Hoe kan een mens 100.000 verschillende eiwitten hebben, terwijl er maar 25.000 genen zijn?

Hoi Erotisi,

er zijn inderdaad slechts een beperkt aantal genen, maar het aantal mogelijke combinaties (en volgorden) is enorm. wanneer de aanmaak van een eiwit gecodeerd wordt, zal daar meestal meer dan 1 gen bij komen kijken. Zouden wij slechts 6 genen hebben, dan zouden die al 6x5x4x3x2x1 = 720 (!) verschillende zaken kunnen coderen. Natuurlijk zijn lang niet al onze genen betrokken bij het coderen van eiwitten, maar het is vrij makkelijk uit te rekenen hoeveel genen er minimaal nodig zouden zijn (in theorie!) om 100.000 eiwitten te coderen; al met 9 genen kun je 362.880 verschillende combinaties maken. dat zijn er verrassend weinig en uiteraard ligt het niet zo simpel als ik nu suggereer; er zijn veel meer genen betrokken bij het coderen van eiwitten, maar inderdaad wel in combinatie met elkaar. De bron geeft hier (naar mijn mening) begrijpelijke informatie over.

Toegevoegd na 3 minuten:
Ik vond nog een Nederlandse versie van hetzelfde, maar helaas met veel minder informatie. voor de volledigheid toch maar even vermeld.

Even afgezien van de discussie over hoeveel eiwitten de mens, wil ik wel in gaan op de manieren waarop eiwitten gemaakt worden.


Als het DNA afgelezen wordt, wordt er pre-messengerRNA (pre-mRNA) aangemaakt tijdens de transcriptie (i.a.w. omschrijving).
https://nl.wikipedia.org/wiki/Transcriptie_(biologie)
Dit pre-mRNA bevat exons (coderende sequenties) en introns (niet-coderende sequenties). Het pre-mRNA wordt vervolgens bewerkt tot mRNA en verlaat daarna de celkern.
https://nl.wikipedia.org/wiki/RNA-processing
Buiten de celkern wordt het mRNA door ribosomen gebruikt als code om eiwitten te maken tijdens de translatie (i.a.w. vertaling). Hierbij coderen 3 letters van de mRNA sequentie (een codon) voor 1 aminozuur. Deze aminozuren worden aan elkaar geplakt tot een peptide keten en vouwen vervolgens tot een eiwit.
https://nl.wikipedia.org/wiki/Translatie_(biologie)
Dat is in een notendop hoe eiwitten aangemaakt worden: DNA>RNA>eiwit.

Tijdens de bewerking van het pre-mRNA worden de intronen eruit geknipt. Dit heet splicing.
https://nl.wikipedia.org/wiki/Splicing
Hierbij kan ook alternatieve splicing optreden, waarbij behalve introns ook bepaalde exons uit het pre-mRNA verwijderd worden, of bepaalde introns niet verwijderd worden. Hierdoor kunnen uit 1 gen, dus meerdere eiwitten gevormd worden.

Aangezien 3 letters van het mRNA coderen voor 1 aminozuur, kun je in principe een mRNA sequentie op 3 manieren aflezen. Door te beginnen bij 1 letter verder op het mRNA krijg je een hele andere aminozuur volgorde. Hierdoor kun je van 1 gen, dus totaal verschillende eiwitten krijgen.
https://en.wikipedia.org/wiki/Open_reading_frame

Ten slotte kunnen zoals WillemNeoChorio al aangeeft, meerdere genen gecombineerd worden om eiwitten te maken. Dit gebeurt bijvoorbeeld bij de aanmaak van antilichamen tijdens de VDJ-recombinatie, die bij een eerdere vraag van je besproken is.
https://en.wikipedia.org/wiki/V(D)J_recombination

Ik hoop dat ik het een beetje begrijpelijk geschreven heb. Het is nogal een complex onderwerp om in 2500 tekens uit te leggen...