Opbouw DNA

• Biology
• Tertiary Education

Opbouw DNA

Vandaag

• Overzicht wat is DNA
• Klein stukje geschiedenis DNA
• Overzicht DNA replicatie
• Telomeren en ouderdom 

Genoom

Het genoom is al het erfelijke materiaal van een organisme.

Een genoom bestaat uit een DNA molecuul.

 

Per organisme verschilt het wáár het DNA wordt opgeslagen.

Eukaryoot en Prokaryoot

Eukaryoten en Prokaryoten zijn een manier om organismen in te delen in de biologie. Deze stap heeft te maken met of een organisme een celkern heeft of niet.

Eukaryoot

Eukaryoten cellen hebben een 

celkern.

In de celkern zit DNA opgeslagen.

Maar niet alleen daar ook 

mitochondriën en chloroplasten

bevatten DNA van het organisme. 

Mitochondriën

Chloroplasten

(bladgroenkorrels)

Prokaryoot

Prokaryoten hebben geen celkern,

maar bevatten wél DNA.

Prokaryoten bevatten circulair DNA

en kleinere plasmiden. Plasmiden

zijn ook ringvormige DNA moleculen

die extra eigenschappen coderen.

Zoals bijvoorbeeld een resistentie

tegen specifieke antibiotica.

Circulair DNA

Plasmides

DNA

DNA staat voor het Engelse  Deoxyribonucleic acid.

In het Nederlands is dit:

Desoxyribonucleïne zuur

Het heette vrij lang ook DNZ in het Nederlands.

Geschiedenis DNA

Het bestaan van DNA werd in 1869 ontdekt door de zwiterse biochemicus  Johann Friedrich Miescher.

Hij vond dit in de wittebloed cellen uit het pus van patiënten met infecties.

Rosalind Elsie Franklin

Was de eerste die de correcte chemische structuur wist te bewijzen in 1952.

Echter haar onderzoek viel in de handen van Francis Crick en James Dewey Watson.

Zij publiceerde hun onderzoek eerst en kregen hiervoor ook een nobel prijs.

Franklin was tegen deze tijd overleden aan kanker en  heeft ook tot aan haar dood ontkent dat de structuur een dubbele helix was.

Wat is DNA

DNA is een gigantisch molecuul die ervoor zorgt dat eiwitten op de correcte wijze kan worden geproduceerd.

Eiwitten hebben een gigantische hoeveelheid taken in jouw lichaam en zorgen voor onder andere communicatie (hormonen=eiwitten) en processen (enzymen=eiwitten)

Wat is DNA

DNA ligt normaliter in lange strengen in de celkern, en rolt zich enkel tijdens specifieke momenten tijdens de celdeling op in chromosomen.

Wat is DNA

Chromosomen onder een elektronenmicroscoop

DNA strengen

DNA (én RNA) bestaan uit verschillende nucleotiden die aan elkaar vast zitten en een Helix vormen.

Binnen in deze helix zitten stikstofbasen, Adenine (A) Guanine (G) Cytosine (C) en Thymine (T)

Deze zitten in standaard combinaties aan elkaar vast.

Eén molecuul met zo'n stikstofbase wordt een Nucleotide genoemd.

Zo'n Nucleotide bestaat uit een:

• Fosfaatgroep (P)
• Monosacharide

Oftewel een suiker

• Stikstofbase

Die fosfaat- en suikergroep vormen de "rand" van de Helixes.

DNA is een dubbele helix, terwijl RNA een enkele helix is.

Bij DNA liggen er dus twéé stikstofbasen tegen elkaar aan in een vaste combinatie:

Cytosine - Guanine   

Adenine - Thymine 

Bij RNA wordt Thymine vervangen door Uracil (U). 

Nucleotide Sequentie

De volgorde van nucleotiden word ook wel de "sequentie" genoemd.

Die volgorde van stikstofbasen bepalen welk eiwit er gemaakt kan worden.

Genen

Een term die je veel hoort bij het hoofdstuk "overerving" is de term "Gen".

Een gen kan je het beste zien als een bepaalde locatie op een DNA streng. 

Genen bevatten de sequentie (volgorde) voor de eiwitproductie van één of meer eiwitten in de ribosomen

Genen en Allelen

Een andere vaak genoemde term in overerving zijn de "allelen".

De allelen kun je het beste zien als de invulling van de genen.

Dus:

Het gen voor oogkleur ligt bij elk mens op dezelfde plaats

maar de Allelen binnen dat gen verschillen per persoon , en zorgen dus voor de verschillende oogkleuren.

DNA replicatie

DNA replicatie vind plaats tijdens de celdeling, waar dus twee nieuwe dochtercellen gemaakt worden met identiek DNA.

DNA replicatie vind plaats tijdens de S-fase van de celdeling.

Met behulp van enzymen (helicase) worden de DNA strengen "uit elkaar geritst". 

Omdat de stikstofbasen vaste paren vormen wordt er met behulp van het enzym polymerase de correcte tegenhangers aan de enkele strengen geplakt. 

Aan het einde heb je dus 2 complete DNA strengen.

DNA replicatie en Ouderdom

Die replicatie van DNA heeft een grens. Dat betekend dat je niet voor eeuwig DNA kan blijven kopiëren. 

Die grens heeft te maken met telomeren

Telomeer

Telomeren zijn stukjes DNA aan het einde van elke DNA streng. Echter deze coderen géén eigenschappen. Het enzym Polymerase kan namelijk tijdens de replicatie niet helemaal het einde van een DNA streng kopiëren. Om te voorkomen dat er belangrijke stukken DNA niet gekopieerd worden zit er een stukje aan het einde met de sequentie: TTAG die steeds herhaald.

Bij elke replicatie wordt er dus een stukje TTAG niet gekopieerd en wordt het telomeer korter.

Is het telomeer uiteindelijk op, dan volgt er celdood.

Dit is dus de link met ouderdom, hoe ouder je wordt hoe meer cellen geen telomeer meer hebben en dus dood gaan.

Telomeer

Tijdens een onderzoek naar het "oplossen van ouderdom" stelde een wetenschapper voor om een DNA streng zo aan te passen dat de telomeer niet meer korter zou worden.

Met als gevolg dat er dus geen celdood meer zou optreden en dus het organisme langer, of zelfs voor eeuwig, zou kunnen leven.

Het onderzoek resulteerde echter in het vormen van cellen die zich constant bleven repliceren;

Kanker.

Niet-coderend DNA

Telomeren zijn een voorbeeld van niet-coderend DNA. 

Dit zijn dus stukken DNA die géén eigenschappen coderen, maar bijvoorbeeld zoals Telomeren, belangrijk zijn voor de celdeling of andere processen.