Wat is eigenlijk DNA?

Iedereen hoort wel dingen op TV of leest in de krant over DNA, en het opsporen van misdadigers m.b.v. DNA. Maar wat is DNA nou precies? En hoe kan het dat allegenetische informatie in het DNA vastligt? Hoe komt die informatie dan tot een eiwit die ook echt wat kan doen in het lichaam?

DNA - wat is het eigenlijk?

DNA is een afkorting van deoxyribonucleïnezuur. In het Engels is dat desoxyribonucleic acid, vandaar de A ipv de Z.

DNA zit in iedere cel in het lichaam, in ieder mens, dier en plant. Zonder DNA kun je niet leven. Dat komt doordat DNA als het ware bepaalt wat er gebeurt. Dat doet het niet zelf, maar dat doen eiwitten. En die worden gemaakt naar de voorschriften die in het DNA zijn opgeslagen. Hoe zit dat?

Ontdekking

DNA ligt in de kern van iedere cel en het bestaat eigenlijk uit twee lange kralenkettingen, die om elkaar heen gedraaid zijn, als een soort wenteltrap. Dat noemen we een α-helix. Het is pas sinds 1953 bekend hoe ze precies zijn gedraaid, en de heren Watson en Crick waren de eersten die het uitvonden. Eigenlijk was het waarschijnlijk Rosalind Franklin die het echte Eureka momentje had, maar vrouwen en wetenschap, dat ging in die tijd nou eenmaal niet zo lekker samen en het zijn vooral de mannen die de credits voor het werk kregen (namen).

Opbouw van DNA

De kralenkettingen waaruit DNA is opgebouwd, bestaan uit vier verschillende ‘kralen’,die we de nucleotiden noemen. Een nucleotide bestaat uit drie onderdelen, waarvan er één van de anderen kan verschillen. Dit is de base. Er zijn vier verschillende basen die worden aangeduid met de letters A, T, G en C, dat zijn afkortingen van de namen adenine, thymine, guanine en cytosine. De kralenkettingen zijn om elkaar heen gedraaid, en daarbij zitten twee basen van de twee kettingen tegenover elkaar. A zit altijd tegenover T en G zit altijd tegenover C. Deze vier letters vormen het alfabet van alle informatie die een cel nodig heeft. Het lijkt een klein alfabet, maar de computer gebruikt maar twee letters (of eigenlijk cijfers; 0 en 1) en die doet het ook heel behoorlijk.

Omzetting van de informatie naar RNA

Het alfabet van het DNA wordt afgelezen door RNA-polymerase. RNA is een kopie van DNA, met een paar verschillen. Ten eerste heeft de afkorting een R ipv een D, en dat komt doordat de volledige naam ribonucleic acid is; er is een kleine verandering in een van de drie onderdelen waaruit de kralen zijn opgebouwd. Verder kan RNA de kern verlaten, waardoor het de informatie vanuit de kern naar de cel kan brengen. DNA blijft in de kern. En RNA is opgebouwd uit A, C, G en U. Er zit dus een uracil in i.p.v. een thymine. RNA-polymerase haalt de twee kralenkettingen – strengen – uit elkaar daar waar er een code staat voor ‘beginnen met kopiëren’. RNA-polymerase gaat precies op die code (de promotor) zitten, en begint te lezen. Terwijl het dat doet, zoekt het RNA-nucleotides, die precies passen op het DNA. Dus als er een G zit in het DNA, zoekt het RNA-polymerase een C, en als er een A zit in het DNA zoekt het RNA-polymerase een U. Tegenover een T komt een A en zo maakt het RNA-polymerase een lange, complementaire (tegengestelde) streng. Net zo lang tot hij een code tegenkomt die betekent ‘stoppen met kopiëren’, dan laat hij DNA en RNA los, en de DNA-streng draait zich weer om zichzelf. De gevormde RNA-streng noemen we messengerRNA (afgekort tot mRNA) omdat hij de kern kan verlaten om een boodschap van het DNA naar de rest van de cel te brengen.

Omzetting van de informatie naar eiwitten

Als dit mRNA buiten de kern in het celplasma komt, kan het nog steeds niet veel doen. De informatie die het bevat, moet eerst omgezet worden in eiwitten, die ook daadwerkelijk wat kunnen doen. Een ribosoom kan de informatie van het mRNA omzetten in een eiwit. Een ribosoom leest niet per één letter, maar per drie. Zo’n stukje van drie wordt een codon genoemd. Het ribosoom gaat op een codon zitten (bijv. AUG), en zoekt een transferRNA (tRNA). Dat is een stukje RNA dat precies de letters ‘andersom’ heeft - een anticodon - en bovendien een aminozuur draagt. Dat aminozuur is niet zomaar een willekeurig aminozuur, maar elk anticodon heeft een bepaald aminozuur bij zich. Als het ribosoom het goede tRNA heeft gevonden, gaat hij een stapje van drie vooruit, en zoekt het volgende passende tRNA. De aminozuren die deze tRNA’s dragen, plakt hij aan elkaar, en hij gaat weer verder de mRNA streng af. Zo ontstaat een keten van aminozuren; een eiwit! Na een tijdje komt het ribosoom bij een codon dat betekent: stoppen, alles laat los, en het eiwit is klaar.

Eiwitten als de uitvoerende medewerkers

Eiwitten kunnen dingen doen in de cel. Het zijn eigenlijk de werkers. Insuline bijvoorbeeld, is een eiwit dat de bloedsuikerspiegel regelt. Hemoglobine is een eiwit dat zuurstof kan transporteren in het bloed.

Er is zelfs een mechanisme waarmee wordt doorgegeven aan de kern dat er genoeg van een bepaald eiwit is. Dat eiwit wordt dan dus niet meer gemaakt. Je kunt dus zeggen dat DNA uiteindelijk bepaalt wat er gebeurt!