Sinds James Watson en Francis Crick de structuur van DNA hebben onthuld, is het geaccepteerd als de molecule van erfelijkheid. Vóór hun ontdekking behield de wetenschappelijke gemeenschap enige scepsis dat DNA aan het werk was, omdat het een te eenvoudige molecule leek om de vier noodzakelijke functies uit te voeren: replicatie, codering, celbeheer en het vermogen om te muteren. De unieke structuur van DNA maakt het mogelijk om al deze functies te vervullen.

Replicatie

Cellen in een meercellig organisme moeten vele malen dupliceren en zelfs enkele cellen moeten dupliceren wanneer ze delen. Welk molecuul ook genetische informatie bevat, moet in staat zijn zichzelf op een bijna foutloze manier te kopiëren. DNA is gemaakt van vier basen, afgekort A, C, G en T. DNA is een dubbelstrengs molecuul, waarbij een A in één streng altijd overeenkomt met een T in een andere streng, en een C komt altijd overeen met een G. Als de twee strengen van DNA worden gescheiden en een nieuwe streng wordt gebouwd, het zal het patroon van de bestaande streng gebruiken om een ​​exacte kopie te maken, want waar er een A tegenover de T in het origineel was, zal er een A tegenover de T in de kopie.

Encoding

Het werk van elke cel wordt gedaan door eiwitten, dus een van de rollen van DNA is het bouwen van de juiste eiwitten voor elke cel. DNA vult deze rol door het bevatten van drie-base secties - genaamd codons - die de vorming van eiwitten sturen. In een lang stuk DNA bevat elk codon de informatie die de assemblage van één aminozuur naar een eiwit stuurt. Verschillende codons komen overeen met de assemblage van een ander aminozuur op een eiwit, dus een hele sectie DNA met een bepaalde reeks basen bouwt een specifiek eiwit.

Cellulair beheer

In meercellige organismen, een enkele bevruchte cel, een zygote, verdeelt en dupliceert vele malen om een ​​heel levend wezen te maken. Elke cel heeft exact hetzelfde genetische materiaal, maar verschillende cellen ontwikkelen zich op verschillende manieren. Dat wil zeggen, in een proces dat differentiatie wordt genoemd, bouwen sommige cellen de juiste eiwitten om levercellen te worden, en andere cellen worden huidcellen, andere maagcellen. Bovendien moeten cellen de manier waarop ze werken veranderen als de omstandigheden veranderen. Uw maagcellen moeten bijvoorbeeld meer spijsverteringshormonen en enzymen produceren als er voedsel aanwezig is. DNA doet dit door signalen die de productie van eiwitten die betrokken zijn bij de spijsvertering aan en uit zetten. Hetzelfde gebeurt als cellen differentiëren: signalen activeren de juiste niveaus van eiwitproductie om de juiste cel te vormen.

De mogelijkheid om te muteren

Evolutie is de verandering in kenmerken als generaties van een organisme worden geproduceerd. Evolutie vindt plaats op kleine schalen in een organisme - zoals veranderingen in de huid of haarkleur bij de mens - en ook op grote schalen - zoals het creëren van het enorme bereik van het leven op aarde van een vroeg eencellig organisme. Dat kan alleen gebeuren als het genetische molecuul kan veranderen, kan muteren. Terwijl DNA repliceert om eieren en zaadcellen te maken, kunnen veranderingen op verschillende niveaus binnenkomen. Eén manier is door enkelpuntswijzigingen die een bestaande reeks optellen, aftrekken of wijzigen. Andere veranderingen vinden plaats wanneer DNA-moleculen elkaar kruisen, waarbij de rangschikking van genen op elk van de twee gekruiste strengen DNA wordt geschakeld.