More than meets the eye.

Onder de genetische code voor eiwitten zit een tweede code verstopt die de aflezing van genen beïnvloedt. En dáárin zit het verschil tussen alternatieve drielettergroepen die coderen voor hetzelfde aminozuur, meldt Science deze week.

Voor de meeste aminozuren coderen minstens twee verschillende drielettergroepen (‘codons’); soms zijn het er zelfs zes. Er zijn immers 64 combinaties mogelijk terwijl de natuur maar 20 aminozuren in eiwitten verwerkt. Maar tot nu toe leek het er op dat het enige verschil zat in het feit dat de ene code zich wat moeizamer laat aflezen dan de ander.

John Stamatoyannopoulos en collega’s van de University of Washington in Seattle hebben nu ontdekt dat het veel ingewikkelder in elkaar zit.

Een tweede aanname over het aflezen van DNA blijkt namelijk óók niet te kloppen. Men dacht dat de zogeheten transcriptiefactoren, die die aflezing mogelijk maken, zich exclusief binden aan DNA-fragmenten die náást die genen zitten. Zeg maar de stukken die vroeger ten onrechte werden beschouwd als ‘junk-DNA’.

Maar in werkelijkheid blijken die transcriptiefactoren zich ook op grote schaal te binden aan bepaalde delen van de genen zelf, dus het DNA dat tegelijk óók voor eiwitten codeert. De onderzoekers hebben die codons de naam ‘duon’ meegegeven. Na onderzoek van 81 verschillende menselijke celtypes schatten ze dat ongeveer 15 procent van de codons in de genen in werkelijkheid duons zijn.

En die tweede code hanteert kennelijk andere criteria bij het selecteren van favoriete codons.

Gesuggereerd wordt dat in de loop van de evolutie compromissen zijn gesloten, die beide codes zo goed mogelijk laten functioneren. Dat zou verklaren waarom sommige codons veel vaker in het genoom zitten ingebouwd dan op het oog gelijkwaardige alternatieven. Wellicht houdt het zelfs in dat eiwitten hier en daar een sub-optimale aminozuurbouwsteen bevatten, simpelweg omdat de tweede code dan zorgt dat het gen veel efficiënter wordt afgelezen. Of, omgekeerd, dat bepaalde eiwitten optimaal functioneren maar in ruil daarvoor slechts in kleine hoeveelheden worden aangemaakt.

Het zou ook kunnen betekenen dat er veel meer mutaties bestaan die aandoeningen zoals kanker tot gevolg kunnen hebben. Wat als een foutje, dat de aminozuurvolgorde voor het oog intact laat, wél de expressie van het desbetreffende gen ernstig verstoort? Het zou tevens een extra verklaring kunnen zijn voor het feit dat sommige delen van het genoom nooit muteren omdat het kleinste foutje daar al fataal is.

Wat het betekent voor recente suggesties dat je de eiwitsynthesemogelijkheden fors kunt uitbreiden door sommige alternatieven toe te wijzen aan geheel nieuwe, synthetische aminozuren, is al evenmin te overzien - dat betrof bacteriën in plaats van mensen, maar toch.

bron: Science, University of Washington

Onderwerpen