DNA, of deoxyribonucleïnezuur, is een nucleïnezuur (een van de twee dergelijke zuren die in de natuur worden gevonden) die dient om genetische informatie over een organisme op te slaan op een manier die kan worden overgedragen op volgende generaties. Het andere nucleïnezuur is RNA
, of ribonucleïnezuur
.

DNA draagt de genetische code voor elk eiwit dat uw lichaam aanmaakt en fungeert dus als een sjabloon voor het geheel van jou. Een reeks DNA die codeert voor een enkel eiwitproduct wordt een gen genoemd. DNA bestaat uit zeer lange polymeren van monomere eenheden genaamd nucleotiden, die drie verschillende regio's bevatten en in vier verschillende smaken in DNA komen, dankzij varianties in de structuur van een van deze drie regio's.

In levende wezens, DNA is gebundeld met eiwitten die histonen worden genoemd om een stof te maken die chromatine wordt genoemd. Het chromatine in eukaryotische organismen wordt onderverdeeld in een aantal afzonderlijke brokken, chromosomen genoemd. DNA wordt doorgegeven van ouders aan hun nakomelingen, maar een deel van je DNA werd exclusief doorgegeven van je moeder, zoals je zult zien.
Sciencing Video Vault
De structuur van DNA

DNA is gemaakt omhoog van nucleotiden, en elk nucleotide omvat een stikstofbase, een tot drie fosfaatgroepen (in DNA is er slechts één) en een suikermolecuul met vijf koolstofatomen genaamd deoxyribose. (De overeenkomstige suiker in RNA is ribose.) In de natuur bestaat DNA als een gepaarde molecule met twee complementaire strengen. Deze twee strengen zijn verbonden bij elke nucleotide in het midden en de resulterende "ladder" is gedraaid in de vorm van een dubbele helix of een paar offset-spiralen.

De stikstofbasen zijn er in een van de vier varianten: adenine (A), cytosine (C), guanine (G) en thymine (T). Adenine en guanine behoren tot een klasse moleculen die purines worden genoemd, die twee samengevoegde chemische ringen bevatten, terwijl cytosine en thymine behoren tot de klasse moleculen die bekend staan als pyrimidines, die kleiner zijn en slechts één ring bevatten.
Specifieke base-pair binding

Het is de binding van basen tussen nucleotiden in aangrenzende strengen die de "sporten" van de DNA "ladder" creëert. In feite kan een purine alleen binden met een pyrimidine in deze setting, en het is zelfs nog specifieker: A bindt aan en alleen aan T, terwijl C bindt aan en alleen aan G.

Dit < em> één-op-één basenparen
betekent dat als de volgorde van nucleotiden (synoniem met "reeks van basen" voor praktische doeleinden) voor één DNA-streng bekend is, de reeks basen in de andere, complementaire streng gemakkelijk worden bepaald.

Binding tussen aangrenzende nucleotiden in dezelfde DNA-streng wordt veroorzaakt door de vorming van waterstofbruggen tussen de suiker van het ene nucleotide en de fosfaatgroep van het volgende.
Waar wordt DNA gevonden?

In prokaryotische organismen zit het DNA in het cytoplasma van de cel, omdat prokaryoten geen kernen bevatten. In eukaryotische cellen zit DNA in de kern. Hier is het opgedeeld in chromosomen. Mensen hebben 46 verschillende chromosomen met 23 van elke ouder. Deze 23 verschillende chromosomen zijn allemaal verschillend op fysiek uiterlijk onder een microscoop, dus ze kunnen worden genummerd van 1 tot 22 en vervolgens X of Y voor het geslachtschromosoom. Overeenkomstige chromosomen van verschillende ouders (bijvoorbeeld chromosoom 11 van je moeder en chromosoom 11 van je vader) worden homologe chromosomen genoemd.

DNA wordt ook aangetroffen in de mitochondria van eukaryoten in het algemeen evenals in de chloroplasten van plantencellen
specifiek. Dit op zichzelf ondersteunt het heersende idee dat beide organellen bestonden als vrijstaande bacteriën voordat ze meer dan twee miljard jaar geleden werden overspoeld door vroege eukaryoten. Het feit dat het DNA in mitochondriën en chloroplasten codeert voor eiwitproducten dat nucleair DNA niet meer geloofwaardigheid verleent aan de theorie.

Omdat het DNA dat zijn weg vindt naar mitochondria alleen daar komt vanuit de eicel van de moeder dankzij de manier waarop sperma en eicellen worden gegenereerd en gecombineerd, komt al het mitochondriale DNA door de moederlijn of worden de moeders van het DNA van welk organisme dan ook onderzocht.
DNA-replicatie

Voor elke celdeling zijn alle het DNA in de celkern moet worden gekopieerd of gerepliceerd, zodat elke nieuwe cel die wordt gemaakt in de divisie die binnenkort komt, een kopie kan hebben. Omdat DNA dubbelstrengig is, moet het worden afgewikkeld voordat replicatie kan beginnen, zodat de enzymen en andere moleculen die deelnemen aan replicatie ruimte hebben langs de strengen om hun werk te doen.

Wanneer een enkele DNA-streng gekopieerd, het product is eigenlijk een nieuwe streng complementair aan de sjabloon (gekopieerde) streng. Het heeft dus dezelfde basis-DNA-sequentie als de streng die aan het sjabloon was gebonden voordat de replicatie begon. Aldus wordt elke oude DNA-streng gepaard met één nieuwe DNA-streng in elk nieuw gerepliceerd dubbelstrengs DNA-molecuul. Dit wordt semiconservatieve replicatie genoemd.
Introns en Exons

DNA bestaat uit introns of delen van DNA die niet coderen voor eiwitproducten (dat wil zeggen geen genen zijn) ) en exons, die coderende regio's zijn die overeenkomen met genen die eiwitproducten maken.

De manier waarop exons informatie over eiwitten doorgeven, is via transcriptie of het maken van messenger RNA (mRNA) uit DNA. Wanneer een DNA-streng wordt getranscribeerd, heeft de resulterende RNA-streng dezelfde basensequentie als het DNA-complement van de matrijsstreng, behalve één verschil: waar thymine in DNA voorkomt, komt uracil (U) in RNA voor.

Wanneer RNA is geassembleerd, alleen de exons hebben voor iets gecodeerd, dus splitsing vindt plaats tussen stukken RNA gecodeerd door genen die geen buren waren op DNA vanwege de aanwezigheid van introns.
RNA-transcriptie

Tijdens RNA-transcriptie, ribonucleïnezuur wordt gemaakt van een DNA-streng die is gescheiden van zijn complementaire partner. De aldus gebruikte DNA-streng staat bekend als de templaatstreng. Transcriptie zelf is afhankelijk van een aantal factoren, waaronder enzymen (bijvoorbeeld RNA-polymerase
).

Transcriptie vindt plaats in de kern. Wanneer de mRNA-streng voltooid is, verlaat deze de kern door de nucleaire enveloppe totdat deze zich hecht aan een ribosoom
, waar translatie en eiwitsynthese zich ontvouwen. Transcriptie en vertaling zijn dus fysiek van elkaar gescheiden.
Hoe is de structuur van DNA ontdekt?

James Watson en Francis Crick staan bekend als de mede-ontdekkers van een van de diepste mysteries in de moleculaire biologie : de dubbele helix-DNA-structuur en -vorm, het molecuul dat verantwoordelijk is voor de unieke genetische code die door iedereen wordt gedragen. Terwijl het duo zijn plaats in het pantheon van grote wetenschappers verdiende, was hun werk afhankelijk van de bevindingen van een aantal andere wetenschappers en onderzoekers, zowel in het verleden als in de eigen tijd van Watson en Crick.

de 20e eeuw, in 1950, ontdekte de Oostenrijkse Erwin Chargaff dat de hoeveelheid adenine in DNA-strengen en de hoeveelheid aanwezige thymine altijd identiek waren en dat een vergelijkbare relatie gold voor cytosine en guanine. Aldus was de hoeveelheid aanwezige purines (A + G) gelijk aan de hoeveelheid aanwezige pyrimidines. De Britse wetenschapper Rosalind Franklin gebruikte röntgenkristallografie om te speculeren dat DNA-strengen fosfaat bevattende complexen aan de buitenkant van de streng vormen.

Dit was consistent met een dubbel helixmodel, maar Franklin herkende dit niet omdat niemand een goede reden had om deze DNA-vorm te vermoeden. Maar in 1953 waren Watson en Crick erin geslaagd alles samen te brengen. Ze werden geholpen door het feit dat het bouwen van chemische moleculen destijds zelf een snel verbeterend streven was