gen­activiteitꜛ

((Een beschrijving van het aflezenꜛ van genenꜛ en het bouwen van eiwittenꜛ. Codonsꜛ, amino­zuurꜛ, enz. Codons coderen niet noodzakelijkerwijze voor één enkel aminozuur — ben ik het relevante artikel kwijt?))

Al die genen hebben op zich niet veel nut; het zijn de eiwitten die actief zijn in de cellen van ons lichaam. Welnu, die genen zijn bouwbeschrijvingen van eiwitten. In de celkern worden kopieën gemaakt van de genen (met mRNAꜛ); die kopieën worden aangepast (zie hieronder), en die aangepaste kopieën worden vervolgens als bouwtekening voor eiwitten gebruikt.

Een gen wordt voorafgegaan door een promotorꜛ, en gevolgd door een stop­codonꜛ. ((Als ik het goed begrijp werkt de promotor in het DNA, door aflezen te starten, en het stopcodon in het RNA, door proteïne­syntheseꜛ te stoppen. Het is mij niet duidelijk op welke grond het aflezen van het DNA gestopt wordt.))

De basecode van een gen vertaalt zich niet direct naar de aminozuurvolgorde van het eiwit: het gen bestaat niet enkel uit exonenꜛ, stukken die coderen voor aminozuren, maar ook uit intronenꜛ, stukken die worden overgeslagen bij het kopiëren.

Nagenoeg ieder gen (bij mensenꜛ zo'n 93% van de genen) codeert voor meer dan één mRNA, en daarmee voor meer dan één eiwit, doordat niet eens en voor al vastligt welke delen intron zijn en welke delen exon. Zo kan bij het kopiëren van een gen met twee intronen het tussenliggende exon mede worden overgeslagen, of kan er van twee opeenvolgende intronen of exonen één worden overgeslagen en het ander niet. Tenslotte kunnen er aan het begin of het einde van het gen delen worden overgeslagen. Dit alles wordt gestuurd door DNA dat net buiten het gen ligt, in samenwerking met de celsamenstelling.

Een fraai voorbeeld is het gen TPM1ꜛ, dat voor het spier­eiwitꜛ tropomyosineꜛ codeert. Dit eiwit brengt structuur aan in spier­vezelsꜛ, maar verschillende aflezingen doen dat op geheel verschillende wijze. Zo wordt door hetzelfde gen in het hart een eiwit geproduceerd dat hart­spierweefselꜛ helpt bouwen, en in de rest van het lichaam een eiwit dat „gewoon” spierweefselꜛ laat ontstaan.

Ook het omgekeerde, meer genen die samen voor slechts één eiwit coderen, komt overigens voor, zij het veel minder vaak. Zo wordt het eiwit hemoglobineꜛ opgebouwd uit vier afzonderlijke eiwitketensꜛ. (En het hemoglobine van ongeboren kinderen wordt gevormd vanuit geheel andere genen, die op andere chromosomen liggen. Dit hemoglobine bindt sterker dan het latere hemoglobine, zodat het in de placenta zuurstof uit het moederbloed kan „trekken”.)

Eiwitten zijn echter meer dan aminozuurketens: er hangen ook, soms zeer lange, suikerstaartenꜛ aan — en er zijn honderden verschillende enzymen nodig om dat voor elkaar te krijgen. Zo codeert het gen SRD5A3ꜛ voor een enzym dat een complex vetmolecuul, dolichol-Pꜛ, maakt, waarop die suikerstaarten aangemaakt worden voordat ze naar het eiwit worden overgezet (dat laatste heet glycosyleringꜛ). Overigens zorgt SRD5A3, in een netwerkteffect, ook voor de afbraak van testosteronꜛ.

Enhancersꜛ zijn korte stukjes DNA, gehecht aan exonen, die genexpressie verhogen. Transpositie van enhancers kan daarmee grote effecten hebben. Enhancement van het HOXd13-genꜛ leidt bij zebra­vissenꜛ tot meer aanmaak van weefsel in de vinnenꜛ, waardoor die meer op poten gaan lijken. (Zie dit artikel.)