DNAintegratie

DNA-integratie is het proces waarbij DNA van een andere bron of vector wordt ingebouwd in het genoom van een gastorganisme. Het speelt een centrale rol in natuurlijke processen zoals horizontale genoverdracht bij bacteriën en is ook een doelstelling in biotechnologie en gentherapie voor het verkrijgen van stabiele, geïntegreerde genetische modificaties. Integratie kan leiden tot permanente aanpassing van de erfelijke informatie en heeft vaak gevolgen voor expressie van naburige genen.

Er bestaan verschillende mechanismen voor DNA-integratie. Homologous recombination gebruikt lange, overeenkomende sequenties tussen ingebracht DNA en het gastgenoom om accurate integratie mogelijk te maken. Non-homologous end joining sluit twee DNA-einden samen zonder lange homologe regiocode. Bij site-specifieke recombinatie spelen recombinases zoals integrases een rol; bijvoorbeeld bij veel barmogelijke bacteriofagen verschijnt integrase die DNA in het gastgenoom inzet via specifieke attP- en attB-sites, wat resulteert in attL- en attR-sites. Transpositiesystemen, aangedreven door transposases, kunnen DNA verplaatsen en op willekeurige of voorkeurssites in het genoom integreren. Integrons kunnen genen‑kisten vangen via een integrase (IntI) en zo snel genetische diversiteit mogelijk maken.

Toepassingen omvatten genetische modificatie van organismen, functioneel genomics en gentherapie, waar stabiele integratie van een transgen in het genoom belangrijk is voor langdurige expressie. Het onderwerp brengt ook risico’s met zich mee, zoals insertionele mutagenese, onvoorspelbare lokalisatie van integraties en kopieergetallen, wat aandacht vereist voor biosafety en ethische overwegingen.

Voorbeelden uit de biologie: lambda-fage‑integratie in Escherichia coli via een site-specifieke recombinatie; verwende lentivirale vectoren die integreren in het gastgenoom.