Encyclopedie van de evolutiebiologie

Prof. Nico M. van Straalen (2019)

Gepubliceerd op 20-07-2020

Co-lineariteit

betekenis & definitie

Verschijnsel dat de volgorde van genen in een bepaald genomisch cluster gehandhaafd blijft in een evolutionaire lijn

Een co-lineaire organisatie (co-lineariteit, vaak ook gespeld als collineariteit) van genen is in de evolutiebiologie vooral bekend van de Hox-genen. De volgorde van genen in het Hox-complex is geconserveerd van wormen tot vliegen, vissen en de mens. Dat betekent dat er binnen het cluster zeer weinig recombinatie heeft plaatsgevonden waardoor de rangschikking nauwelijks is veranderd over 400 miljoen jaar evolutie. Bovendien zijn ook de expressiedomeinen langs de lengteas van de tweezijdig symmetrische dieren behouden gebleven. Ongetwijfeld houdt dit verband met het feit dat expressies van Hox-genen tijdens de embryonale ontwikkeling zeer nauwkeurig in tijd en plaats op elkaar afgestemd moeten worden om het juiste bouwplan te realiseren.

Toch zijn er dieren waarbij de co-lineariteit met andere dieren verloren is gegaan. Dit bleek in 2004 bij analyse van het genoom van Oikopleura, een ongewerveld chordadier. Bij dit dier liggen de Hox-genen verspreid over het hele genoom. Bij de zeeëgel Strongylocentrotus en de springstaart Folsomia is sprake van een herrangschikking, waarschijnlijk veroorzaakt door een translocatie. Hoe deze dieren er in slagen de transcriptie van de Hox-genen desondanks in de tijd op elkaar af te stemmen is niet bekend, maar kennelijk is een strikt behoud van de genomische volgorde hiervoor niet essentieel.

Co-lineariteit staat in de genoombiologie ook bekend als syntenie. De analyse van syntenie binnen genclusters tussen soorten is een zeer krachtige methode bij het opsporen van evolutionaire relaties. Bij vogels is de genvolgorde langs het chromosoom meer bewaard gebleven dan bij enige andere diergroep. Ook bij planten komt syntenie veel voor.