Oorsprong van genetische variatie
Genetische variatie is het verschil in DNA-sequenties tussen individuen binnen een populatie. Variatie komt voor in kiemcellen, d.w.z. zaadcellen en eicellen, en ook in somatische (alle andere) cellen. Alleen variatie die in kiemcellen ontstaat, kan van het ene individu op het andere worden overgeërfd en zo de dynamiek van de populatie, en uiteindelijk de evolutie, beïnvloeden. Mutaties en recombinatie zijn belangrijke bronnen van variatie.
Wat zijn mutaties?
Mutaties zijn de oorspronkelijke bron van genetische variatie. Een mutatie is een permanente wijziging in een DNA-sequentie. De novo (nieuwe) mutaties treden op wanneer er tijdens de DNA-replicatie een fout optreedt die niet door DNA-reparatie-enzymen wordt gecorrigeerd. Pas wanneer de fout door DNA-replicatie is gekopieerd en in het DNA is vastgelegd, wordt deze als een mutatie beschouwd (figuur 1). Mutaties kunnen gunstig zijn voor het organisme, nadelig (schadelijk) voor het organisme, of neutraal (hebben geen effect op de fitness van het organisme).
Somatische mutaties kunnen zich in onze cellen ophopen en zijn meestal onschadelijk. Ze kunnen leiden tot plaatselijke veranderingen in weefsels, zoals moedervlekken op de huid, en kunnen ook ernstiger effecten hebben – bijvoorbeeld leiden tot kanker. Om meer te weten te komen over de rol van somatische mutaties bij kanker, zie het artikel van Martincorena en Campbell1. In deze cursus richten we ons op erfelijke genetische variatie, d.w.z. variatie die optreedt in kiemcellen.
Wat is recombinatie?
Recombinatie is een andere belangrijke bron van genetische variatie Ieder van ons heeft een mengeling van genetisch materiaal van onze ouders. De vermenging van dit genetisch materiaal vindt plaats tijdens recombinatie wanneer homologe DNA-strengen op elkaar aansluiten en elkaar kruisen. Door recombinatie wordt het DNA van de vader en de moeder effectief ‘door elkaar geschud’, waardoor in de dochterkiemcellen nieuwe combinaties van varianten ontstaan (figuur 2).
iguur 2 Recombinatie draagt bij tot de genetische variatie bij de mens door het DNA van de ouders door elkaar te schudden en nieuwe combinaties van varianten te creëren. Afbeelding bron: Creation Wiki.