
Maar het valt niet te ontkennen dat er een metahype is ontstaan, een blogsfeerhype over de mediahype als het ware.
. (2)
Marleen
Het verbaast me dat overal verwezen wordt naar de ‘onion test’.
Deze test zegt uitsluitend dat een grote hoeveelheid junk zoals dat van de ui blijkbaar niet bijzonder veel betekenis heeft aangezien verwante plantensoorten het zonder al
dat junk net zo goed doen. Een organisme als de mens dat zoveel complexer is dan de ui leeft met veel minder junk DNA. Dus kan junk nooit zo belangrijk zijn voor de
ontwikkeling van een organisme en heeft dus geen rol. Dit is de redenering in de ‘onion test’ zoals ik die begrepen heb.
Maar, het zou heel goed kunnen dat een experiment als ENCODE, uitgevoerd op het genoom van de ui, zou laten zien dat het junk in de ui ook veel minder is dan we tot nu
toe dachten. Het zou interessant zijn het percentage ‘echte’ junk in de ui te kennen en te vergelijken met dat van de mens (20% volgens ENCODE).
Van sequentie naar functie / De moleculaire jungle
http://ascendenza.wordpress.com/2012/09/07/van-sequentie-naar-functie/
10 reacties Marleen september 7, 2012
14 reacties Marleen september 9, 2012
Sinds zo’n 10 jaar wordt er gewerkt aan een project om alle functies van het DNA in kaart te brengen. Dit project, ENCODE genaamd, is nu klaar en
is twee dagen geleden op 5 september 2012 gepubliceerd. Het gaat om een dertigtal publicaties verspreid over drie verschillende tijdschriften
waaronder Nature.
Door zo’n dertig publicaties tegelijk werden de verschillende onderdelen van het project gepresenteerd. Dit enorme project heeft hetzelfde en
misschien wel meer belang dan het Menselijk Genoom Project, aangezien het niet alleen de tweedimensionale sequentie van het DNA weergeeft, maar
zelfs een redelijk idee geeft van waar in het genoom bepaalde functies uitgevoerd worden. ENCODE is de encyclopedie van de DNA-elementen. Het
gaat hierbij om functionele elementen, dat wil zeggen elementen die ‘biochemisch actief’ zijn. Er bestaat momenteel erg veel discussie over wat
verstaan moet worden onder ‘functioneel’ en ‘biochemisch actief’.
Misschien is men meer bekend met het Menselijke Genoom Project dat in 2003 voltooid werd en waarin de hele sequentie van ons DNA ontcijferd is.
Wetenschappers verwachtten toen erg veel van de resultaten en hoopten meer te ontdekken over genen en bijbehorende functies en ziekten. Van dat
laatste was nauwelijks sprake. Het ENCODE project daarentegen zou meer kunnen betekenen in die zin, maar men is dit keer erg voorzichtig zich
daar over uit te laten.
Het project ENCODE dat staat voor Encyclopedie van DNA-elementen vormt een beschrijving en definitie van al deze elementen. Tot deze functionele
elementen wordt een bijzonder grote hoeveelheid biochemische functies gerekend en het percentage van het genoom dat biochemisch ‘actief’ is blijkt volgens
deze criteria wel 80% te bedragen, terwijl men voorheen slechts 1% van het genoom als ‘actief’ beschouwde. De rest werd beschouwd als junk DNA. Er wordt
daarom binnen de wetenschap de laatste twee dagen nergens anders over gepraat en heen en weer geblogd.
Deze 1% van het genoom is het gedeelte dat voor eiwitten codeert. Men wist al sinds geruime tijd dat veel sequenties uit het zogenaamde junk-DNA (de
resterende 99%) bepaalde functies hadden, vooral wat betreft de regulering van transcriptie. Dat het percentage functioneel DNA hoger zou uitvallen is dus
niet verrassend. Maar dat het wel 80% blijkt te zijn is voor veel wetenschappers een enorm probleem. Of de definitie van functioneel DNA is niet correct of
men moet het hele paradigma van junk-DNA herzien. Alsof dit nog niet genoeg was zou het volgens de auteurs nog best meer dan 80% kunnen zijn, want de
gescreende celtypen zijn er 147 terwijl de mens er wel duizend heeft. In elk celtype zijn andere genen actief dus dat zou kunnen betekenen dat het naar de
100% gaat. Vooralsnog is er nog niet veel te horen uit de creationisten-hoek. Zij zouden graag zien dat elke base in het genoom een functie had, omdat dat zou
aantonen dat het om goddelijk ingrijpen gaat of om Intelligent Design.
.
Veel wetenschappers zijn bijzonder sceptisch ten aanzien van de functie van de verschillende elementen. In het bijzonder het feit dat alle transcripten tot
functionele elementen gerekend worden, terwijl men weet dat veel RNA in de cel geen specifieke rol heeft en bijproducten zijn van knip- en plakwerk van
RNA.
Er wordt momenteel voornamelijk gediscussieerd over wat de term ‘functioneel’ zou moeten inhouden. Ondanks al deze kritiek is het wel duidelijk dat er tot
nu toe vele functies over het hoofd gezien zijn. Ewan Birney, de coördinator van de studie geeft aan dat 8% van het genoom actieve sites vormt waar DNA
gebonden wordt door regulerende eiwitten. Samen met 1% van coderend DNA kom je uit op 9%. Aangezien de celtypen niet allemaal vertegenwoordigd zijn
denkt hij dat alleen dit soort elementen rond de 19% kan vertegenwoordigen bij een complete screening van alle celtypen. Zou je dus alleen dit element als
functioneel beschouwen, samen met de voor eiwit coderende DNA-elementen, dan kom je met 20% al een heel eind, ook al is het dan geen 80%. Het is
duidelijk dat de hoeveelheid ‘functioneel DNA’ afhangt van wat je precies verstaat onder ‘biochemische activiteit.’ De figuur laat alle elementen in de cel zien
die als functioneel beschouwd worden.
Er kan hier meer over gelezen worden:
Nature main article; Nature News and Views; Natureblog; Ed Yong; Ewan Birney
De discussie is voorlopig nog niet gesloten en dit bericht zal voortdurend geupdate worden.
Update: 7/9/2012: Soapbox Science
ENCODE details (The finch & pea of Mike White)
8/9/2012 Wikipedia is aangepast.
Kritiek van Larry Morgan op David Ropeik
Een duidelijke weergave van alle functionele elementen in het genoom. Uit Nature . Er zijn acht verschillende functionele DNA-elementen. Twee daarvan
verdienen speciale aandacht. Dat zijn de ‘DNase I hypersensitive sites’ en de ‘Transcription factor binding sites.’
Wanneer een site in het DNA hypergevoelig is voor de DNAase I, een enzym dat DNA degradeert, betekent dit dat het DNA op die plek vrij toegankelijk is.
Het DNA zit hier niet strak ingepakt zoals bijna overal elders in het genoom. Op deze plekken kunnen ook sites blootgesteld worden waar transcriptie factoren
zich kunnen binden en de transcriptie daarmee in gang zetten. (Transcriptie is de vorming van een complementaire streng van RNA met als blauwdruk het
DNA.)
Uit Nature
Op bovenstaande figuur wordt duidelijk dat de vele verschillende transcriptie-factoren zich vaak op dezelfde plek binden. De bovenste regel laat zien waar
zich de Dnase I hypersensitive sites bevinden. Dat wil zeggen de plekken waar DNA blootstaat aan het eventueel binden van transcriptiefactoren. De tweede
regel laat zien waar de verzameling aan transcriptiefactoren zich bindt. De regels die erop volgen laten voor elke transcriptiefactor zien waar en met welke
intensiteit deze zich aan het DNA bindt. Het is te zien dat vele transcriptiefactoren dezelfde sites binden met dezelfde of verschillende intensiteit. Dit betekent
dat ze verruild kunnen worden, ze bezitten een zekere promiscuïteit. Met dit gegeven is het makkelijker een voorstelling te maken van een hele hiërarchie aan
transcriptie-factoren. Ze zijn blijkbaar aanwezig in allerlei vormen en hebben een grotere of minder grote affiniteit voor de verschillende bindingsplekken. Het
ziet er allerminst uit als een specifieke binding en er bestaat waarschijnlijk een heel scala aan transcriptiefactoren die zich wellicht in een soort brij of wolk
rond het DNA bevinden. Dit heeft niets van doen met de perfecte machines die ons voorgeschoteld worden door de cleane lijsten van verschillende factoren en
de animatiefilmpjes.
Het is zelfs erg waarschijnlijk dat er een enorme zooi is die bestaat uit allerlei varianten transcriptiefactoren. Dit geldt wellicht ook voor andere moleculen en
er ontstaan rommelige interagerende netwerken. Het genoom is waarschijnlijk meer een jungle dan een fijn afgesteld klokwerk. De regulatie van transcriptie
werkt ondanks de rommel en niet dankzij de complexiteit. Het is daarom onduidelijk hoe het signaal wordt onderscheiden met al deze ruis en hoe de regulatie
precies verloopt. Het is wel duidelijk dat dit plaatje goed past in het idee wat ik zelf heb van de omgeving binnen en rond de cellen van ons lichaam. Het is een
heel troebele en viskeuze omgeving waarin alle moleculen dicht op elkaar zitten en door affiniteit elkaar vinden. Vervolgens reageren ze op of met elkaar door
veranderingen in conformatie waardoor ze geactiveerd worden. Dat heeft ook in dit geval bijzonder weinig te maken met de plaatjes en filmpjes waar meestal
voor de duidelijkheid slechts een molecuul tegelijk in beeld is.
Hieronder een filmpje van transcriptiefactor in een bijzonder geordende omgeving.
How Genes are Regulated: Transcription Factors
o
door Blair Lyons
Voor wie nog meer van dit soort filmpjes wil zien. The inner life of the cell:
Inner Life Of A Cell - Full Version
o
door Nicknamercho
Inner Life Of A Cell
Uit een blogbericht van finch and pea door Mike White het corresponderende artikel in Nature
Een rol voor junk DNA
http://ascendenza.wordpress.com/2012/09/10/een-rol-voor-junk-dna/
13 reacties Marleen september 10, 2012
De twee voorgaande blogberichten (1, 2) gaan over het project ENCODE.
Deze Encyclopedie van DNA-elementen, die afgelopen week vrijkwam, laat zien dat het DNA dat tot dan toe als ‘junk’ werd beschouwd toch voor een
bijzonder groot deel ‘functioneel’ is. Men had het over paradigm-shift en Kuhniaanse revoluties, maar langzaamaan worden de resultaten van het
onderzoek wat gerelativeerd. Er zijn nog steeds kranten die het nieuws op sensationele wijze brengen, maar de blogs van de verschillende
geïnteresseerde wetenschappers laten zien dat het een kwestie is van goed definiëren wat ‘junk’ is en wat er onder ‘functioneel’ verstaan moet
worden.
Een artistieke weergave van junk DNA
Het DNA van ons genoom bevat circa 1,5% genen die voor eiwitten coderen. De rest van het DNA (98,5%) werd door sommigen als ‘junk’ bestempeld en
gezien als DNA zonder enige rol of functie. Toch wist men dat het zogenaamde ‘junk’ DNA veel sequenties bevatten die belangrijk zijn voor de regulatie van
de expressie van de genen. Het ‘junk’ DNA omvat dus eigenlijk minder dan 98,5% van het totale genoom. Eigenlijk moet er gesproken worden van 98,5%
niet-coderend DNA dat bestaat uit regulerende sequenties, junk DNA en DNA met onbekende functie. Junk DNA is daarom niet synoniem aan niet-coderend
DNA.
ENCODE liet zien dat 80 % van ons DNA bestaat uit ‘functionele’ elementen. Het echte junk DNA zou dan slechts 20 % zijn. Voor velen kwam deze
verschuiving van 1,5%-98,5% naar 80%-20% als een harde klap. Maar de meeste wetenschappers realiseerden zich dat de definitie van ‘functionele’
elementen wel erg breed is. Alles dat ‘biochemisch’ actief is wordt er toe gerekend. Strikt genomen zou dan het hele genoom ofwel 100% functioneel kunnen
zijn, aangezien al het DNA tijdens replicatie door polymerasen ‘gelezen’ wordt. Transposons, die zelf repliceren en zich verplaatsen in het genoom, behoren
tot het ‘junk’ DNA, maar kunnen wel als functioneel gezien worden zodra zij terecht komen in een actief gen. Eigenlijk is het experiment ENCODE niet goed
opgezet. Er bestaat namelijk geen nulhypothese. Men zou kunstmatig DNA ter grootte van een chromosoom moeten creëren waarvan de sequentie random is
en dit onderwerpen aan het ENCODE experiment. Het spreekt vanzelf dat er dan altijd wel ergens een sequentie bestaat die een regulerende functie lijkt te
hebben omdat transcriptiefactoren zich daar aan het DNA binden.
Nu zou de definitie van ‘junk’ DNA kunnen zijn, ‘niet-functioneel, ‘zonder rol, of ‘niet essentieel’. Dat laatste zou betekenen dat ‘junk’ DNA zomaar
weggelaten of weggehaald kan worden, zonder dat het organisme daar fenotypisch door verandert. Het is op dit punt van belang zich te realiseren dat er
organismen zijn met een genoom dat qua grootte 3 keer dat van ons mensen is. Een voorbeeld is de ui. Deze plant heeft een enorme hoeveelheid DNA. Zou
ook de ui door een project als ENCODE onderzocht moeten worden en zou dan ook blijken dat er ‘slechts’ 20% junk is ?. Het is daarom niet juist te spreken
van de ‘Onion Test’ die alleen maar kijkt naar de enorme hoeveelheid DNA en niet naar het percentage junk. Een ander organisme is de kogelvis. Dit dier
heeft een bijzonder klein genoom en daarom ook erg weinig ‘junk’ DNA. Dit dier wordt gezien als het bewijs voor het feit dat ‘junk’ nauwelijks of geen rol
zou hebben. Helaas kan ik hier, net als voor de ui, niet bepalen of er gekeken wordt naar het percentage ‘junk’ DNA.
Toch is het mogelijk een belangrijke rol en wellicht zelfs een functie aan het junk DNA te verbinden. Het zou een mechanische rol kunnen hebben in de
stabilisatie van de driedimensionale structuur van de chromosomen. Het zou de dynamica van het transcriptie-proces kunnen beïnvloeden. De transcriptie van
genen kan immers langer duren als er zich een transposon in bevindt. Het is ook mogelijk dat ‘junk’ als eiwitbindend DNA beschouwd moet worden. Het
onttrekt eiwitten aan de rest van het DNA. Zou je dit junk weghalen dan zouden deze transcriptiefactoren zich in hoge concentratie op het overgebleven
‘functionele’ DNA werpen. In embryo’s van fruitvliegjes is het mogelijk een mechanisme te bespeuren waarin ‘junk’ DNA de transcriptieduur van bepaalde
genen bepaalt.
Dat er gezonde organismen als de kogelvis zijn die vrijwel zonder ‘junk’ DNA kunnen leven is op zich niet verrassend. Ze bezitten een mechanisme waarmee
inserties van transposons meteen weggeknipt worden. Het ontstaan van nieuwe kopieën van transposons wordt precies gecompenseerd door dit mechanisme
waardoor er geen extra ‘junk’ DNA gevormd wordt. Het spreekt vanzelf dat dit organisme geëvolueerd is met deze eigenschappen en dat die kleine
hoeveelheid junk DNA een kenmerk is van deze vis. Maar ook hier zou men zich kunnen afvragen wat het percentage van ‘junk’ DNA in de vis eigenlijk
precies is volgens de normen van ENCODE.
Het zal nog wel even duren voordat het genoom van de ui en de kogelvis precies ontleed wordt. Ondertussen gaat de discussie over het project ENCODE voort
met elke dag wel een nieuwe update van een blogger ergens uit de blogosfeer.
Uit: Sean Eddy’s blog and the Onion test.
h/t to Rob van der Vlugt
http://ascendenza.wordpress.com/2012/09/19/hype-in-de-media-en-blogsfeer/
Hype in de media en blogsfeer
9 reacties Geplaatst door Marleen op september 19, 2012
Het ENCODE project, de twee weken geleden gepubliceerde encyclopedie van DNA-elementen, is op het moment een belangrijk onderwerp binnen
de wetenschap in Amerika. Tot aan de publicatie van ENCODE ging men er van uit dat ons DNA voor zo’n 1,5% uit coderend DNA bestaat en dat
het voor de rest junk is. Nu er zoveel discussie is rond junk DNA wordt dit allemaal erg genuanceerd. Men wist immers allang dat het junk DNA ook
functioneel is en dat het regulerende sequenties bevatte, maar soms blijft het onduidlijk wat er nu precies onder junk DNA werd en wordt verstaan.
Soms wordt junk DNA gelijk gesteld met niet-coderend DNA en zou het dus 98,5 % van ons genoom zijn. Veel wetenschappers beweren echter dat ze
heel goed wisten dat het zogeheten junk DNA functies had en dat het daarbij vaak om regulerende functies gaat. Volgens een tabel van Larry Moran
uit 2011 is 8,7% van het junk DNA essentieel ofwel functioneel (wat volgens hem hetzelfde is) waarbij regulerende sequenties voor 0,6% deel
uitmaken van het junk DNA. Hij beschouwt junk DNA dus als niet coderend DNA waarvan 8.7% toch een functie heeft en/of essentieel is.
Enkele tweets van Larry Moran waarin hij anderen vraagt om hun opninie ten aanzien van junk DNA
Het ENCODE project, ofwel het project dat de encyclopedie van DNA-elementen in kaart heeft gebracht, liet volgens zijn auteurs zien dat het junk DNA
(98,5% van het totale genoom) voor 80% uit functionele DNA-elementen bestaat. (Slechts 1,5% van het genoom bestaat uit genen en codeert voor eiwitten.)
Daarop volgde een enorme mediahype. Volgens de pers zouden wetenschappers dit junk DNA altijd als ‘rommel’ beschouwd hebben en de belangrijke
functies die het nu blijkt te hebben over het hoofd hebben gezien. Vervolgens kwamen natuurlijk de reacties van wetenschappers waarvan er veel een eigen
blog bijhouden. Deze laatsten beweerden dat junk nooit beschouwd is geweest als DNA zonder enige functie ondanks de ongelukkige naam die het ooit
ontving. De wetenschapsbloggers stellen dat het junk DNA vast en zeker regulerende functies heeft, maar kunnen de juiste definitie niet vinden en komen dus
op verschillende getallen ‘functioneel’ junk DNA uit, van 8,7 tot 20 %.
Het is verrassend te zien hoe zowel de media als de wetenschap een foute voorstelling van zaken geeft. De media hypet dat de wetenschap 98,5 % van het
genoom als onnuttig junk beschouwde terwijl het nu voor 80% functioneel blijkt te zijn. Dit argument klopt natuurlijk niet, want diezelfde wetenschap is gaan
zoeken naar de mogelijke functies in het junk DNA. Ze moesten dus al een redelijk gefundeerd vermoeden hebben dat er heel wat functies verborgen lagen in
dit DNA. Anders zouden ze niet voor meer dan 5 jaar bezig geweest zijn met deze zoektocht.
De wetenschap (de meeste wetenschapsbloggers) daarentegen beweert dat het het junk altijd al functies toedichtte, maar kan niet verder komen dan 20%
functioneel DNA en als het aan Larry Moran ligt slechts tot 8,7%. De wetenschappers kunnen dus moeilijk afscheid nemen van hun geliefde junk DNA. Ze
houden daarbij zoveel mogelijk vast aan het idee dat tenminste 50-60 % van het DNA junk is. ENCODE laat echter zien dat 80% van het DNA ‘functioneel’
is. Wat er onder ‘functioneel’ verstaan wordt is duidelijk aangegeven. (Zie figuur in mijn 1e en 2e blogbericht over ENCODE). Het is schijnbaar niet mogelijk
om junk DNA en ‘functioneel’ DNA met woorden te definiëren. Men is uitsluitend in staat lijsten van functionele en niet-functionele soorten sequenties te
produceren.
Het gaat in ENCODE grotendeels om sequenties in het DNA die een regulerende functie hebben, zoals DNA dat transcriptiefactoren bindt en de expressie van
genen beïnvloedt. Het valt op hoe weinig er geblogd wordt over de exacte resultaten van ENCODE.
Het zou misschien geen kwaad kunnen junk DNA eens en voor altijd goed te definiëren. Gaat het om DNA dat niet essentieel is (kun je het weghalen zonder
dat het organisme er schade van ondervindt ?), is het wel of niet geconserveerd (heeft het de tand des tijds niet doorstaan en heeft het dus geen belangrijke
functie) of is het niet ‘functioneel’. Aan dat laatste moeten duidelijke criteria gesteld worden.
Larry Moran, een wetenschapsblogger, heeft naar eigen zeggen een duidelijk idee van wat junk DNA is. Andere wetenschappers snappen het volgens hem niet
en realiseren zich het belang van junk DNA binnen de evolutietheorie niet. Hij houdt vol dat wanneer wetenschappers verwachten dat junk een functie heeft,
ze deze verwachting hebben omdat het junk nog steeds aanwezig is na miljoenen jaren evolutie. Hun overtuiging en zoektocht naar een functie voor junk DNA
zou dus alleen bestaan als gevolg van deze misvatting. Hij schijnt niet de hierboven beschreven reden te kunnen omvatten dat een groot deel van het junk nu
eenmaal een functie moét hebben aangezien de regulerende sequenties niet bij de coderende 1,5% zijn inbegrepen. Hij geeft in zijn tabel aan dat regulerende
sequenties 0,6% van het junk vormen en dat is wel heel wat minder dan 80%. Larry Moran is momenteel een van de weinig overgebleven bloggers die zich
inzet voor ‘het behoud’ van junk DNA. Ik denk dat hij zijn definitie van junk DNA duidelijker moet stellen en dat hij de percentages zal moeten bijstellen. We
zullen zien of hij dat vroeg of laat ook zal doen.
evolutie, Wetenschap biochemisch actief DNA, DNA, ENCODE, functioneel DNA, junk-dna, kogelvis, Onion test, paradigm-shift, transposons
Ik wilde graag het volgende blog onder de aandacht brengen. Het is namelijk zo goed geschreven:
http://thefinchandpea.com/2012/09/20/the-non-functional-concept-of-genome-function/#more-6686
http://ascendenza.wordpress.com/2012/10/08/junk-dna-en-de-uientest/
Junk DNA en de uientest
69 reacties Marleen op oktober 8, 2012
Dit blogbericht werd voorafgegaan door vier (1, 2, 3, 4) blogberichten over ENCODE: de encyclopedie van DNA-elementen, waarin aan zeker 80% van het
DNA een functie toebedeeld werd. Er ontstond veel ophef over dit hoge percentage en het bleek dat ‘functioneel’ een erg ruim begrip was.
De belangrijkste groep functionele elementen zijn natuurlijk allereerst de genen die als RNA afgelezen worden en vervolgens vertaald worden in
proteïnen.
Een andere groep was het DNA dat als RNA afgelezen werd maar dat niet voor proteïnen codeerde.
Een derde groep waren de DNA sequenties die min of meer specifiek gebonden werden door transcriptiefactoren.
Ook in het geval van een zwakke en aspecifieke binding werd er gesproken van functionele elementen.
De rest, 20%, bestond uit junk DNA, dat voornamelijk gevormd werd door transposons en pseudogenen ofwel inactieve overblijfselen van virussen.
Dit is de situatie zoals die door ENCODE voorgesteld werd met de publicatie van de resultaten op 5 september van dit jaar. Voor die tijd wist men dat het
functionele DNA bestond uit coderende genen en genen die RNA produceerden dat een mogelijke rol had in de regulering van de transcriptie zelf en
in andere regulerende processen.
In de tijd die voorafging aan ENCODE besloeg het functionele DNA iets meer dan de hoeveelheid coderende genen.
Zonder dat daar ooit precies onderzoek naar gedaan was ging men er van uit dat veel DNA, tenminste zo’n 90 % junk was in plaats van de 20% die er met
ENCODE overbleven.
Genoomgrootte. Let op de enorme afmetingen bij planten en amfibien.
Er werd door veel wetenschappers geprotesteerd tegen dit hoge percentage functioneel DNA maar vooral tegen dit lage percentage junk DNA.
Ewan Birney, een van de leiders van het project ENCODE, werd aangeraden de ‘onion test‘ te heroverwegen.
In de ‘onion test’ wordt er herinnerd aan het feit dat er organismen zijn die een genoom bezitten dat veel groter is dan het onze, zoals de ui of de
salamander die een genoom hebben dat wel 10 tot 20 keer groter is.
Dit zijn niet bijzonder complexe organismen waardoor het onduidelijk is wat deze met zo’n groot genoom doen. Dit verschil wordt des te moeilijker te
verklaren wanneer het grootste deel van dit DNA functioneel zou zijn. Alleen met het uitgangspunt dat het grootste deel van het genoom hoe dan ook
junk is, wordt het functionele gedeelte van het DNA vergelijkbaar tussen de verschillende soorten organismen.
Het genoom moet dus wel voornamelijk uit junk bestaan. Alleen in dat geval is het functionele deel ongeveer van dezelfde afmeting in alle soorten
organismen.
Dit is eigenlijk een ander argument dan dat van de uitvinder van de ‘onion test’
Ryan Gregory zelf die het probleem als volgt stelde: “Can I explain why an onion needs about five times more non-coding DNA for this
function than a human?” als vraag aan degene die dacht een functie gevonden te hebben voor junk DNA. Een erg goede vraag omdat je
zoiets zeker nooit verklaren kunt hetgeen betekent dat het grootste deel van het genoom wel junk moet zijn.
Uit: The Curious Wavefunction
Vandaag werd bekend dat de Nobelprijs geneeskunde gegaan is naar John Gurdon en Shinya Yamanaka voor hun onderzoek op stamcellen. Er staan twee
uitgebreide artikelen in de Volkskrant en in de NRC. Wie nog meer wil weten over details van het onderzoek van Yamanaka kan mijn blog over de problemen
met zijn methode in verband met epigenetische factoren hier lezen en er een mooi filmpje bekijken over het belang van deze methode.
Junk-DNA
13 mei 2013 (bewerkt )
Wetenschappers in New Mexico hebben het genoom van het amerikaans blaasjeskruid, een vleesetende plant, ontrafeld. Dit genoom is het kleinste ooit gevonden bij een
complexe, meercellige plant. Bovendien bestaat het overgrote deel van het genoom uit genen, stukjes die coderen voor eiwitten.
Het blaasjeskruid heeft 28.500 genen, iets meer dan de druif en iets minder dan de tomaat. Maar het genoom is vele malen kleiner. De plant heeft het voor elkaar gekregen
om bijna al zijn niet-functionele dna te verwijderen, maar toch een functionele verzameling genen, vergelijkbaar met andere plantensoorten, te behouden.
Het genoom van de meeste complexe organismen bestaat slechts voor een klein deel uit genen.
Bij de mens is dat maar 2 procent.
De rest is zogeheten 'junk-dna', niet-coderend dna waarvan wetenschappers voor het grootste deel niet weten wat de functie is.
Maar vermoed werd/wordt dat junk-dna onontbeerlijk is voor complex leven met vele verschillende celtypen.
DNA dat geen functie lijkt te hebben – oftewel junk-DNA – komt in heel veel organismen op aarde voor. Een nieuw onderzoek komt nu met een
verrassende conclusie: hoewel het junk- DNA veelvuldig voorkomt, heeft ( sommig ) complex leven het niet echt nodig.
Ongeveer twee procent van het menselijk genoom bestaat uit functioneel DNA: DNA dat codeert voor eiwitmakende genen. De overige 98 procent bestaat uit niet-coderende
genen die ook wel junk-DNA worden genoemd. En wij mensen zijn niet de enigen met zo’n grote hoeveelheid junk-DNA. Er zijn veel meer organismen die er over
beschikken. Al jaren vragen onderzoekers zich af waarom junk-DNA in sommige complexe levensvormen in zulke grote hoeveelheden voorkomt en of het ( of
minstens een gedeelte ervan ) misschien toch belangrijker is dan de naam doet vermoeden.
Vleesetende plant
Een nieuw onderzoek wijst erop dat het slechts een klein gedeelte van het junk DNA kan zijn dat regulerende functies uitoefent /‘minstens bij de onderzochte plant
……..Wetenschappers bestudeerden de vleesetende plant Utricularia gibba.
“Amerikaans” Blaasjeskruid
http://en.wikipedia.org/wiki/Utricularia_gibba
http://commons.wikimedia.org/wiki/Category:Utricularia_gibba?uselang=nl
http://nl.wikipedia.org/wiki/Blaasjeskruid
Tot hun verbazing bleek 97 procent van het genoom van de plant te bestaan uit functioneel DNA.
Het lijkt erop dat de plant door de generaties heen druk bezig is geweest om het junk-DNA in zijn genoom te wissen, zo schrijven de onderzoekers in het blad Nature.
nature12132[1] junk DNA.pdf
De bevindingen van het huidige onderzoekers zetten vraagtekens bij een onderzoek dat eind vorig jaar verscheen. Toen stelden wetenschappers dat het junk-DNA van mensen een
belangrijke functie had: een flink deel ervan bleek een enorm controlepaneel te vormen dat genen aan- en uitzet. Zonder deze stukjes ‘junk-DNA’ zouden deze genen niet werken.
De onderzoekers achter dit nieuwe onderzoek zijn zich bewust van die eerdere studie. Ze houden hun eigen resultaten aan maar sluiten de resultaten van dit eerdere onderzoek ook niet uit,
Ze nuanceren het totaalbeeld door te suggereren dat organismen genetisch ‘afval’ niet opsparen, omdat ze daar voordeel bij hebben. In plaats daarvan zouden er
1) sommige soorten zijn die geneigd zijn om een groot deel van het niet-functionele DNA te verwijderen,
2) terwijl andere soorten juist geneigd zijn tot het tegenovergestelde en het junk DNAkoeseren .
Deze neigingen komen volgens de onderzoekers niet voort uit het feit dat het ene beter is dan het andere, maar omdat er twee aangeboren manieren /mogelijkheden zijn waarop
organismen zich tegenover junk DNA kunnen gedragen : alle organismen hangen één van die twee manieren in grotere of kleinere mate aan.
De onderzoekers blijven er dan ook bij dat hun studie aantoont dat complexe levensvormen junk-DNA niet altijd nodig hebben.
Bronmateriaal:
"Carnivorous Plant Throws out 'Junk' DNA" - University at Buffalo (via Sciencedaily.com).
De foto bovenaan dit artikel is gemaakt door Enrique Ibarra-Laclette, Claudia Anahí Pérez-Torres en Paulina Lozano-Sotomayor.
ED YONG
http://phenomena.nationalgeographic.com/2013/05/12/flesh-eating-plant-cleaned-junk-minimalist-genome/
Niets nieuws onder de zon.
(Selectief geciteerd door creato’s)
http://en.wikipedia.org/wiki/Junk_DNA
……..De vraag of junk DNA bestaat hangt af van de definitie. Ja, er zijn stukken DNA waarvan we niet weten wat ze doen, en waarvan we sterk vermoeden dat ze niets
doen…...
°Definitie van Junk DNA volgens de man die de term bedacht:
http://www.junkdna.com/ohno.html
1.- DNA gaat duidelijk niet alleen over coderen van eiwitten,
2.- Ohno schrijft ook (bijvoorbeeld op page 368: ) "... the earth is strewn with fossil remains of extinct species; is it a wonder that genome too is filled with the remains
of extinct genes?"
( creato) De (evo) uitleg is: JunkDNA = overblijfsels van overbodige genen van onze 'voorouders'.
°Ohno beschrijft hier precies waarom Evolutie het niveau theorie heeft bereikt, namelijk bewijs uit diverse vakgebieden (paleontologie en genetica) die elkaar
ondersteunen. ……..
Wel Ja; het is EEN hypothese op basis van evolutie. En zoals de jezuiet de Chardin al zei: "Evolution is a light which illuminates all facts, a curve that all lines must
follow."
Geen enkele bioloog twijfelt aan de basis van evolutie, en daarom zijn voorspelling obv evolutie geaccepteerd.
° Wil je met jouw godshypothese het niveau theorie kunnen halen, dan zul je toch moeten aantonen:
- dat er een god bestaat
- welke god verantwoordelijk is voor de diversiteit van dieren en diersoorten op deze bol (hier alvast een lijstje om er eentje uit te zoeken)
http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_deities
OVER HET HIERBOVEN BESPROKEN ONDERZOEK
Dat was toch allemaal allang duidelijk uit de verschillen tussen de zandraket en bijvoorbeeld tomaat erwt en lelie.De laatste drie hebben veel meer junk DNA dan de
aradopsis ; maar het probleem zat hem gewoon in het feit dat er tot nu niet gericht verwijderd kon worden.
° Als je aan een mogelijke toepassing van dit onderzoek denkt: er wordt al lange tijd nagedacht over een kunstmatige cel die gebruikt kan worden voor de productie van
nuttige stoffen, zonder dat er energie wordt 'verspild' aan het maken van nieuwe cellen (reproductie) en andere stoffen. Men is er niet over eens welk DNA je precies in
zo'n cel zou moeten stoppen. Maar NU weten we in elk geval dat het (misschien ) mogelijk is om er alleen coderende genen in te stoppen, zonder dat nodig is er nietcoderend regulerend DNA bij in te sluiten ?
°Ook van de zebravis was al decennia lang bekend dat deze nauwelijks junk DNA heeft.
°Niet alle non-coding DNA is junk DNA.
En een deel van alle junk DNA is viraal en heeft waarschijnlijk een grote rol gespeeld bij de evolutie van ons genoom.
Van een percentage van het "junk" DNA is inmiddels aangetoond dat het een "regulatore functie" heeft. =
Maar complexe promotoren zijn nauwelijks aanwezig in planten ; de eerste een of twee kilobases voor het gen zijn vrijwel altijd (op een mij onbekende uitzondering
na) al afdoende , voor volledige herstel van genregulatie
°……De promotoren zijn idd niet noodzakelijk complex, maar genregulatie kan ook verstoord worden door mutaties vele kilobases up of downstream.
Denk aan insulator elements (beschermen tegen inpakken door heterochromatine), enhancer regions, etc.
Ik veronderstel niet niet dat de steller van bovenstaande "bewering " er zo makkelijk over denkt ... Echter Het idee dat het "exclusief gaat over mutaties in de
promotoren " , suggereert eigenlijk simplistische en voorbartige conclusion jumping die leken nogal eens kunnen maken , voortgaand op bovenstaand ongenuanceerd
neergezet argument ....
°…..Dit “downstream “ speelt over het algemeen geen rol bij planten, de meeste mutanten daar zijn te complementeren door het gen plus & 1 kilobase aan upstream
sequence in de mutant te transformeren.
Dit is bijvoorbeeld anders dan het beta globine cluster in zoogdieren. Maar in planten zijn dit soort regulatiemethoden nog niet gevonden.
°Wat betreft insulator regions; zij reguleren niet zozeer de zaak actief, maar beschermen eventueel wel de regulatie van het gen doordat er geen transcriptie op een
andere plek (i.e. voorliggend gen) geinitieerd wordt. transcriptie van hele clusters is niet abnormaal en na splicing en polyadenylatie van het eertse en bedoelde product
kan er nog steeds een klein deel van het functionele neerwaartse genproduct worden gevormd. Transcriptie is namelijk niet iets wat direct stopt na polyadenylatie of
signalen daarvoor.
Insulatie van een gen zorgt ervoor dat transcriptie van andere genen dus niet per ongelijk leidt tot transcriptie van een gen wat absoluut niet geactiveerd moet worden.
Natuurlijk zijn er elementen in planten die belangrijk zijn, maar de rol is vaak minimaal. Ook dit soort insulatiegebieden zijn vaak in essentie maar kort een 1000 bp regio
welgedefinieerde sequentie (MAR) is afdoende in planten.
° Ik heb zelf aan die krengen van insulator -elements gewerkt in het begin van mijn wetenschappelijke carrière. Het leuke van IEs is dat als je dat om een gen +
promotorregio zet en dat random integreert, dat dan de expressie van dat gen in bijna al je transgene planten hetzelfde zal zijn. Iets wat industrieel destijds interessant
was. We hadden wel humane en andere dierlijke insulators, maar dat leverde problemen op voor de voedingsindustrie (ja ik ben evil :D) door plant eigen te vinden, dat
bleek eigenlijk heel eenvoudig (al was het test systeem dat niet).
°maar de essentiele functie van de Insulator elementen is dus het tegenhouden van regulatie over het element heen, het heeft geen regulatiefunctie als zodanig maar
bakent regulatoire gebieden af.
°Ik werk zelf aan enhancer sites, sequenties de genen reguleren vele kb of zelfs mb verwijderd van hun target genen. Sinds een paar jaar is er ook bekend dat enhancers
sites van transcriptie zijn, er wordt dus non-coding RNA gemaakt. Wat precies daar de functie van is, is grotendeels nog onbekend, maar dat er iets gebeurt met dat nietcoderende deel en dus een functie heeft is wel duidelijk
°Een transcriptionele regulator is niet zozeer een enhancer, je moet de dingen niet gaan verwarren.
Jouw niet-coderende regulatoire RNAs zijn niet hetzelfde als elementen in het DNA die eiwitten aantrekken of de op welke manier dan ook de conformatie van de
transcriptieeenheid beinvloeden zodat er meer of minder transcriptie van het juiste mRNA plaatsvind.
Het zou kunnen zijn dat ze zelfs silencing van stukken genoom kunnen induceren, maar aangezien er geen bewijs is dat dat op een directe manier plaatsvind is het
bestempelen van deze sncRNAs (hairpins, whatever je ze wil noemen) als enhancers (of silencers) een beetje te ver gegrepen.
° Een transcriptionele regulator moet eigenlijk zijn: een small non-coding RNA een transcriptioneel actieve eenheid die niet codeert voor een eiwit maar de regulatie van
expressie bewerkstelligt, dit is meestal op een later niveau dan transcriptie inductie, Vaak transcript afbraak in planten, maar in dierlijke systemen ook wel op
translationeel nicveau
ROMMEL
-Echter bestaat ook een groot deel van het junk-DNA uit voormalige in onbruik geraakte of kapotte genen, kopieën en resistenties tegen infecties (bijv. CRISPR in
bacteriën).
Van veel junk dna weten we ondertussen al beter wat het is, bijvoorbeeld overblijfselen van oude retro virussen die hun genoom in dat van de gastheer inbouwen.
Daarnaast bestaat ongeveer de helft van het genoom van de meeste zoogdieren, waaronder de mens, uit zogeheten 'transposons', stukjes dna die op eigen houtje zichzelf
binnen het genoom kunnen dupliceren.
".....vermoed wordt /werd dat junk-dna onontbeerlijk is voor complex leven met vele verschillende celtypen."
Evolutionair gezien moet junk DNA ergens vandaan komen en een functie hebben (of minstens hebben gehad). (1)
Verder heeft dat blaasjeskruid zelf zijn junk-DNA overboord gegooid of heeft het / het nooit gehad?
Dat is juist het verbazende aan deze onderzoeksresultaten: het feit dat dit complexe organisme( die plant dus ) zonder enig junk-DNA prima functioneert.
Ik ben o.a. benieuwd hoe oud deze plantensoort is, want het lijkt me een lange tijd te duren om nutteloos niet-coderend DNA te verwijderen daar de slectiedruk voor een
reductie nauwelijks aanwezig is (al zal dat anders kunnen zijn in dit geval - de plant heeft misschien geen genen voor de novo biosynthese van nucleobasen en moet deze
wellicht uit zijn "vlees" halen).
junk =/= afval, wat geen functie heeft en de prullenmand in kan
junk == rommel, wat een functie kan hebben, denk aan een zolder vol met spullen je kan niet zo zeggen wat de functie is of is geweest van alles wat er ligt, of dat het
inderdaad mogelijk wel gewoon afval is.
(1) Evolutie is messy, slordig , dirty , vuil en onhandig stuntelend gepruts .
° Iets HOEFT geen functie te hebben of zelfs maar evolutionair voordeel te geven ( bijvoorbeeld --> een "spandrel " ) als het maar gekoppeld is aan iets dat een groot
voordeel geeft, om geconserveerd te raken.
°Het is heel waarschijnlijk dat mutaties (in het menselijke genoom ) per 100.000 baseparen gebeuren. De grote hoeveelheid aanwezige junk dna zorgt ook voor meer
mutaties, hoewel de meeste daarvan idd in het junk dna zullen blijven zitten. Wat het aantal mutaties betreft zit dat in ieder geval in de betere richting, maar zelfs dat
kunnen er nog wel minder zijn...... Het betreft hier wel gestabiliseerde mutaties.Er treden best wel wat meer mutaties op, maar meestal kennen dereparatiemechanismen
daar wel raad mee, met stoffen als EMS krijg je 1 op 200000 tot 1 op de miljoen basen gestabiliseerde mutaties, Meer is veelaal dodelijk voor het organisme of volgende
generaties.
Maar er treden ook veel andere mutaties op zoals deleties en inserties en duplicaties, en die zijn meestal niet zo makkelijk te corrigeren.
Evolutionaire(morfologische ) overblijfselen kunnen functieloos zijn, maar nog wel aanwezig blijven . Bijvoorbeeld de vorming van de dooierzak bij een menselijke
embryo is daar een voorbeeld van.
Ook een deel van het 'junk-DNA' kan zo verklaard worden, zoals de restanten afkomstig van oude retrovirale infecties. Sommige delen daarvan zijn of waren ooit
bruikbaar, bijvoorbeeld onze placenta is daar deels aan te danken, maar het merendeel lijkt nu kapot en niet meer werkzaam te zijn.
Blijkbaar zijn de nadelen van dat extra DNA nog niet groot genoeg dat de evolutie ze eruit heeft gefilterd/heeft afgevoerd .( Use is or loose it ? Ook dingen die bij de
rommel of zolder liggen zijn "vergeten " en/of niet onmiddelijk beschikbaar ... Maar zijn ze daarom voorgoed "verloren" of “onbruikbaar “geworden voor iets anders
? )
Complexiteit ( ook rommel verzamelingen dragen bij aan de complexiteit ) past geheel binnen de evolutietheorie. Complexiteit is een gevolg van evolutie, design is altijd
simpeler dan knutselen
MOGELIJK NUT van rondslingerend afval ?
-volgens mij hou je met junk dna een hoop virussen en bacterien voor de gek, het is net als een inbreker in een straat met 100 huizen, waarin er maar bij twee huizen wat
te halen valt.
°Wetenschap doet geen uitspraken over nut (of onnut ) , maar over functie. (on)Nut is een waardeoordeel. "Het 'nutteloze' komt alleen door gebrek aan kennis in de
hoofden van onwetende mensen."
Functie is experimenteel te achterhalen. En er is zat DNA dat geen functie heeft.
°(creato ) Wanneer iets geen functie heeft, heeft het geen nut. en wetenschappers, hebben voorspelt dat heel veel DNA geen functie [meer] heeft, geen nut [meer]
heeft, en dat noemen ze populair: Junk, rotzooi, afval.
En zoals dit artikel laat zien, voila, een plantje met weinig Junk, ....... ooh, die heeft het dus verloren. Geen enkel bewijs wordt geleverd dat het junk er ooit was in de
voorouders van die plant , maar omdat ze geen 'junk' aantreffen, heeft het plantje er afstand van gedaan. Dat is gewoon kletspraat.
NEEN , het is een educated guess ( en omdat de evolutietheorie door de biologen wordt aanvaard ... geen discussie dus ) een daarop gebaseerde werkhypothese
"….. het verhaal zegt alleen dat het genoom veel kleiner IS dan andere... Er is niets waargenomen dat de plant iets verwijdert."
°Klopt als een bus.Maar het verhaal zegt OOK dat het overgrote deel van het genoom van deze plant WEL codeert voor eiwitten. Dus dat is een spannende aanwijzing.
°Ik raadt je aan het volledige artikel op Nature maar te lezen. nature12132[1] junk DNA.pdf Op basis van kennis verkregen door onderzoek van evolutie heeft men een
mooie genetische vergelijking gemaakt over genetische afstamming van dit plantje. Inclusief genetisch stamboom van aan dit plantje verwante planten. Drie maal raden
hoe men deze stamboom heeft kunnen maken? Tipje van de sluier: niet door ID en het ontwerp vleesetend plantje.
I.t.t. tot wat de creato vindt, bevestigd het artikel evolutie wederom.
° En jawel ook hier zijn die stamlijntjes gebaseert op (wetenschappelijk verantwoorde )aannames, dezelfde aannames die verwantschapstest op basis van DNA
analyses mogelijk maakt.= Gelijkaardige aannames als deze die door NFI worden gebruikt om tot veroordeling van misdadigers te leiden.
Gestroomlijnd genoom heeft een functie ?
lees vooral ook dit verhaal over een lean gene machine bacterie:
http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=lean-gene-machine
Laat mooi zien dat er ook evolutionaire voordelen kunnen zitten aan een gestroomlijnd genoom.
Is er een verband tussen de hoeveelheid junk-DNA en de afstammingslijnen van de soorten?
Soorten die ontstaan zijn na veel afsplitsingen hebben meer junk-DNA dan soorten die al heel oud zijn en weinig afsplitsingen kennen bijvoorbeeld?
° ERVs zijn wel mooie verwantschapsindicatoren. Neem de ERVs van mensen en chimps, de kans dat die door toeval zo gelijk zijn is meer dan minuscuul.