Inhoud
De erkenning dat DNA de informatie blauw voor alle levende organismen draagt, en de mechanismen die de DNA-code vertalen in de dingen van het leven, staat als een van de grote ontdekkingen van de moderne wetenschap. Van de eenvoudigste micro-organismen tot de gigantische bomen en dieren die de aarde bewonen, ze zijn allemaal afhankelijk van DNA voor hun bestaan. Met veel minder biologische "letters" dan het 26-letterige Engelse alfabet, beschrijft DNA de instructies voor hoe organismen leven, zich voortplanten, metaboliseren, volwassen worden en uiteindelijk sterven.
DNA, de levenscode
DNA is een complexe, langketenige molecule die codeert voor de genetische kenmerken van een levend organisme. In de meeste planten en dieren is DNA verpakt met ribonucleïnezuur en eiwitten in compacte structuren, chromosomen genaamd, die zich in de celkern bevinden. Bijna alle menselijke cellen hebben 23 paar chromosomen, één set van elke ouder. DNA-secties die genen worden genoemd, coderen indirect voor eiwitten, die structuur en functie aan het menselijk lichaam geven. De keuze van welke genen in welke cellen werken, bepaalt het type cel: hersenen, lever, huid en alle andere.
weergave
Bij seksuele reproductie creëren mensen speciale cellen, gameten genaamd, die slechts één set van 23 chromosomen bevatten. Tijdens de bevruchting verenigt het DNA van de vader met dat van de moeder om een nieuwe, unieke set van 46 chromosomen te creëren. Dit is hoe de eigenschappen van een voorouder worden doorgegeven aan de nakomelingen. Eén bepaald chromosoom in een gamete bepaalt het geslacht van de nakomelingen. Dat chromosoom kan de X of de Y zijn: twee X's creëren een vrouw, terwijl XY een man produceert. Terwijl het bevruchte ei begint te delen, bepalen verschillende genen hoe cellen van elkaar differentiëren, waardoor de verschillende menselijke weefsels, organen en systemen ontstaan.
Biochemie
DNA codeert voor alle celeiwitten die het leven mogelijk maken. De cel transcribeert DNA in RNA, dat het vervolgens vertaalt in eiwitten. Deze omvatten de enzymen, hormonen en structurele eiwitten die elke cel nodig heeft. Complexe biochemische feedbacklussen bepalen welke DNA-genen tot expressie worden gebracht. Via cellulaire biochemische paden bepalen genen de vorm van je neus en de grootte van je oren. Als een gen onjuist is gecodeerd, bijvoorbeeld door een mutatie in het DNA-molecuul, kunt u geboorteafwijkingen hebben, zoals een gespleten gehemelte, of genetische ziekten zoals cystische fibrose en het syndroom van Down.
Leven en dood
DNA is essentieel voor het leven van de menselijke cel, maar het kan fragmenteren, wat leidt tot celdood. De wetenschap heeft dit mysterie niet volledig ontrafeld - wetenschappers weten niet of DNA is geprogrammeerd om zichzelf te vernietigen. Zevenendertig genen van niet-chromosomaal DNA bevinden zich in menselijke mitochondriën, de krachtcentrales van de cel. Dit DNA codeert voor belangrijke RNA-moleculen, waarvan sommige enzymen produceren die nodig zijn voor het metabolisme. Mutaties van mitochondriaal DNA kunnen ervoor zorgen dat pasgeborenen sterven. Niet alle mutaties zijn slecht - evolutie is in wezen een lang verhaal van nuttige DNA-mutaties die het eenvoudigste eencellige organisme hebben getransformeerd in hogere levensvormen, inclusief mensen.