Op zoek naar de klepel

bij dezen en genen

Epigenetica en RNA

DNA-Methylation_1

DNA methylatie in planten. De bloem staat op de plaats van een methylgroep in Cytosine

Epigenetica is een vrij nieuwe tak van de genetica en bestudeert veranderingen van het DNA die geen invloed hebben op de sequentie daarvan. Er wordt veel over gediscussieerd om verschillende redenen. Het gaat in de discussies voornamelijk over de mogelijkheid dat de veranderingen erfelijk zouden zijn. Vaak worden er dan studies geciteerd waarin gebleken is dat blootstelling in utero aan chemicaliën of een slechte voeding bijvoorbeeld een (negatief) effect hebben op de volgende generatie. Behalve dat dit uitsluitend een generatie betreft, is er ook geen sprake van ware erfelijkheid want die zou moeten verlopen via de gameten ofwel geslachtscellen.

Naar aanleiding van een discussie met een bioloog kwam er een artikel uit Nature naar voren. In dat artikel wordt netjes ingedeeld wat de moleculaire kandidaten zijn voor epigenetische erfelijkheid. Een belangrijke kandidaat is de methylatie van het DNA. Het DNA bestaat uit vier letters: A, C, T en G die staan voor de nucleotiden Adenine, Cytosine, Tymine en Guanine resp. Methylatie van het DNA is de methylatie ofwel de toevoeging van een methyl-groep aan het residu Cytosine. Methylatie is een essentieel onderdeel van het DNA en bepaalt welk gen en hoeveel van elk gen er afgeschreven wordt. Dit is van fundamenteel belang voor de differentiatie van de verschillende weefsels. Al onze cellen bezitten immers hetzelfde genoom, maar ze zijn allemaal gedifferentieerd in de verschillende cellen zoals in de levercellen, de neuronen of de spiercellen bijvoorbeeld. In al deze cellen staan er verschillende genen ‘aan’ of ‘uit’. Het is recent aangetoond dat deze markering niet overgeërfd wordt. De methylatie wordt door het enzym demethylase verwijderd. Dit kan gebeuren in de geslachtscellen, maar doet zich zeker voor in het eerste stadium van het embryo.

Andere kandidaten zijn verschillende groepen RNA’s. RNA wordt van het DNA afgeschreven, heeft net als DNA een sequentie van nucleotiden A, C, en G, maar in plaats van T bevat het een U (Uracil). Het meest belichte RNA is het mRNA dat codificeert voor de proteïnen. Maar van de totale RNA’s zijn de lncRNA’s (long non-coding RNA’s) het meest voorkomend en vormen vier vijfde van het totale RNA. Ze zijn voor methylatie wellicht van belang omdat ze de methylase (het enzym dat DNA methyleert) sekwestreren. Een gevolg daarvan zou kunnen zijn dat er minder DNA gemethyleerd wordt en er dientengevolge meer DNA tot expressie komt en getranscribeerd wordt in RNA. Ook de small RNA’s spelen een rol in de regulatie van genexpressie. Het is hoe dan ook een kwestie van definieren of je RNA’s ook zou moeten rekenen tot epigenetische markers. Ze zijn overvloedig aanwezig in de eicel waar ze voorzien in alle benodigdheden van deze cel tot aan de tweede celdeling en worden via de moeder geërfd. Het zouden daarom goede kandidaten zijn. Toch wordt RNA soms gerekend tot het fenotype van de cel; het is immers de expressie van het DNA. Bovendien hebben ook eiwitten en steroïde hormonen invloed op de transcriptie van het DNA en worden hoogstwaarschijnlijk doorgegeven via de eicel. Zouden die ook gerekend moeten worden tot epigenetische markering ? Waarom zou je RNA tot epigenetische markering rekenen en eiwitten en hormonen niet ?

Een belangrijke conclusie in de review in Nature is dat epigentische overerfing tot nu bijzonder onduidelijk en zeldzaam is gebleken. Het is van belang dat een embryo dat zich moet differentiëren van een totipotente cel tot een gedifferentieerd en compleet ontwikkeld organisme dit moet kunnen doen vanuit een situatie dat alle markering uitgeschakeld is. Bij planten is recentelijk aangetoond op Arabidopsis dat epigenetische markering doorgegeven wordt tot tenminste de 20ste generatie. Vaak wordt in het nieuws verwezen naar de mogelijkheid dat Lamarck toch gelijk had met de bedoeling een hype te veroorzaken. Mochten de resultaten op Arabidopsis bevestigd worden en wellicht uitgebreid worden naar de wilde planten, dan zou dat wel bijzonder groot nieuws zijn.

Uit: Nature, Cell, The Scientist.

8 Reacties op “Epigenetica en RNA

  1. gert korthof februari 17, 2014 om 15:58

    Marleen,
    ik kan me goed voorstellen dat epigenetische markeringen noodzakelijk zijn om celdifferentiatie in het embryo te realiseren. Immers de DNA-sequentie van het embryo is hetzelfde, dus als je celdifferentiatie wilt realiseren, zou je het met epigenetische markeringen kunnen doen. Om dat te realiseren moet er een mechanisme bestaan dat selectief de novo markeringen op het DNA aanbrengt. Tot zover heb ik daar geen probleem mee.
    Maar wat zou je willen bereiken met het overerven van epigenetische markeringen?
    Stel dat er één epigenetische markering in een bevruchte eicel door overerving aanwezig is. De cel deelt zich. Dan hebben alle dochtercellen diezelfde epigenetische markering. Maar dan heeft het hele embryo dezelfde epigenetische markering. Maar dan kun je die epigenetische markering niet meer gebruiken voor celdifferentiatie. Je schiet er niets mee op. Het lost niets op. Het is nutteloos.

    • Marleen februari 17, 2014 om 16:18

      Gert,
      Voor alle zekerheid, de novo epigenetische markering is een feit. De differentiatie van onze cellen is daar afhankelijk van. Dat is een wetenschappelijk gegeven dat al lange tijd onderkend wordt. Blijkbaar wordt methylatie doorgegeven aan de dochtercellen en overleeft het dus de mitose.

      Epigenetica is tegenwoordig een apart vak, men bestudeert het epigenoom. Deze studies concentreren zich voornamelijk op de overerving van deze markering. Het is mij altijd onduidelijk gebleven hoe zich dit op moleculair niveau afspeelt. De review in Nature en het artikel in Cell tonen aan dat methylering niet overgeërfd kan worden. Ik ben het dan ook grondig met je eens dat overerving van gemethyleerde genen geen zin heeft. Het was dan ook een opluchting deze zelfde conclusie te lezen in de review in Nature.

      Er bestaan nog meer epigenetische markers die ik om het eenvoudig te houden niet noemde zoals methylatie en acethylatie van de histonen. Daarover kon ik geen duidelijke gegevens vinden, maar deze mogelijkheid moet in het achterhoofd gehouden worden.
      Dat RNA’s van belang kunnen zijn in de uiteindelijke uitkomst van de dochtercellen van het embryo is heel goed mogelijk. Probleem is of je deze RNA’s wilt zien als epigenetische markering of niet. Daar zet ik vraagtekens bij.

  2. pluri bara februari 18, 2014 om 17:31

    Als de veranderingen die de evolutionisten waarnemen, de variatie, terug te schrijven is op epigenetische modificaties en de daaruit voortkomende veranderingen mbt genexpressies, dan is het hele Darwinsitsiche verhaal een non-sequitur.

    Wist u dat de VIGEs (TEs) ook tot de epigenetica behoren?

    Mijn boek: immer aktueel.

  3. pluri bara februari 18, 2014 om 17:38

    Er is enorm veel bekend mbt epigentica, overerfbaarheid, en TEs in planten. Minder in dieren/mensen maar daar ben ik zelf mee bezig in het lab (net 20 humane genomen laten sequencen en ik kan u nu al vertellen: we vinden hier enorm veel variatie!)

    Alles om variaties, adaptaties en speciaties te bewerkstelligen is reeds in het genoom van organismen aanwezig. De frontloaders hebben gelijk.

    Prachtig dat de ideeen die ik in mijn boek presenteerde steeds opnieuw worden bewaarheid en verder onderbouwd.

  4. Rob van der Vlugt februari 19, 2014 om 11:52

    Peter,

    “Alles om variaties, adaptaties en speciaties te bewerkstelligen is reeds in het genoom van organismen aanwezig.”
    .
    “De frontloaders hebben gelijk.”

    Wat is het verband tussen deze zinnen ?

    De eerste zin is er één waar iedereen het over eens is. De evolutietheorie is erop gebouwd.
    De tweede zin is er één waar slechts een aantal scheppingsgelovigen aan hechten. Het tragische van scheppingsgelovigen is echter dat ze geen enkele behoefte hebben te willen weten hoe dat frontloaden er uit kan hebben gezien.
    Er is inmiddels veel gebeurd en bereikt op het gebied van de abiogenese, de scheppingsgelovigen staan echter nog met volkomen lege handen.
    Zo ook jij.
    Je zou wat mij betreft die handen uit de mouwen mogen steken en dan niet alleen om steeds maar weer te applaudisseren voor jezelf.

  5. Pingback:De rol van epigenetica en stress | Op zoek naar de klepel

  6. Pingback:EPIGENETICA | Tsjok's blog

  7. Pingback:Epigenetica wordt sexy | Op zoek naar de klepel

Praat mee en laat hier uw reactie achter

Vul je gegevens in of klik op een icoon om in te loggen.

WordPress.com logo

Je reageert onder je WordPress.com account. Log uit / Bijwerken )

Twitter-afbeelding

Je reageert onder je Twitter account. Log uit / Bijwerken )

Facebook foto

Je reageert onder je Facebook account. Log uit / Bijwerken )

Google+ photo

Je reageert onder je Google+ account. Log uit / Bijwerken )

Verbinden met %s

Zwervende gedachten

Een filosoof over argumentatie, biologie, handelingstheorie en wat hem verder invalt

Jonas Bruyneel

Literatuur/Journalistiek/Muziek

mjusicamanti.wordpress.com/

per amanti della vera musica

SangueVivo

Ancora solo un battito in più

Microplastics

INTERREG MICRO PROJECT

Scientia Salon

Philosophy, Science, and all interesting things in between

Infinite forme bellissime e meravigliose

si sono evolute e continuano a evolversi

Vita da simbionte

perché collaborare è talvolta meglio che combattere

Meneer Opinie

Altijd een mening, maar niet altijd gehinderd door kennis van zaken

The Cambrian Mammal

An evo-devo geek's scientific meanderings

Evolutie blog

bij dezen en genen

The Finch and Pea

The Public House for Science...

voelsprieten

* wonder van het alledaagse *

the aphid room

All about aphids... not simply bugs|

kuifjesimon

Just another WordPress.com site

The Amazing Comics Men

Comics by Dutch cartoonists Jan the Stripman & Wim the Mysterious Helpman

Barbara Jansma

Prenten, spotprenten en schilderijen

%d bloggers op de volgende wijze: