Wat is DNA en hoe werkt het?

DNA is misschien wel het bekendste biologische molecuul; het is aanwezig in alle vormen van leven op aarde. Maar wat is DNA of deoxyribonucleïnezuur? Hier behandelen we de essentie.

Vrijwel elke cel in je lichaam bevat DNA of de genetische code die jou maakt u​DNA bevat de instructies voor de ontwikkeling, groei, voortplanting en werking van al het leven.

Verschillen in de genetische code zijn de reden waarom één persoon blauwe ogen heeft in plaats van bruine, waarom sommige mensen vatbaar zijn voor bepaalde ziekten, waarom vogels maar twee vleugels hebben en waarom giraffen een lange nek hebben.

Verbazingwekkend genoeg, als al het DNA in het menselijk lichaam zou worden ontrafeld, zou het meer dan 300 keer naar de zon en terug reiken.

In dit artikel leggen we de basisprincipes van DNA uit, waar het van gemaakt is en hoe het werkt.

Wat is dna?

Kortom, DNA is een lang molecuul dat de unieke genetische code van elke persoon bevat. Het bevat de instructies voor het bouwen van de eiwitten die essentieel zijn voor het functioneren van ons lichaam.

DNA-instructies worden van ouder op kind doorgegeven, waarbij ongeveer de helft van het DNA van een kind afkomstig is van de vader en de helft van de moeder.

Structuur

De dubbele helix van DNA.

DNA is een tweestrengs molecuul dat verwrongen lijkt, waardoor het een unieke vorm krijgt die wordt aangeduid als de dubbele helix.

Elk van de twee strengen is een lange reeks nucleotiden of individuele eenheden gemaakt van:

• een fosfaatmolecuul
• een suikermolecuul genaamd deoxyribose, dat vijf koolstofatomen bevat
• een stikstofhoudend gebied

Er zijn vier soorten stikstofhoudende regio's die basen worden genoemd:

• adenine (A)
• cytosine (C)
• guanine (G)
• thymine (T)

De volgorde van deze vier basen vormt de genetische code, die onze instructies voor het leven zijn.

De bases van de twee strengen DNA worden aan elkaar geplakt om een ​​ladderachtige vorm te creëren. Binnen de ladder kleeft A altijd aan T en blijft G altijd aan C om de 'sporten' te creëren. De lengte van de ladder wordt gevormd door de suiker- en fosfaatgroepen.

Verpakkings-DNA: chromatine en chromosomen

De complete set chromosomen bij een menselijke man.
Beeldkrediet: National Human Genome Research Institute

Het meeste DNA leeft in de kernen van cellen en sommige worden aangetroffen in mitochondriën, de krachtcentrales van de cellen.

Omdat we zoveel DNA hebben (2 meter in elke cel) en onze kernen zo klein zijn, moet DNA ongelooflijk netjes verpakt worden.

Strengen van DNA zijn in een lus, opgerold en gewikkeld rond eiwitten die histonen worden genoemd. In deze opgerolde toestand wordt het chromatine genoemd.

Chromatine wordt verder gecondenseerd, via een proces dat supercoiling wordt genoemd, en het wordt vervolgens verpakt in structuren die chromosomen worden genoemd. Deze chromosomen vormen de bekende "X" -vorm zoals te zien is in de bovenstaande afbeelding.

Elk chromosoom bevat één DNA-molecuul. Mensen hebben in totaal 23 paar chromosomen of 46 chromosomen. Interessant is dat fruitvliegjes 8 chromosomen hebben en duiven 80.

Chromosoom 1 is het grootste en bevat ongeveer 8.000 genen. De kleinste is chromosoom 21 met ongeveer 3.000 genen.

Wat is een gen?

Elke lengte van het DNA dat codeert voor een specifiek eiwit, wordt een gen genoemd. Eén gen codeert bijvoorbeeld voor het eiwit insuline, het hormoon dat helpt bij het reguleren van de suikerspiegel in het bloed. Mensen hebben ongeveer 20.000 tot 30.000 genen, hoewel de schattingen variëren.

Onze genen maken slechts ongeveer 3 procent van ons DNA uit, de overige 97 procent is minder goed begrepen. Aangenomen wordt dat het uitstekende DNA betrokken is bij het reguleren van transcriptie en translatie.

Hoe maakt DNA eiwitten?

Om genen een eiwit te laten maken, zijn er twee hoofdstappen:

Transcriptie: de DNA-code wordt gekopieerd om boodschapper-RNA (mRNA) te creëren. RNA is een kopie van DNA, maar is normaal gesproken enkelstrengs. Een ander verschil is dat RNA niet de base thymine (T) bevat, die is vervangen door uracil (U).

Vertaling: Het mRNA wordt vertaald in aminozuren door transfer RNA (tRNA).

mRNA wordt gelezen in secties van drie letters die codons worden genoemd. Elk codon codeert voor een specifiek aminozuur of bouwsteen van een eiwit. Het codon GUG codeert bijvoorbeeld voor het aminozuur valine.

Er zijn 20 mogelijke aminozuren.

Wat is een telomeer?

Telomeren zijn gebieden met herhaalde nucleotiden aan het einde van chromosomen.

Ze beschermen de uiteinden van het chromosoom tegen beschadiging of versmelten met andere chromosomen.

Ze worden vergeleken met de plastic uiteinden van schoenveters die ervoor zorgen dat ze niet gaan rafelen.

Naarmate we ouder worden, wordt dit beschermende gebied steeds kleiner. Elke keer dat een cel zich deelt en DNA wordt gerepliceerd, wordt de telomeer korter.

In een notendop

Chromosomen zijn strak opgerolde DNA-strengen. Genen zijn stukjes DNA die individuele eiwitten coderen.

Anders gezegd, DNA is het masterplan voor het leven op aarde en de bron van de wonderbaarlijke verscheidenheid die we om ons heen zien.