Vier nieuwe regels in DNA-grammatica ontdekt

Share Button

Al meer dan zestig jaar zijn er maar twee ‘grammaticale regels’ bekend in DNA. Onderzoekers hebben met een baanbrekende ontdekking nu vier extra gevonden.

Al langer was bekend dat DNA uit vier bouwstenen bestaat: adenine, guanine, thymine en cytosine. Direct aan de ontdekking van DNA ging de ontdekking van de eerste twee DNA-grammaticaregels vooraf. De Oostenrijkse biochemicus Erwin Chargaff  ontdekte deze twee naar hem genoemde regels. Deze zijn: er is in DNA altijd precies evenveel adenine als thymine (plm. 30% elk) en guanine als cytosine (plm. 20% elk), maar de verhouding tussen adenine en guanine kan verschillen. Hierdoor slaagden Watson en Crick er in om de structuur van DNA op te helderen. DNA bestaat uit een dubbele spiraal, waarin er altijd een adenine tegenover een thyminemolecuul zit en een guaninemolecuul tegenover cytosine.

Chargaff ontdekte echter nog een tweede regel. Ook het meeste enkelvoudige DNA voldoet aan de 30:30:20:20 regel. We weten nog steeds niet waarom. Na deze twee ontdekkingen van Chargaff bleef het stil voor meer dan een halve eeuw. Tot een nieuwe ontdekking.

Michel Yamagishi van het Braziliaanse Applied Bioinformatics Laboratory en Roberto Herai van Unicamp in Sao Paulo, ook in Brazilië, zeggen dat ze hogere-orde patronen hebben ontdekt door verzamelingenleer te gebruiken. Hiermee leidden ze hogere-orde (ingewikkelder)  regels af uit de twee regels van Chargaff. Hiervoor deelden ze de DNA-reeksen in stukken van twee of drie baseparen in. Ook hierin moeten fractalpatronen voorkomen. Yamagishi and Herai vatten deze in vier vergelijkingen samen.

Het bleef niet alleen bij deze wiskundige afleiding: bij 32 soorten waarvan het complete DNA in kaart is gebracht (waaronder de mens) zochten ze deze fractalpatronen. Inderdaad vonden ze die ook. Hiermee wordt aangetoond dat ook deze korte reeksen nucleotiden (oligonucleotiden) niet-variante patronen vertonen bij vrijwel alle soorten. Dit is erg handig als een soort foutcontrole. Zijn de patronen verdwenen, dan is het in kaart brengen van DNA klaarblijkelijk niet zorgvuldig gebeurd.

Pas echt interessant is dat deze patronen bij twee soorten niet voorkwamen: het aidsvirus HIV en Xylella fastidiosa 9a5c, een micro-organisme dat perzikbomen aantast. Van HIV is bekend dat het extreem snel muteert, maar wat is de reden dat Xylella niet aan de regel voldoet?

Bron: 
Michel Yamagishi en Roberto Herai, Chargaff’s “Grammar of Biology”: New Fractal-like Rules, Arxiv.org (2011)

Share Button

Germen

Hoofdredacteur en analist (Visionair.nl) Expertise: biologische productiesystemen (master), natuurkunde (gedeeltelijek bachelor), informatica

Dit vind je misschien ook interessant:

1 reactie

  1. Julie schreef:

    Michel Yamagishi en Roberto Herai (submitted on 7 dec. 2011), zoiets vond ik ook :), http://www.visionair.nl/wetenschap/bayesiaanse-analyse-buitenaards-leven-zeldzaam/ (27 juli 2011 17.00 uur.)

Geef een reactie

Advertisment ad adsense adlogger