Deoxyribonucleïnezuur, of DNA, is het molecuul dat de genetische informatie in de cellen van een organisme bevat. De subeenheden van een DNA-streng worden nucleotiden genoemd.

Kenmerken

Bestaande uit een vijf-koolstofsuiker (deoxyribose), een fosfaatgroep en een stikstofhoudende base, verbindt een nucleotide met andere nucleotiden in een herhaalde sequentie, vormt een zeer lange, continue DNA-streng. De stikstofhoudende basis zal een van de vier soorten zijn: Guanine (G), Adenine (A), Cytosine (C) of Thymine (T).

Verbonden door waterstofbruggen, de basen hechten zich op specifieke manieren aan elkaar : guanine moet altijd paren met cytosine en adenine moet zich altijd binden met thymine. Deze worden "basenparen" genoemd en worden samengevoegd om structuren te vormen zoals de treden op een ladder. Op deze manier is één DNA-streng altijd complementair aan de tweede en vormt de dubbele helix.

Betekenis

De volgorde van koppelingen is een genetische instructiecode, zoals een blauwdruk, die bepaalt hoe een organisme zal worden gemaakt, gerepareerd of onderhouden. Dit wordt genexpressie genoemd.

Een gen is een genetisch gecodeerd DNA-onderdeel dat samen wordt verpakt in structuren die chromosomen worden genoemd. Chromosomen worden gevonden in de kern van elke cel.

Functie

De genetische informatie wordt niet rechtstreeks uit het DNA gebruikt. Ribonucleïnezuur (RNA) wordt gebruikt en transcriptie is het proces waarmee deze code van DNA in RNA (ribonucleïnezuur) wordt gekopieerd. Als het eenmaal is gekopieerd, kan de genetische code worden gelezen en uitgedrukt. Het proces wordt translatie genoemd.

Translation vereist een zeer complex proces met vele stappen, waardoor uiteindelijk een eiwit of een RNA-product met een bepaalde functie wordt gegenereerd.

Geschiedenis

De De ontdekking van de structuur van DNA kan grotendeels worden toegeschreven aan verschillende belangrijke personen, waaronder Johann Friedrich Miescher, die als eerste het DNA-molecuul isoleerde. Hij scheidde met succes 'nucleïne' uit cellen, in de hypothese dat de stof een belangrijke rol kan spelen in erfelijkheid. In 1944 publiceerden Oswald Avery en collega's Collin Macleod en Maclyn McCarty een paper over het transformatieprincipe. Ze hebben aangetoond dat DNA het genetische materiaal in cellen is. Erwin Chargaff stelde voor dat de stikstofhoudende basen van een nucleotide zodanig zijn dat guanine-eenheden altijd gelijk zijn aan cytosine, en dat de hoeveelheid adenine hetzelfde zal zijn als thymine. Hij deed ook het voorstel dat de DNA-make-up verschilt van soort tot soort. Deze werden bekend als 'Regels van Chargaff'. Rosalind Franklin is grotendeels verantwoordelijk voor sleutelonderzoek, wat leidt tot de ontdekking van de structuur van DNA. Ze ontdekte de hoofdstructuur via een proces dat röntgendiffractie wordt genoemd. De meeste van Crick en Watson's werk gebruikten haar onderzoek. Francis Crick en James Watson gebruikten de röntgenkristallografische films van Franklin en ontdekten de spiraalvorm evenals de zich herhalende patronen van nucleotidenbases. Uit deze informatie bouwden ze full-scale modellen van DNA.

Overwegingen

Wanneer de meeste mensen denken aan "genexpressie", hebben ze de neiging te denken in termen van fysieke karaktereigenschappen, zoals haar en oogkleur. Eigenlijk omvat het de hele make-up en functie van het organisme. Het is ook de manier waarop erfelijke ziekten bij mensen worden doorgegeven, zoals sikkelcelanemie, die wordt veroorzaakt door een enkele genmutatie. Er zijn overal 30.000 tot 40.000 genen in één cel van een mens. De lengte kan variëren: van 1.000 baseparen tot honderdduizenden. Er zijn ongeveer drie miljard basenparen op een molecuul menselijk DNA.