We leggen uit wat DNA is en waarom het essentieel is voor het leven. Structuur, DNA-replicatie en verschillen tussen DNA en RNA.
DNA heeft ook een dubbele helixvorm, opgerold op zichzelf.Wat is DNA?
DNA of deoxyribonucleïnezuur is een polymeer essentieel voor leven, gevonden in alles cellen van de levende wezens en binnen de meeste virus. Het is een complex, lang eiwit, waarin alle genetische informatie van het individu is opgeslagen, dat wil zeggen de instructies voor de synthese van alle eiwitten waaruit zijn organisme bestaat: men zou kunnen zeggen dat het de moleculaire instructies bevat voor de assemblage van een levend wezen.
De kleinste eenheden van dergelijke genetische informatie worden genoemd genen en ze bestaan uit een specifieke opeenvolging van nucleotiden waaruit DNA bestaat, en die ook hun erfelijke overdracht mogelijk maken, iets dat van vitaal belang is voor de evolutie van het leven. Ook in deze structuren er wordt ook informatie gegeven over hoe en wanneer de synthese van de basiscomponenten van de cellen zou moeten plaatsvinden.
DNA zit in cellen, ofwel verspreid over hun cytoplasma (in het geval van organismen) prokaryoten: bacteriën en archaea) en of binnen de celkern (in het geval van eukaryoten: vloeren, dieren, paddestoelen). Voor de decodering en het gebruik als sjabloon is de tussenkomst van RNA of ribonucleïnezuur vereist, dat de structuur leest en als sjabloon gebruikt, in een proces dat transcriptie/vertaling wordt genoemd.
Het moet gezegd worden dat het DNA van elk individu uniek en verschillend is, het product van de combinatie van de genetische codes van hun ouders in een proces dat willekeurig plaatsvindt. Dit is natuurlijk in de organismen van seksuele reproductie, waarin elk stamvader draagt de helft van zijn genoom bij om een nieuw individu te maken. In het geval van eencellige organismen van ongeslachtelijke voortplanting, de molecuul van DNA reproduceert zichzelf in een proces genaamd replicatie.
De genetische inhoud van DNA is uiterst waardevol voor het leven, en desondanks is het mogelijk dat het schade oploopt door contact met mutagenen: ioniserende straling, bepaalde chemische elementen of zelfs sommige medicijnen (zoals in het geval van chemotherapie), wat zou leiden tot transcriptiefouten tijdens celsynthese. Dit kan leiden tot ziekte en dood van het individu, of ook tot de erfelijke overdracht van defecte structuren, waardoor nakomelingen met aangeboren afwijkingen ontstaan.
DNA-structuur
Het DNA-molecuul is een lange reeks eenheden die nucleotiden worden genoemd en die op hun beurt bestaan uit een suikermolecuul (in dit geval deoxyribose: C5H10O4), een stikstofbase (die adenine, guanine, cytosine of thymine kan zijn) en een groep fosfaat die dient als een binding tussen nucleotiden. Daarom onderscheidt elk nucleotide zich van de andere in de stikstofbase die het bezit, en dat ze allemaal samen een keten vormen die DNA-sequentie: en dat kan worden getranscribeerd met behulp van de initiaal van elke basis, bijvoorbeeld: ACTAGTCAGT...
DNA heeft ook een dubbele helixvorm, op zichzelf gewikkeld in drie verschillende patronen (genaamd A, B en Z), afhankelijk van de volgorde, het aantal basen en de specifieke functie. Deze structuur wordt geproduceerd door de vereniging van twee strengen nucleotiden door middel van waterstofbruggen.
Replicatie van DNA
Replicatie is het proces waarbij een DNA-molecuul twee identieke aan zichzelf genereert, en is de sleutel in de cel reproductie, aangezien alle cellen van het lichaam exact hetzelfde genoom moeten hebben (zoals bij ongeslachtelijk voortplantende organismen, die praktisch klonen van elkaar zijn).
Het proces bestaat uit de scheiding van de twee DNA-strengen, die elk zullen fungeren als een sjabloon om een nieuwe partner te synthetiseren. Als alles goed gaat, zijn er uiteindelijk twee identieke moleculen van het oorspronkelijke DNA, beide in een dubbele helix. Daarom is replicatie de sleutel tot: erfenis.
Er worden drie soorten DNA-replicatie aangenomen:
- Semiconservatief. Zoals hierboven beschreven, scheiden de strengen zich af en uit elk van de oude wordt een nieuwe gesynthetiseerd.
- Conservatief. Het zou gebeuren als de twee oude strengen, nadat ze als mal hadden gediend, weer samen zouden komen met hun oude partner en er uiteindelijk een geheel nieuw DNA-molecuul was, naast het oude dat zou worden gereconstitueerd.
- Dispersief. Het zou gebeuren als de resulterende helices zouden bestaan uit fragmenten van het oude en nieuwe DNA.
Verschillen tussen DNA en RNA
Het DNA en de RNA het zijn ketens van vergelijkbare nucleotiden, maar ze verschillen, zoals hun naam aangeeft, in het type suiker dat in hun structuur aanwezig is: respectievelijk deoxyribose en ribose.
Bovendien is RNA bijna vier keer groter dan DNA en bestaat het uit één enkele helix in plaats van twee. Dit onderscheid is uiteraard ook functioneel, aangezien DNA het genetische sjabloon bevat en RNA verantwoordelijk is voor de uitvoering of het transport ervan.