DNA: structuur, opbouw, deling en verdubbeling

DNA is dé bouwsteen van het leven, het molecuul waarin de genetische informatie van alle bekende organismen is opgeslagen. DNA is heel complex opgebouwd, op verschillende niveaus. Door verschillende systemen kan DNA verdubbelen om zo nieuwe cellen aan te maken.

DNA

DNA staat voor deoxyribonucleic acid, wat in het Nederlands vertaald wordt met desoxyribonucleïnezuur. In 1869 werd het DNA-molecuul al ontdekt, maar er kon nog niet overzien worden dat de ontdekking grote effecten voor de toekomst zou hebben.
Pas in 2001 is het humane genoom gepubliceerd. Het genoom is de complete set van chromosomen van een organisme.
DNA wordt via de voortplanten doorgegeven aan het nageslacht.

Opbouw van DNA

Een DNA-molecuul bestaat uit twee lange strengen van nucleotiden, die samen een dubbele helix vormen. Tussen die twee strengen van de dubbele helix zitten de basenparen. De nucleotide zelf bestaat uit een base (Adenine, Cytocine, Guanine of Thymine), een suikergroep en een fosfaatgroep. Een basenpaar kan bestaan uit een combinatie van Adenine en Thymine of Cytocine en Guanine, die gebonden zijn door een waterstofbrug. De volgorde van die bases is van groot belang, want die codeert voor een aminozuur. Het aminzuur wat gevormd wordt codeert weer voor een eiwit, die weer zorgt voor de uiting van een erfelijk kenmerk (bijvoorbeeld haarkleur).

DNA-structuur

In de celkern is DNA eerst opgerold als een dubbele helix en daarna opgerold om speciale eiwitten, de histonen. Histonen zijn basisch, DNA is zuur, dus ze hechten goed aan elkaar. Het DNA en de histonen samen vormen chromatidedraden. Die zijn op hun beurt weer gespiraliseerd en vormen een chromosoom. DNA kan heel strak opgerold zitten of veel losser. Als DNA los is opgerold spreken we van euchromotide. Door de open structuur is de genetische informatie vrij makkelijk af te lezen, ze zijn dus actief. Als DNA heel strak opgerold zit spreken we van heterochromatide. Omdat de structuur daarvan zo compact is, is de informatie niet goed af te lezen. 90 % van het DNA is niet actief, en codeert dus niet voor een bepaald gen. Van dit zogeheten junk-DNA zijn nog lang niet alle functies bekend. Wat we wel weten is dat één van de functies is het regelen of een gen aan of uit staat (dus actief of niet actief is).

DNA-replicatie

Bij de celdeling wordt het DNA gekopieerd en doorgegeven aan de dochtercellen. Voorafgaand aan de celdeling verdubbelen DNA-moleculen, dit heet replicatie of duplicatie. Eerst worden de waterstofbruggen tussen de basen verbroken door enzymen. De twee strengen lopen dus uiteen. Het enzym RNA-polymerase maakt bij de twee aparte strengen DNA een nieuwe streng, die complementair is: het RNA. DNA-polymerase controleert steeds of de juiste bases worden ingebouwd.

DNA-transcriptie

DNA maakt eiwitten en eiwitten worden gemaakt in het grondplasma van de cel. Om de informatie vanaf het DNA vanuit de celkern naar de ribosomen die eiwitten maken te krijgen, is en dus een tussenstof nodig: het messenger-RNA of mRNA.

Naast mRNA zijn er nog andere soorten RNA. Het ribosomaal-RNA of rRNA. Dit is een bestanddeel van ribosomen. Het transport-RNA of tRNA zit in het grondplasma van de cel en brengt aminozuren naar de ribosomen, waar ze worden omgezet in eiwitten.

Het omzetten van DNA naar RNA, de transcriptie, toont overeenkomsten met de replicatie.