DNA is een afkorting Desoxyribo Nucleic Acid (Engels) of van desoxyribonucleïnezuur (Nederlands) en bevat een code waarin alle erfelijke eigenschappen van organismen zijn vastgelegd. Het aantal genen verschilt per organisme. Planten hebben rond de vijftigduizend genen. Mensen en kleine zoogdieren hebben rond de vijfentwintigduizend genen, insecten tussen de tien- en twintigduizend. Alle genen samen worden een genoom genoemd. Door middel van celdeling (mitose) wordt het DNA van een cel gekopieerd en krijgt elke dochtercel een exacte kopie. De geslachtscellen echter delen door middel van meiose, waarbij elke dochtercel maar de helft van het DNA ontvangt. Geslachtscellen versmelten weer en voegen dan het DNA samen, waardoor weer de normale hoeveelheid DNA ontstaat. Kinderen hebben dus de helft van het DNA van elke ouder.

Geschiedenis

In 1856 ontdekte de Zwitserse biochemicus Johann Friedrich Miescher (1844-1895) het DNA. Hij had de stof gezuiverd uit leukocyten (witte bloedcellen). In 1909 stelde Phoebus Levene (1869-1940) een theorie op dat vier nucleotiden samen DNA zouden vormen. Vervolgens publiceerde hij in 1919 een hypothese dat ze samen een nucleïnezuur vormden. In 1944 beredeneerde de fyscicus Erwin Schrödinger (1887-1961) dat DNA een regelmatige maar variabele structuur moest hebben. De code voor de erfelijke eigenschappen van organismen werd in 1952 aangetoond door Alfred Hershey (1908-1997) en Martha Chase (1927-2003). In 1951 werd door Linus Pauling (1901-1994) een model voor de helixstructuur van het DNA opgesteld. In 1952 publiceerde Erwin Chargaff (1905-2002) onderzoek over de basenparen. In 1953 kwam de correcte structuur van DNA aan het licht door James D. Watson (geboren 1928), Maurice Wilkins (1916-2004), Francis Crick (1916-2004) en Rosalind Franklin (1920-1958). Watson, Crick en Wilkins kregen hiervoor in 1962 de Nobelprijs. Franklin was toen al overleden aan kanker. In 1958 kwam Francis Crick met het zogenaamde centrale dogma van de moleculaire biologie. Dit dogma stelt dat informatie van de genen wel naar eiwitten vertaald kan worden maar niet andersom. Dit vormde de basis voor de processenv an translatie en transcriptie. In 1975 tenslotte ontdekte Frederick Sanger (geboren 1918) een manier om de volgorde van de nucleotiden in DNA te bepalen, het zogenaamde sequencing. Maar pas in 2001 konden de DNA-sequentie van het menselijke genoom worden gepubliceerd.

Opbouw van DNA

Watson en Crick ontdekten in 1953 een spiraalvormige draad. Twee draden samen vormden een zogenaamde dubbele helix, een om zijn lengteas gedraaide trap. De zijkanten van de helix bevatten suiker (desoxyribose) en fosforzuur. De treden van de trap bestaan elk uit twee met elkaar verbonden basen. Adenine (A) zit altijd gekoppeld aan thymine (T), en cytosine (C) aan guanine (G). De strengen zijn complementair. De basen hebben steeds een andere volgorde, wat de verschillen in onze erfelijke eigenschappen verklaart. De gedraaide draden worden chromatine genoemd, die spiraalvormig is opgevouwen tot een chromosoom. Een chromosoom heeft vele genen, die bestaan uit een of meerdere DNA-sequenties. Genen kunnen eiwitten coderen voor het vervullen van biologische functies, zoals transcriptie en translatie.

Transcriptie en translatie

Het DNA codeert de eiwitten via het boodschapper (messenger) RNA of mRNA. mRNA bestaat ook uit nucleotiden en wordt overgeschreven van het DNA. Er vindt dan transcriptie plaats. Dan verlaat het mRNA de celkern an gaat naar andere delen van de cel, zoals het celplasme of the endoplasmatisch reticulum. Hier wordt het vertaald in aminozuren, die samen een eiwit vormen. Dit is het proces van translatie.

Bronnen

Watson, J., & Watson, J.D. (2004). DNA: The secret of life. London: Arrow Books Ltd.