Wat is een schakelgroep in de genetica?

Een koppelingsgroep is een verzameling genen die dicht genoeg in een genoom liggen om samen te worden geërfd. De transcriptie en translatie van genen in de groep kan al dan niet met elkaar worden verbonden, en hun exacte activiteit hangt evenveel af van het organisme dat ze coderen als van hun nabijheid tot elkaar. In eenvoudige cellen die een kern missen die prokaryoten wordt genoemd, kunnen de genen die operon-eenheden vormen worden beschouwd als koppelingsgroepen. Eukaryoten, meer complexe cellen, hebben geen equivalente structurele groepering in hun genomen, maar ondanks een gebrek aan operons kunnen ze veel koppelingsgroepen bevatten. Zowel prokaryoten als eukaryoten geven koppelingsgroepen grotendeels door recombinatie door.

Recombinatie is een proces waarbij variabiliteit in een genoom kan toenemen en bestaat uit deoxyribonucleic acid (DNA) -stukken die op geheel nieuwe plaatsen breken en opnieuw verbinden. Wanneer een koppelingsgroep betrokken is bij recombinatie, blijven alle genen binnen de groep bij elkaar, dus alle activiteiten van de genen worden op hetzelfde moment verplaatst. Deze beweging kan naar een andere plaats op hetzelfde chromosoom of naar een ander chromosoom zijn. Gewoonlijk verstoort nucleïnezuurbeweging door recombinatie de functie van een koppelingsgroep niet. Koppelingsgroepen kunnen tijdens recombinatie worden verbroken, maar de kans dat dat gebeurt is vrij laag.

Omdat de genen in een koppelingsgroep meestal bij elkaar blijven, kunnen ze ook samen worden bestudeerd. Koppelingsgroepen kunnen worden gebruikt om een ​​genoom in kaart te brengen in termen van zowel structuur als functie, waarbij regio's worden geïdentificeerd die mogelijk betrokken zijn bij ziekte of regio's die inherent instabiel zijn vanwege hun genetische samenstelling. Op deze manier is een aantal genomen in kaart gebracht, waaronder meerdere belangrijke voedselgewassen. Nadat een bepaald gewas in kaart is gebracht, kan de kaart een sjabloon bieden voor selectief fokken om de gewaskwaliteit of opbrengst op verschillende manieren te verbeteren.

Identificatie van koppelingsgroepen heeft vele toepassingen met betrekking tot de menselijke gezondheid, van identificatie van genetische ziekten tot het analyseren van de genen van gevaarlijke micro-organismen of parasieten. Analyse van koppelingsgroepen kan ook worden gebruikt om nieuwe genen en genen te identificeren die anders reageren op geneesmiddelen of omgevingsstress. Genen die resistentie verlenen tegen geneesmiddelen, pathogenen of ongedierte kunnen ook worden gevonden in koppelingsgroepen en kunnen, afhankelijk van de omstandigheid, vele geneesmiddeldoelen of nuttige sequenties verschaffen voor gebruik in gentherapieën. De ontdekking van koppelingsgroepen heeft een overvloed aan nieuwe mogelijkheden gecreëerd om genetische sequenties te analyseren en in ons voordeel te gebruiken.