Waarom is DNA zo belangrijk? Eenvoudig gezegd bevat DNA de instructies die nodig zijn voor het leven.
De code in ons DNA geeft aanwijzingen over het maken van eiwitten die essentieel zijn voor onze groei, ontwikkeling en algehele gezondheid.
Over DNA
DNA staat voor desoxyribonucleïnezuur. Het bestaat uit eenheden van biologische bouwstenen die nucleotiden worden genoemd.
DNA is een essentieel molecuul, niet alleen voor mensen, maar ook voor de meeste andere organismen. DNA bevat ons erfelijk materiaal en onze genen - dat is wat ons uniek maakt.
Maar wat doet DNA eigenlijk? Blijf lezen om meer te ontdekken over de structuur van DNA, wat het doet en waarom het zo belangrijk is.
DNA in gezondheid, ziekte en veroudering
Je uitgebreide genoom
De complete set van je DNA heet je genoom. Het bevat 3 miljard basen, 20.000 genen en 23 paar chromosomen!
Je erft de helft van je DNA van je vader en de helft van je moeder. Dit DNA komt respectievelijk uit het sperma en het ei.
Genen vormen eigenlijk maar heel weinig van uw genoom - slechts 1 procent. De andere 99 procent helpt bij het reguleren van zaken als wanneer, hoe en in welke hoeveelheid eiwitten worden geproduceerd.
Wetenschappers leren nog steeds meer over dit 'niet-coderende' DNA.
DNA-schade en mutaties
De DNA-code is vatbaar voor beschadiging. Er wordt zelfs geschat dat elke dag tienduizenden DNA-schade-evenementen plaatsvinden in al onze cellen. Schade kan optreden door zaken als fouten in DNA-replicatie, vrije radicalen en blootstelling aan UV-straling.
Maar wees nooit bang! Uw cellen hebben gespecialiseerde eiwitten die veel gevallen van DNA-schade kunnen detecteren en herstellen. In feite zijn er ten minste vijf belangrijke DNA-herstelroutes.
Mutaties zijn veranderingen in de DNA-sequentie. Ze kunnen soms slecht zijn. Dit komt omdat een wijziging in de DNA-code een stroomafwaartse impact kan hebben op de manier waarop een eiwit wordt gemaakt.
Als het eiwit niet goed werkt, kan er ziekte ontstaan. Enkele voorbeelden van ziekten die optreden als gevolg van mutaties in een enkel gen zijn cystische fibrose en sikkelcelanemie.
Mutaties kunnen ook leiden tot het ontstaan van kanker. Als genen die coderen voor eiwitten die betrokken zijn bij cellulaire groei bijvoorbeeld worden gemuteerd, kunnen cellen groeien en zich ongecontroleerd delen. Sommige kankerverwekkende mutaties kunnen worden overgeërfd, terwijl andere kunnen worden verkregen door blootstelling aan kankerverwekkende stoffen zoals UV-straling, chemicaliën of sigarettenrook.
Maar niet alle mutaties zijn slecht. We kopen ze de hele tijd. Sommige zijn onschadelijk terwijl andere bijdragen aan onze diversiteit als soort.
Veranderingen die voorkomen bij meer dan 1 procent van de bevolking worden polymorfismen genoemd. Voorbeelden van sommige polymorfismen zijn haar- en oogkleur.
DNA en veroudering
Er wordt aangenomen dat niet-herstelde DNA-schade zich kan ophopen naarmate we ouder worden, wat het verouderingsproces helpt stimuleren. Welke factoren kunnen dit beïnvloeden?
Iets dat een grote rol kan spelen bij de DNA-schade die gepaard gaat met veroudering is schade door vrije radicalen. Het is echter mogelijk dat dit ene mechanisme van schade niet voldoende is om het verouderingsproces te verklaren. Verschillende factoren kunnen ook een rol spelen.
Een theorie over waarom DNA-schade zich ophoopt naarmate we ouder worden, is gebaseerd op evolutie. Er wordt gedacht dat DNA-schade getrouwer wordt hersteld als we in de vruchtbare leeftijd zijn en kinderen krijgen. Nadat we onze piekreproductiejaren hebben gepasseerd, neemt het reparatieproces natuurlijk af.
Een ander onderdeel van DNA dat mogelijk bij veroudering betrokken is, zijn telomeren. Telomeren zijn stukken repetitieve DNA-sequenties die zich aan de uiteinden van uw chromosomen bevinden. Ze helpen het DNA te beschermen tegen beschadiging, maar worden ook korter bij elke ronde van DNA-replicatie.
Telomeerverkorting is in verband gebracht met het verouderingsproces. Er is ook vastgesteld dat sommige leefstijlfactoren zoals obesitas, blootstelling aan sigarettenrook en psychologische stress kunnen bijdragen aan telomeerverkorting.
Misschien kan het maken van een gezonde levensstijl, zoals het handhaven van een gezond gewicht, het beheersen van stress en het niet roken, de telomeerverkorting vertragen? Deze vraag blijft voor onderzoekers van groot belang.
Waar is DNA van gemaakt?
Het DNA-molecuul bestaat uit nucleotiden. Elk nucleotide bevat drie verschillende componenten: een suiker, een fosfaatgroep en een stikstofbase.
De suiker in DNA wordt 2'-deoxyribose genoemd. Deze suikermoleculen wisselen elkaar af met de fosfaatgroepen en vormen de 'ruggengraat' van de DNA-streng.
Elke suiker in een nucleotide heeft een stikstofbase eraan. Er zijn vier verschillende soorten stikstofbasen in DNA. Ze bevatten:
- adenine (A)
- cytosine (C)
- guanine (G)
- thymine (T)
Hoe ziet DNA eruit?
De twee DNA-strengen vormen een 3D-structuur die een dubbele helix wordt genoemd. Als het wordt geïllustreerd, lijkt het een beetje op een ladder die in een spiraal is gedraaid, waarbij de basenparen de sporten zijn en de suikerfosfaatruggen de benen.
Bovendien is het vermeldenswaard dat het DNA in de kern van eukaryote cellen lineair is, wat betekent dat de uiteinden van elke streng vrij zijn. In een prokaryote cel vormt het DNA een cirkelvormige structuur.
Wat doet DNA?
DNA helpt je lichaam te groeien
DNA bevat de instructies die nodig zijn om een organisme - bijvoorbeeld jij, een vogel of een plant - te laten groeien, ontwikkelen en reproduceren. Deze instructies worden opgeslagen in de volgorde van nucleotidebaseparen.
Je cellen lezen deze code drie basen tegelijk om eiwitten te genereren die essentieel zijn voor groei en overleving. De DNA-sequentie die de informatie bevat om een eiwit te maken, wordt een gen genoemd.
Elke groep van drie basen komt overeen met specifieke aminozuren, de bouwstenen van eiwitten. De TGG-basenparen specificeren bijvoorbeeld het aminozuur tryptofaan, terwijl de GGC-basenparen het aminozuur glycine specificeren.
Sommige combinaties, zoals TAA, TAG en TGA, geven ook het einde van een eiwitsequentie aan. Dit vertelt de cel om geen aminozuren meer aan het eiwit toe te voegen.
Eiwitten bestaan uit verschillende combinaties van aminozuren. Wanneer ze in de juiste volgorde bij elkaar worden geplaatst, heeft elk eiwit een unieke structuur en functie in uw lichaam.
Hoe kom je van de DNA-code op een eiwit?
Tot dusver hebben we geleerd dat DNA een code bevat die de cel informatie geeft over het maken van eiwitten. Maar wat gebeurt er tussendoor? Simpel gezegd, dit gebeurt via een proces in twee stappen:
Eerst splitsten de twee DNA-strengen zich uit elkaar. Vervolgens lezen speciale eiwitten in de kern de basenparen op een DNA-streng om een tussenliggende boodschappermolecule te creëren.
Dit proces wordt transcriptie genoemd en het gecreëerde molecuul wordt messenger-RNA (mRNA) genoemd. mRNA is een ander type nucleïnezuur en doet precies wat de naam aangeeft. Het reist buiten de kern en dient als een boodschap aan de cellulaire machinerie die eiwitten bouwt.
In de tweede stap lezen gespecialiseerde componenten van de cel de boodschap van het mRNA drie basenparen tegelijk en werken om een eiwit, aminozuur per aminozuur, te assembleren. Dit proces heet vertaling.
Waar wordt DNA gevonden?
Het antwoord op deze vraag kan afhangen van het type organisme waar je het over hebt. Er zijn twee soorten cellen: eukaryoot en prokaryoot.
Voor mensen zit er DNA in elk van onze cellen.
Eukaryotische cellen
Mensen en vele andere organismen hebben eukaryote cellen. Dit betekent dat hun cellen een membraangebonden kern hebben en verschillende andere membraangebonden structuren die organellen worden genoemd.
In een eukaryote cel zit DNA in de kern. Een kleine hoeveelheid DNA wordt ook gevonden in organellen die mitochondriën worden genoemd, de krachtpatsers van de cel.
Omdat er een beperkte hoeveelheid ruimte in de kern is, moet het DNA stevig worden verpakt. Er zijn verschillende stadia van verpakking, maar de eindproducten zijn de structuren die we chromosomen noemen.
Prokaryotische cellen
Organismen zoals bacteriën zijn prokaryote cellen. Deze cellen hebben geen kern of organellen. In prokaryote cellen wordt DNA strak opgerold gevonden in het midden van de cel.
Wat gebeurt er als je cellen delen?
De cellen van je lichaam delen zich als een normaal onderdeel van groei en ontwikkeling. Wanneer dit gebeurt, moet elke nieuwe cel een volledige kopie van DNA hebben.
Om dit te bereiken, moet uw DNA een proces ondergaan dat replicatie wordt genoemd. Wanneer dit gebeurt, splitsen de twee DNA-strengen zich uit elkaar. Vervolgens gebruiken gespecialiseerde cellulaire eiwitten elke streng als sjabloon om een nieuwe DNA-streng te maken.
Wanneer de replicatie is voltooid, zijn er twee dubbelstrengige DNA-moleculen. Een set gaat in elke nieuwe cel wanneer de deling is voltooid.
Afhalen
DNA is cruciaal voor onze groei, reproductie en gezondheid. Het bevat de instructies die uw cellen nodig hebben om eiwitten te produceren die veel verschillende processen en functies in uw lichaam beïnvloeden.
Omdat DNA zo belangrijk is, kunnen schade of mutaties soms bijdragen aan de ontwikkeling van ziekten. Het is echter ook belangrijk om te onthouden dat mutaties nuttig kunnen zijn en ook kunnen bijdragen aan onze diversiteit.
