Junk-DNA

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

Van internet: junk-DNA

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)transposonen ofwel jumping genes, die zich willekeurig binnen het DNA verplaatsen en daarmee ziekten en kanker kunnen veroorzaken. Ander ‘junk’-DNA produceert op zijn beurt weer regulerend RNA (miRNA, siRNA, piRNA) dat het ‘springen’

van internet: kogelvis 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 transcriptie-enzymen.
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

Bijgewerkt 24.10.2009: 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. 27.10.200: Een artikel over een eerdere publicatie van dezelfde groep kan hier gevonden worden.



Update: 27.10.2009: junk-DNA en soortvorming (ScienceDaily). is nu ook te lezen in het Nederlands op Kennislink.