Jupiterimages/Photos.com/Getty Images

Deoxyribonucleïnezuur (DNA) is het molecuul dat de natuur gebruikt om genetische informatie van de ene generatie op de volgende over te dragen. Elke soort bezit een unieke DNA-sequentie die de fysieke eigenschappen ervan definieert en het gedrag beïnvloedt. Deze sequenties zijn georganiseerd in chromosomen – gedraaide DNA-strengen gewikkeld rond eiwitten – in de celkern.

De chemie van DNA

DNA is een polymeer van afwisselende suiker- en fosfaateenheden. Aan elke suiker zit een van de vier stikstofbasen vast:adenine, thymine, cytosine of guanine. De specifieke volgorde van deze basen vormt de genetische code die de eiwitsynthese aanstuurt. Elke cel in het menselijk lichaam bevat 23 paar chromosomen, waarvan er één van elke ouder wordt geërfd.

Chromosomen:gedraaide spiralen

Twee complementaire DNA-strengen vormen de iconische dubbele helixstructuur. Waterstofbindingen tussen gepaarde basen stabiliseren de helix. Histone-eiwitten binden zich aan DNA om chromatine te creëren, het materiaal dat chromosomen comprimeert zodat ze in de kern passen. Histonen beschermen ook het DNA en reguleren de genexpressie door te beïnvloeden welke chromosomale gebieden actief zijn.

Genen:hoe ze zich uiten

Genen bezetten ongeveer 2% van het chromosomale landschap. De overige 98% bevat regulerende elementen, structureel DNA en, in sommige regio’s, niet-coderende sequenties die vaak ‘junk-DNA’ worden genoemd. Genexpressie verloopt in twee stappen:transcriptie van DNA in boodschapper-RNA (mRNA) en vertaling van mRNA in eiwit door ribosomen.

DNA-replicatie:genetische betrouwbaarheid garanderen

Vóór celdeling moet DNA getrouw worden gerepliceerd. Helicase-enzymen ontwinden de dubbele helix en DNA-polymerase synthetiseert een nieuwe streng waarbij elke originele streng als sjabloon wordt gebruikt. Regels voor baseparing garanderen nauwkeurig kopiëren. De gedupliceerde chromosomen worden vervolgens via mitose gescheiden in dochtercellen, gevolgd door cytokinese.