Wat is DNA? Zijn kenmerken, onderdelen en functies
DNA is waarschijnlijk het meest bekende molecuul van biologische oorsprong., dit wordt gevonden in alle levende wezens op planeet Aarde. Maar... Waarom is DNA zo belangrijk?
DNA (desoxyribonucleïnezuur) bevat de nodige instructies voor het leven: binnen onze DNA is gecodeerd met de informatie die nodig is om alle eiwitten in ons lichaam te maken. Eiwitten vervullen vele rollen, bepalen de structuur van cellen en sturen bijna alle stofwisselingsprocessen in het lichaam aan.
Verschillen in de genetische code zijn verantwoordelijk voor een veelheid aan verschijnselen die we bij mens en dier waarnemen: bijvoorbeeld waarom sommige mensen hebben meer kans dan anderen om bepaalde ziekten te ontwikkelen, of waarom honden staarten, verschillende oogkleuren of de groep hebben optimistisch. Al onze fysieke en mentale eigenschappen worden bepaald door genetica, hoewel de omgeving dan een grote invloed kan hebben op onze ontwikkeling.
We hebben allemaal gehoord van DNA en we kennen de fundamentele rol ervan in ons lichaam als de bewaker van genetische informatie, maar... Zijn er andere functies?
In dit artikel gaan we uitgebreid in op DNA, zijn structuur en al zijn functies.- Gerelateerd artikel: "De 10 takken van de biologie: haar doelstellingen en kenmerken"
Wat is DNA precies?
DNA is het acroniem voor deoxyribonucleïnezuur. We kunnen zeggen dat DNA is de bouwsteen van alle levende wezens, bevat alle genen nodig voor de aanmaak van eiwitten, essentiële moleculen voor het functioneren van ons lichaam.
DNA bevat ons geërfde materiaal, wat ons maakt tot wie we zijn, geen mens heeft hetzelfde DNA als een ander: elke persoon heeft een unieke code in het lange DNA-molecuul. De informatie in het DNA wordt doorgegeven van ouder op kind en ongeveer de helft van het DNA van een kind is van vaderlijke oorsprong en de andere helft is van moederszijde.
- Mogelijk bent u geïnteresseerd: "Genetica en gedrag: bepalen genen hoe we handelen?"
DNA-structuur
DNA wordt beschreven als een polymeer van nucleotiden, dat wil zeggen een lange keten bestaande uit kleine moleculen.
Nucleotiden zijn de fundamentele eenheden van deoxyribonucleïnezuur (DNA). Elk nucleotide kan in drie delen worden verdeeld: een koolhydraat (2-deoxyribose), een stikstofbase en een fosfaatgroep (afgeleid van fosforzuur).
Nucleotiden onderscheiden zich door hun stikstofbase, en het is de naam van de base die wordt gespecificeerd bij het presenteren van de DNA-sequentie, aangezien de twee andere componenten altijd hetzelfde zijn. Er zijn vier verschillende bases:
- Adenine (A)
- Cytosine (C)
- Guanine (G)
- Thymine (T)

DNA heeft de vorm van een dubbele helix, gezien op een driedimensionaal niveau; Het bestaat uit twee ketens die bij elkaar worden gehouden door waterstofbruggen., vormen een dubbelstrengs molecuul. De basenparen vormen de ladderachtige spiraal en de suikerfosfaatruggengraat vormt de ondersteunende zijden van de DNA-helix.
De basen zijn in sequentiële volgorde langs de keten uitgelijnd en coderen de genetische informatie volgens het criterium van complementariteit: A-T en G-C. Adenine en guanine zijn groter dan thymine en cytosine, waardoor dit complementariteitscriterium noodzakelijk is om DNA uniform te houden.
Ten tweede, DNA wordt gevonden in de celkern van eukaryoten, evenals in chloroplasten en mitochondriën. In prokaryotische organismen wordt het molecuul vrij in het cytoplasma aangetroffen in een onregelmatig gevormd lichaam dat bekend staat als een nucleoïde. Ten slotte moet worden toegevoegd dat de structuur van DNA verschilt tussen prokaryotische en eukaryote cellen. In eukaryote cellen heeft het een lineaire structuur en zijn de uiteinden van elke keten vrij; in prokaryotische cellen bevindt het DNA zich echter in een lange, cirkelvormige dubbele streng.
- Gerelateerd artikel: "DNA-nucleotiden: wat ze zijn, kenmerken en functies"
Waar is DNA voor?
DNA heeft drie hoofdfuncties in het lichaam:: informatie opslaan (genen en compleet genoom), eiwitten produceren (transcriptie en translatie) en dupliceren om ervoor te zorgen dat informatie wordt doorgegeven aan dochtercellen tijdens deling mobiele telefoon.
De informatie die nodig is om een organisme op te bouwen en te onderhouden, wordt opgeslagen in DNA, dat van ouder op kind wordt doorgegeven. Het DNA dat deze informatie draagt, wordt genomisch DNA genoemd en de verzameling genetische informatie wordt het genoom genoemd. We hebben meer dan twee meter DNA en onze kernen zijn veel kleiner: DNA is georganiseerd in compacte moleculen, chromatine genaamd, die overeenkomen met de associatie van DNA, RNA en eiwitten. Chromatine assembleert zich vervolgens tot chromosomen, sterk georganiseerde structuren die celdelingen mogelijk maken.
- Mogelijk bent u geïnteresseerd: "De belangrijkste celdelen en organellen: een overzicht"
De categorieën en delen van DNA
DNA kan worden onderverdeeld in twee brede categorieën: niet-coderend DNA en coderend DNA. Laten we de specifieke functies ervan bekijken.
1. Het coderende DNA
We kunnen niet praten over het coderen van DNA zonder over genen te praten. Een gen is een stukje DNA dat een eigenschap of kenmerk van een organisme beïnvloedt.zoals oogkleur of bloedgroep. Genen hebben coderende gebieden die open leeskaders worden genoemd, evenals secties van controle genaamd enhancers en promoters die het coderende gebied beïnvloeden transcriberen. De totale hoeveelheid informatie in het genoom van een organisme wordt het genotype genoemd.
Het DNA heeft de informatie voor de aanmaak van eiwitten, die de werkers van het organisme worden genoemd, en die een veelvoud aan functies vervullen; sommige eiwitten zijn structureel, zoals de eiwitten in haar of kraakbeen, terwijl andere functioneel zijn, zoals enzymen.
Het lichaam gebruikt 20 verschillende aminozuren om ongeveer 30.000 verschillende eiwitten te maken.. Het DNA-molecuul moet de cel vertellen in welke volgorde de aminozuren moeten worden samengevoegd.
Erfelijkheid bepaalt welke eiwitten worden geproduceerd, met behulp van DNA als blauwdruk om ze te bouwen. Soms zorgen veranderingen in de DNA-code (mutaties) ervoor dat eiwitten niet goed werken, waardoor ziekte ontstaat. Op andere momenten zullen codewijzigingen echter gunstige veranderingen veroorzaken bij individuen, die zich dan beter kunnen aanpassen aan hun omgeving.
Een gen heeft DNA dat wordt uitgelezen en omgezet in een boodschapper-RNA-substantie. Dit RNA verzendt informatie tussen het DNA van het gen en de machinerie die verantwoordelijk is voor het maken van eiwitten.. RNA fungeert als een blauwdruk voor de productiemachinerie, zodat aminozuren in de juiste volgorde worden gerangschikt en verbonden om een eiwit te maken.
Hoewel transcriptie naar eiwitten de basisrol van DNA is. Het centrale dogma van de biologie DNA → RNA → eiwit is onjuist gebleken, en in feite zijn er meerdere processen die informatie beïnvloeden en overdragen. Sommige virussen gebruiken RNA als het oorspronkelijke materiaal (RNA-virussen), en het proces van informatie die van RNA naar DNA stroomt, staat bekend als reverse transcriptie of reverse transcriptie-DNA. Er zijn ook niet-coderende RNA-sequenties die worden gemaakt door DNA-sequenties over te dragen naar RNA, en deze kunnen een functie hebben zonder dat ze in eiwitten worden omgezet.
- Gerelateerd artikel: "Wat is de genetische code en hoe werkt het?"
2. niet-coderend DNA
Ongeveer 90% van het genoom van een persoon codeert niet voor eiwitten.. Dit deel van het DNA wordt niet-coderend DNA genoemd. DNA kan conceptueel worden onderverdeeld in twee categorieën, eiwitcoderende genen en niet-genen. Bij veel soorten codeert slechts een klein deel van het DNA voor eiwitten - de exons - en ze vormen slechts ongeveer 1,5% van het menselijk genoom.
Niet-coderend DNA, ook wel junk-DNA genoemd, is DNA dat niet codeert voor een eiwit: sequenties zoals introns, virusrecombinaties, enz. Tot voor kort werd gedacht dat dit DNA nutteloos was, totdat recent onderzoek aantoonde dat dit niet het geval is. Deze sequenties kunnen genexpressie reguleren omdat ze affiniteit hebben voor eiwitten die aan DNA kunnen binden en regulerende sequenties worden genoemd.
Wetenschappers hebben slechts een klein percentage van alle bestaande regulerende sequenties geïdentificeerd. De reden voor de aanwezigheid van grote hoeveelheden niet-coderend DNA in eukaryote genomen en Verschillen in genoomgrootte tussen verschillende soorten blijven een raadsel in de wetenschap. Geschenk. Hoewel er steeds meer functies van niet-coderend DNA bekend worden, zoals:
2.1. de repetitieve elementen
Repetitieve elementen in een genoom zijn ook functionele delen van een genoom, vormen meer dan de helft van alle nucleotiden. Een groep wetenschappers van Yale University heeft onlangs een niet-coderende DNA-sequentie gevonden die zogenaamd een rol speelt bij het ontwikkelen van het vermogen om te gebruiken hulpmiddelen.
2.2. Telomeren en Centromeren
Ook zijn sommige DNA-sequenties verantwoordelijk voor de structuur van chromosomen. Telomeren en centromeren bevatten weinig of geen coderende genen, maar zijn cruciaal om de chromosoomstructuur bij elkaar te houden.
23. DNA naar RNA
Sommige genen coderen niet voor eiwitten, maar worden getranscribeerd in RNA-moleculen: ribosomaal RNA, transfer-RNA en interfererend RNA (RNAi).
2.4. alternatieve splitsing
De rangschikking van introns en exons in sommige gensequenties is belangrijk omdat: maakt alternatieve splicing van pre-messenger RNA mogelijk, het creëren van verschillende eiwitten van hetzelfde gen. Zonder dit vermogen zou het immuunsysteem niet bestaan.
2.5. pseudogenen
Sommige niet-coderende DNA-sequenties zijn afkomstig van: genen die in de loop van de evolutie verloren zijn gegaan. Deze pseudogenen kunnen nuttig zijn omdat ze aanleiding kunnen geven tot nieuwe genen met nieuwe functies.
2.6. kleine stukjes DNA
Andere niet-coderende DNA-sequenties zijn afkomstig van de replicatie van kleine stukjes DNA, die Het is ook nuttig omdat het volgen van deze zich herhalende delen van DNA kan helpen bij het onderzoeken van: fylogenie.
conclusie
DNA is het molecuul dat erfelijke informatie bij mensen bevat; Deze informatie, vervat in het DNA, stelt de cel in staat om de volgorde te kennen waarin de aminozuren waaruit de eiwitten bestaan, moeten worden samengevoegd. Eiwitten zijn verantwoordelijk voor de meeste lichaamsfuncties en een probleem bij de productie ervan kan grote gevolgen hebben voor onze gezondheid. Wanneer we het echter hebben over DNA → RNA → eiwit, verwijzen we naar het grote dogma van biologie en genen, waarbij we 90% van het DNA vergeten. Tot voor kort werd de rol van DNA, dat niet codeert voor een eiwit, als nutteloos beschouwd, maar studies De laatste tijd worden steeds meer functies van deze niet-coderende sequenties genoemd: regelgevend.