Verschil tussen gen en genoom

Belangrijkste verschil - Gene versus genoom

Genetische informatie van een cel wordt in chemische vorm opgeslagen in DNA of RNA. De volgorde van de nucleotide basen gerangschikt in de polynucleotide keten bepaalt de genetische instructies. Een gen is een sequentie-uitrekking van nucleotiden die coderen voor een specifiek eiwit. Mensen hebben duizenden genen in hun totale DNA-moleculen. Het gehele nucleaire DNA wordt het genoom van een organisme genoemd. Dit DNA is verpakt in chromosoomstructuren. Alle gensequenties worden niet-repetitief DNA genoemd. Een genoom heeft veel DNA-sequenties en deze worden repetitief DNA genoemd. Dit repetitieve DNA heeft ook een functie in de genregulatie. De belangrijk verschil tussen gen en genoom is dat een gen is een locus op een DNA-molecuul, terwijl het genoom een ​​totaal nucleair DNA is.

Dit artikel onderzoekt,

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

Wat is een gen

Een gen is een locus of een sequentiestrek op de DNA-polynucleotidestreng. Het codeert voor een aminozuursequentie van een specifiek eiwit en wordt herkend als de moleculaire eenheid van erfelijk materiaal. De genetische instructies worden via reproductie in genen overgedragen via genen. Duizenden genen kunnen worden gevonden binnen een enkel DNA-molecuul van hogere organismen. Een gensequentie wordt getranscribeerd in RNA; RNA wordt vertaald in eiwitten die bijgevolg eigenschappen bepalen. Dit is het centrale dogma van de moleculaire biologie.

Het concept van het gen en zijn patroon van overerving is ontstaan ​​met de bevindingen van Gregor Mendel in 1860s. De studie van de eigenschappen van genen of groep genen wordt genetica genoemd. De meeste genen zijn opgebouwd uit DNA, maar er zijn er een paar die van RNA zijn gemaakt. Sommige virussen bestaan ​​uit RNA-genen omdat hun genetisch materiaal RNA is. In prokaryoten worden operons gevormd door het groeperen van de functioneel gerelateerde genen. De meerdere eiwit-coderende sequenties worden samen getranscribeerd. Eukaryotische genstructuur bestaat hoofdzakelijk uit twee gebieden: coderende sequentie en de regulerende sequentie. Eukaryotische coderende sequentie bestaat uit exons, introns en niet-getranslateerde gebieden, terwijl prokaryote genen introns missen. Genen worden getranscribeerd met de introns. Bijgevolg worden ze verwijderd door exons te splitsen. Aan de andere kant kunnen meerdere eiwitten worden geproduceerd door alternatieve splitsing. Genexpressie wordt gereguleerd op transcriptioneel en translationeel niveau. Variaties van een gen worden zijn allelen genoemd. Verschillende allelen van hetzelfde gen produceren verschillende fenotypen onder de populatie.

Figuur 1: Gene

Wat is een genoom

Het hele stel nucleair DNA van een organisme wordt het genoom genoemd. De meeste genomen zijn DNA, hoewel sommige virussen uit RNA-genomen zijn samengesteld. Organellen zoals mitochondriën en chloroplast zijn samengesteld uit respectievelijk hun eigen genomen genaamd mitochondriaal genoom en chloroplastgenoom.

Het genoom bestaat uit zowel coderende genen als niet-coderend junk-DNA. De grootte van het genoom neemt evenredig toe met de morfologische complexiteit van organismen. Het menselijk genoom bevat 3,2 miljard basenparen. Het bestaat uit ongeveer 25.000 genen erin. De meeste DNA-sequenties in het menselijk genoom bevatten junk-DNA. DNA-polynucleotideketens zijn georganiseerd in individuele chromosomen. Het menselijk genoom bestaat uit 22 homologe paren autosomen en 2 geslachtschromosomen. Sommige organismen zijn samengesteld uit meerdere kopieën van genomen. Een organisme, dat een enkele kopie van het genoom heeft, wordt een a genoemd haploïde organisme. Meerdere exemplaren worden gebeld diploïde, triploïde en tetraploïde. Het menselijk genoom is een diploïde genoom. Seksueel reproducerende organismen hebben de helft van het chromosoomgetal in gameten in vergelijking met hun somatische cellen.

Een genoom van een uniek organisme wordt de genetische samenstelling van dat specifieke organisme genoemd. Het menselijke genoom werd volledig gesequenced en in kaart gebracht door het Human Genome Project. Horizontale genoverdracht en de duplicatie van sequenties veroorzaken de evolutie van het genoom. Duplicatie kan de duplicatie zijn van genclusters, korte tandemherhalingen, hele chromosomen of zelfs het hele genoom. Genomica is de studie van genomen van de verwante organismen.

Figuur 2: Genoom

Verschil tussen gen en genoom

Definitie

Gen: Het gen is het erfelijke element van genetische informatie. Het is een locus binnen een chromosoom.

Genome: Het genoom is het geheel van nucleair DNA. Meestal bestaat DNA als chromosomen.

Inhoud

Gen: Een gen is een onderdeel van een DNA-molecuul.

Genome: Het genoom is het totale DNA in een cel.

codering

Gen: Een gen codeert voor eiwitsynthese.

Genome: Een genoom codeert voor zowel eiwitten als regulatorische elementen voor eiwitsynthese.

Lengte

Gen: De lengte van een gen is ongeveer enkele honderden basen.

Genome: De lengte van het genoom van een hoger organisme is ongeveer miljard basenparen.

Aantal

Gen: Een hoger organisme bevat ongeveer duizenden genen.

Genome: Elk organisme bevat slechts één genoom.

Bijdrage aan de evolutie

Gen: Variaties van het gen worden allelen genoemd. Deze allelen kunnen op natuurlijke wijze worden geselecteerd.

Genome: Horizontale genoverdracht en de duplicatie veroorzaken grote variaties in het genoom.

Studie

Gen: De studie van de eigenschappen van de genen is genetica.

Genome: De studie van de eigenschappen van de gerelateerde genomen is genomics.

Conclusie

De variaties van het gen die allelen worden genoemd, worden gecreëerd door puntmutaties. Puntmutaties komen voor op basispaarniveau. Aan de andere kant zijn de veranderingen die optreden op het genoomniveau relatief groot. Horizontale genoverdracht en genduplicatie introduceren respectievelijk verhogen het genproduct. Het belangrijkste verschil tussen gen en genoom zit dus in de grootte van de nucleotiden die ze dragen.

Referentie:
1.Susman M. "Genen: definitie en structuur." ENCYCLOPEDIE VAN LIFE SCIENCES, Nature Publishing Group, 2001. Betreden 09 feb. 2017
2.Schleif R. Genetics and Molecular Biology. 2e druk., The Johns Hopkins University Press, 1993, blz. 22-47. Betreden 09 februari 2017

Afbeelding met dank aan:
1. "Menselijk genoom naar genen" (CC BY 2.0) via Commons Wikimedia
2. "Gene es" - Herzien (Public Domain) via Commons Wikimedia