DNA (desoxyribonucleïnezuur): bouw, werking en erfelijke informatie
De cel als basis van het menselijk lichaam
De cel is de kleinste georganiseerde eenheid waaruit alle levende wezens zijn opgebouwd. Het menselijk lichaam bestaat uit ongeveer 100.000 biljoen eukaryotische cellen. Dit betekent dat deze cellen een celkern hebben. De celkern is een organel: een gespecialiseerd onderdeel binnen de cel.
Naast de celkern bevatten eukaryotische cellen meerdere door membranen omgeven organellen, zoals de mitochondriën. Elk organel vervult een eigen functie, maar samen zorgen zij voor het in stand houden van de cel. Het centrale regelorgaan van de cel is de celkern.
De celkern en chromosomen
De celkern bestaat uit kernplasma waarin de chromosomen liggen opgeslagen, omgeven door een kernmembraan. In de chromosomen bevindt zich het DNA, dat alle erfelijke informatie bevat. Menselijke lichaamscellen bevatten 46 chromosomen: 23 afkomstig van de vader en 23 van de moeder.
Een uitzondering hierop vormen de geslachtscellen. Deze bevatten slechts de helft van het aantal chromosomen, namelijk 23, zodat bij bevruchting het normale aantal van 46 wordt hersteld. Meer over de bouw en functie van de celkern is hier te lezen.
DNA als drager van erfelijke informatie
Chromosomen bevatten alle erfelijke eigenschappen van een individu. Wanneer de 46 chromosomen uit één celkern volledig worden uitgerekt, ontstaat samen ongeveer twee meter aan DNA. Om dit enorme molecuul in de celkern te laten passen, is het DNA strak opgerold om speciale eiwitten, de histonen.
Door deze compacte verpakking ontstaat een DNA-structuur van ongeveer 30 nanometer dik, wat ongeveer drieduizend keer dunner is dan een menselijke haar. Een specifiek stukje DNA dat informatie draagt voor één erfelijke eigenschap wordt een gen genoemd.
Genen en eiwitproductie
In elke celkern bevinden zich ongeveer dertigduizend genen. Genen bevatten de instructies voor de aanmaak van één of meerdere soorten eiwitten. Deze eiwitten bepalen voor een groot deel de bouw en het functioneren van het lichaam en beïnvloeden uiterlijke kenmerken zoals oogkleur en gezichtsstructuur.
Het DNA kan worden vergeleken met een kookboek waarin alle recepten voor het menselijk lichaam zijn vastgelegd. Alle lichaamscellen bevatten exact hetzelfde DNA en dus dezelfde genen. Ook in de cellen van een grote teen ligt vastgelegd welke oogkleur iemand heeft. Over erfelijke overeenkomsten en verschillen is meer te lezen via deze pagina.
De moleculaire bouw van DNA
DNA is de afkorting van DeoxyriboNucleic Acid, in het Nederlands ook wel desoxyribonucleïnezuur genoemd. Het DNA-molecuul bestaat uit twee strengen die samen een dubbele helix vormen. Deze structuur lijkt op een wenteltrap.
De treden van deze wenteltrap bestaan uit vier verschillende stikstofbasen: guanine (G), cytosine (C), adenine (A) en thymine (T). Guanine bindt altijd aan cytosine, terwijl adenine altijd aan thymine bindt. Deze vaste paren zorgen voor een stabiele structuur.
Elke stikstofbase is verbonden met de suiker desoxyribose en een fosfaatgroep. Samen vormen deze suikers en fosfaatgroepen de ruggengraat van de twee DNA-strengen. Een enkel DNA-molecuul kan uit miljoenen basenparen bestaan en vormt samen één chromosoom.
Aanvullende achtergrondinformatie over DNA is te vinden op Wikipedia.