Door Aunice Reed • Bijgewerkt op 30 augustus 2022

Deoxyribonucleïnezuur (DNA) is de moleculaire drager van genetische informatie in elke cel. Elke DNA-streng is samengesteld uit zich herhalende eenheden die nucleotiden worden genoemd .

Structuur van een nucleotide

Een nucleotide bestaat uit een suiker met vijf koolstofatomen (deoxyribose), een fosfaatgroep en een van de vier stikstofbasen:adenine (A), thymine (T), cytosine (C) of guanine (G). Deze eenheden zijn met elkaar verbonden via fosfodiësterbindingen en vormen zo een lange, continue DNA-keten.

Regels voor basiskoppeling

Waterstofbindingen houden complementaire basen bij elkaar:adenine paren uitsluitend met thymine en guanine paren uitsluitend met cytosine. Deze complementaire koppeling creëert de sporten van de dubbele DNA-helixladder en zorgt ervoor dat elke streng een nauwkeurige kopie is van zijn partner.

Biologische betekenis

De precieze volgorde van basen vormt de genetische instructieset – in wezen een blauwdruk die dicteert hoe een organisme wordt gebouwd, onderhouden en gerepareerd. Individuele segmenten van deze sequentie worden genen genoemd , en genen zijn georganiseerd in structuren die bekend staan als chromosomen gelegen in de celkern.

Van DNA naar functie:transcriptie en vertaling

Hoewel DNA de instructies opslaat, leest de cel ze via messenger RNA (mRNA). Het proces van het kopiëren van DNA naar RNA wordt transcriptie genoemd . Zodra een mRNA-streng is geproduceerd, vertalen ribosomen de code ervan in eiwitten – een complexe cascade die uiteindelijk functionele biomoleculen oplevert.

Historische mijlpalen

Johann Friedrich Miescher isoleerde voor het eerst DNA in de jaren 1860 en noemde het ‘nucleïne’. In 1944 bewezen Oswald Avery en collega's dat DNA genetische informatie bevat. Erwin Chargaff ontdekte later dat de hoeveelheden A gelijk zijn aan T en G gelijk zijn aan C, een bevinding die het begrip van de DNA-structuur heeft geleid. Het röntgendiffractiewerk van Rosalind Franklin onthulde de dubbele helix-geometrie, die James Watson en Francis Crick in 1953 modelleerden, waarmee het beeld van de DNA-architectuur compleet werd gemaakt.

Bredere implicaties

Genexpressie vormt meer dan alleen fysieke eigenschappen; het bepaalt de cellulaire functie en vormt de basis voor erfelijke aandoeningen zoals sikkelcelanemie. Menselijke cellen bevatten grofweg 30.000 tot 40.000 genen, waarbij de individuele genen variëren van een paar honderd tot enkele honderdduizenden basenparen. Het gehele menselijke genoom bestaat uit ongeveer drie miljard basenparen.