Belangrijkste verschil - Chromosoom versus gen

DNA draagt ​​de genetische blauwdruk en bepaalt het fenotype van een organisme. Het wordt ook beschouwd als een geschiedenisboek, dat de evolutie van een soort vertelt. DNA bestaat over het algemeen als een dubbele helix. Een chromosoom wordt beschouwd als de hoogst georganiseerde vorm van DNA. Een gen is een locus op een chromosoom dat codeert voor eiwitten. De grootste verschil tussen chromosoom en gen is dat een chromosoom is de meest opeengepakte structuur van een DNA met eiwitten, terwijl een gen een DNA-segment is dat zich op een chromosoom bevindt. Een enkel chromosoom bestaat uit veel genen, terwijl een gen een locus op een chromosoom is.

Dit artikel bestudeert,

1. Wat is een chromosoom? - Definitie, kenmerken 2. Wat is een gen? - Definitie, kenmerken 3. Wat is het verschil tussen chromosoom en gen?

Wat is een chromosoom?

Een chromosoom is de meest gecondenseerde structuur van een dubbele DNA-helix met eiwitten. Een typisch chromosoom slaat duizenden genen op. Prokaryoten bestaan ​​uit een enkel, circulair chromosoom vol met histonachtige eiwitten. Eukaryoten bestaan ​​uit grote, lineaire chromosomen. DNA-streng van ongeveer 145 bp groot is gewikkeld rond een kern die bestaat uit acht histon-eiwitten, die een structuur vormen die nucleosoom. De DNA-streng op dit niveau is minder gecondenseerd en vertoont een draadachtige structuur. Nucleosomen vouwen zich op en spoelen op om een ​​250 nm vezel te produceren, genaamd chromatine. De toegankelijkheid van de DNA-sequentie van een bepaald gen op dit niveau kan de expressie van dat gen reguleren. Chromatine wordt verder opgerold tot een 30 nm-vezel en vormt het chromosoom. Deze pakking zorgt voor de structurele integriteit van de dubbele helix van DNA. Mensen hebben 46 chromosomen in hun genoom: 22 homologe paren autosomen plus 2 geslachtschromosomen. Behalve genen bevat een chromosoom regio's zoals de oorsprong van replicatie, centromeer en telomeren. Replicatieoorsprong initieert de DNA-replicatie. Het centromeer zorgt voor de opslag van alle f-chromosomen in een dochtercel tijdens de chromosomale segregatie-gebeurtenis. Telomeren beschermen de genen aan de eindgebieden van een chromosoom tegen afknotting. Chromosomen die in de metafase verschijnen, worden gebruikt om karyotypen te genereren waar de chromosomale afwijkingen worden geanalyseerd.

Figuur 1: Chromosomen

Wat is een gen?

Een gen is een gebied (locus) van de genoomsequentie die codeert voor een specifiek eiwit. DNA wordt getranscribeerd in mRNA; mRNA vertaald in eiwitten staat gezamenlijk bekend als het centrale dogma van de moleculaire biologie. Het gen wordt de moleculaire eenheid van erfelijkheid genoemd. Het moderne concept van het gen vindt zijn oorsprong in de studies over de overerving van kenmerken door Gregor Mendel in de jaren 1860.

De meeste organismen gebruiken DNA als hun genetisch materiaal. Over het algemeen bestaat het menselijk genoom uit ongeveer 20.000 genen. De structuur van een gen bestaat hoofdzakelijk uit twee segmenten, de coderende sequentie en de regulerende sequentie. Coderende sequentie bevat exons en introns. Prokaryoten hebben geen introns. Bij eukaryoten worden introns verwijderd bij de daaropvolgende splitsing van exons. Meerdere eiwitten kunnen worden bereikt door alternatieve splicing van een enkel gen. Coderende sequentie bevat ook niet-vertaalde gebieden van RNA. Een regulerende sequentie bestaat uit een promotorgebied, versterkers en remmers. In prokaryoten groeperen verschillende genen zich om operons te vormen. Een operon bestaat uit meerdere eiwitcoderende sequenties die samen worden getranscribeerd. Sommige virussen bestaan ​​volledig uit RNA-genomen. Hun genen worden RNA-genen genoemd.

De expressie van genen kan zowel op transcriptioneel niveau als op translationeel niveau worden gereguleerd. De nucleotidesequentie die een aminozuursequentie van een eiwit specificeert, wordt de genetische code genoemd. Organismen erven hun complete set genen door middel van reproductie. Mutaties die optreden in gensequentie leiden tot de verschillende varianten van hetzelfde gen. Variaties van een gen worden allelen genoemd. Allelen kunnen variaties van eigenschappen binnen een populatie produceren. Allelen zijn dominant of recessief. De meeste allelen ondergaan Mendeliaanse overerving.

Figuur 2: Chromosoom en gen

Verschil tussen chromosoom en gen

Definitie

chromosoom: Een chromosoom is de meest gecondenseerde structuur van een DNA-molecuul met eiwitten.

Gen: Een gen is een locus op een chromosoom.

Genetisch materiaal

chromosoom: Een chromosoom bestaat altijd uit DNA.

Gen: Een gen kan uit DNA of RNA bestaan.

Mutatie invloed

chromosoom: Chromosomale mutaties zijn relatief groot omdat ze voorkomen in homologe recombinatie.

Gen: Genmutaties zijn klein, soms stil. Ze komen voor bij DNA-replicatie of bij daaruit voortvloeiende DNA-schade.

Voorbeelden van mutaties

chromosoom: Chromosomale mutaties leiden tot chromosomale afwijkingen zoals duplicatie, deletie, herschikking en inversie van genen.

Gen: Genmutaties omvatten puntmutaties en frameshift-mutaties: inserties en deleties.

Conclusie

Chromosomale mutaties treden op vanwege de fouten in de homologe recombinatiegebeurtenis. Daarom verandert het grote delen van een chromosoom. Duplicatie van een bepaald gen kan bijvoorbeeld zijn genproduct accumuleren, zowel RNA als het eiwit. Als deze overexpressie optreedt in een oncogen, kan dit leiden tot de ontwikkeling van kanker. Daarom hebben deze mutaties een aanzienlijk effect op het organisme. Genmutaties treden echter op op basenpaarniveau. De meeste genmutaties zijn stil, synoniem of conservatief. Ze hebben minder invloed op hun eiwitfunctie. Een paar kunnen schadelijk of dodelijk zijn. De effectiviteit van de mutatie heeft ook betrekking op het belangrijkste verschil tussen chromosoom en gen, d.w.z. de grootte van het gebied dat ze in een genoom innemen.

Referentie:1. Susman M. "Genen: definitie en structuur." ENCYCLOPEDIA OF LIFE SCIENCES, Nature Publishing Group, 2001, http://smcg.ccg.unam.mx/enp-unam/03-EstructuraDelGenoma/geneDefinition.pdf. Betreden op 09 februari 20172. Higgins N.P. "Chromosoomstructuur." ENCYCLOPEDIA OF LIFE SCIENCES, Macmillan Publishers Ltd, Nature Publishing Group, 2001, http://smcg.ccg.unam.mx/enp-unam/03-EstructuraDelGenoma/cromosomeStructure.pdf. Geraadpleegd op 09 februari 20173. Schleif R. Genetica en moleculaire biologie. 2e druk, The Johns Hopkins University Press, 1993, blz. 22-47, http://gene.bio.jhu.edu/bm2whole.pdf. Geraadpleegd op 09 februari 2017

Afbeelding Hoffelijkheid:1. "Chromosoom DNA-gen" door Thomas Shafee - Eigen werk (CC BY 4.0) via Commons Wikimedia2. "Chromosome en" Door Bestand: Chromosome-es.svg: KES47 (talk) afgeleid werk: KES47 - Bestand: Chromosome-es.svg (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia