Dimensies - Hoofdstuk 15



1-6-1 Desoxyribonucleïnezuur DNA

Voorwoord
Na het hele hoofdstuk over een platte aarde en het geloof gaan we dieper in het 
menselijk lichaam. Er werd ontdekt dat ons lichaam een vast structuur had en er 
bouwstenen waren. Deze DNA gaf aardig wat geheimen prijs maar daarentegen 
gooide het ook weer vele vragen op. Het wroeten in de “oorsprong” van de mens is 
nog steeds een gevaarlijke wereld omdat we niet weten waar we in terecht komen. 
Is het een parallel wereld, is het een oorsprong? 

Beschrijving
Gedeelte van de dubbele helicoïdale structuur van DNA.
DNA wordt tijdens de celdeling sterk gecondenseerd tot een chromosoom, met 
behulp van eiwitten.

Desoxyribonucleïnezuur, afgekort als DNA (Engels: Deoxyribonucleic acid), is een 
biochemisch macromolecuul dat fungeert als belangrijkste drager van erfelijke 
informatie in alle bekende organismen en virussen (met uitzondering van RNA-virussen). 
DNA hoort net zoals RNA tot de nucleïnezuren. Een DNA-molecuul bestaat uit twee 
lange strengen van nucleotiden, die in de vorm van een dubbele helix met elkaar 
vervlochten zijn. De twee strengen zijn met elkaar verbonden door zogenaamde 
baseparen, die steeds twee tegenover elkaar liggende nucleotiden verbinden. 
DNA bevat vier verschillende nucleotiden met de nucleobasen adenine, thymine, 
guanine en cytosine, die afgekort worden met respectievelijk de letters A, T, G en C. 
De beide strengen zijn complementair doordat de basen alleen in de paren AT en 
GC kunnen voorkomen.

De volgorde van nucleotiden in een streng wordt een sequentie genoemd. 
Omdat er zeer veel sequenties mogelijk zijn, kan de volgorde van nucleotiden unieke 
erfelijke informatie verschaffen. Zoals met letters woorden, zinnen en boeken gemaakt 
kunnen worden, zo worden ook de letters van het DNA (de nucleotiden dus) gebruikt 
om allerlei erfelijke informatie te coderen.

DNA bevindt zich in cellen in de vorm van chromosomen. Chromosomen kunnen 
miljoenen baseparen bevatten. Door middel van de replicatie wordt het DNA in een 
chromosoom gekopieerd. De replicatie gaat vooraf aan de celdeling. Zodoende krijgt 
elke cel een kopie van het DNA, en kan via de voortplanting het DNA doorgegeven 
worden aan het nageslacht. Op een chromosoom bevinden zich tientallen tot honderden 
genen. Een gen bestaat uit een of meer DNA-sequenties die coderen voor een of meer 
eiwitten. Eiwitten vervullen binnen en buiten de cel een zeer grote verscheidenheid 
aan biologische functies.

In eukaryote organismen bevinden de chromosomen met het DNA zich in de celkern. 
Daarnaast is er ook DNA aanwezig als mitochondriaal DNA in de mitochondriën in de 
vorm van circulaire chromosomen, en bij planten daarnaast ook in plastiden 
(zoals bladgroenkorrels). Prokaryoten (zoals bacteriën en blauwalgen), die geen 
celkern of andere organellen hebben, bevatten eveneens circulaire chromosomen.

Aan de hand van de genetische code kan de DNA-sequentie van een gen vertaald 
worden in de aminozuursequentie van een eiwit. Dit proces wordt eiwitexpressie 
genoemd. Bij de transcriptie wordt het DNA van een gen eerst gekopieerd naar mRNA, 
en het mRNA wordt vervolgens bij de translatie vertaald naar een eiwit.

Bij de meeste organismen vormen de genen maar een klein gedeelte van de totale 
hoeveelheid DNA. Veel andere gedeelten van de chromosomen zijn betrokken bij 
de regulatie van de eiwitexpressie. Van veel van het overige DNA is de functie niet 
bekend.


1-6-1a DNA Geschiedenis

Francis Crick
DNA werd in 1869 ontdekt door de Zwitserse biochemicus Johann Friedrich 
Miescher (1844-1895). Hij wist de stof te zuiveren uit leukocyten (witte bloedcellen), 
die hij verkreeg uit pus, afkomstig van ziekenhuisafval. De chemische structuur van 
DNA bleef nog lange tijd onbekend. In 1909 had Phoebus Levene de theorie 
opgesteld dat DNA uit vier nucleotiden bestond, en in 1919 publiceerde hij een 
hypothese voor de wijze waarop de nucleotiden onderling verbonden zijn in een 
nucleïnezuur.

De natuurkundige Erwin Schrödinger publiceerde in 1944 een invloedrijk boek met 
de titel What is Life? In dit boek beredeneerde hij dat het erfelijke materiaal moest 
bestaan uit een aperiodiek kristal: een vaste stof met een regelmatige maar variabele 
structuur, die de code zou bevatten voor de ontwikkeling van organismen.

Dat het DNA de drager van erfelijke eigenschappen is, werd duidelijk in 1952 door 
onderzoek van Alfred Hershey en Martha Chase. Zij toonden aan dat een virus, die 
bestaat uit DNA (of het verwante RNA) en een eiwitmantel, alleen door middel van 
DNA een cel kon besmetten. Virussen worden niet gerekend tot de levende 
organismen. Een virus wordt vermenigvuldigd in een cel.

In 1951 stelde de scheikundige Linus Pauling een model op voor de structuur van 
DNA. Dit model ging ervan uit dat DNA de structuur had van een helix, maar bevatte 
op andere punten belangrijke onjuistheden.

In 1952 publiceerde de biochemicus Erwin Chargaff een belangrijke stelregel over 
de samenstelling van het DNA: dubbelstrengs DNA bevat evenveel adenine als 
thymine en evenveel cytosine als guanine. Deze regel werd een jaar later verklaard 
door het concept dat de dubbele helix is opgebouwd uit baseparen van enerzijds 
adenine en thymine, en anderzijds cytosine en guanine.

De correcte chemische structuur van DNA is in 1953 bepaald door het onderzoek van 
James D. Watson, Francis Crick, Maurice Wilkins en Rosalind Franklin. Franklin deed 
onderzoek naar de structuur van DNA met behulp van de röntgendiffractietechniek. 
Een van haar opnamen kwam zonder haar medeweten via Wilkins onder ogen van 
Watson en Crick. De gegevens van Franklin hielpen Watson en Crick om de structuur 
van de dubbele helix te bepalen. Wilkins hielp Watson en Crick bij de verificatie van 
hun model. Watson en Crick publiceerden het artikel over de structuur van het DNA in 
het tijdschrift Nature op 25 april 1953. In hetzelfde nummer verschenen publicaties 
van Franklin en Wilkins over de structuur van het DNA. Een maand later publiceerden 
Watson en Crick op basis van deze structuur een model voor het mechanisme van de 
replicatie van DNA. Watson, Crick en Wilkins kregen hiervoor in 1962 een Nobelprijs. 
Franklin was toen al overleden aan kanker.

Francis Crick stelde in 1958 het centrale dogma van de moleculaire biologie op. 
Dit centrale dogma stelt dat informatie uit genen wél vertaald kan worden naar eiwitten, 
maar informatie van eiwitten nooit vertaald kan worden naar genen. Het vormde het kader 
voor de processen van transcriptie en translatie.

In 1975 publiceerde Frederick Sanger een methode voor het bepalen van de volgorde 
van nucleotiden in DNA. Deze methode, die sequencing wordt genoemd, werd een 
standaardmethode in de moleculaire biologie. DNA-sequenties werden steeds meer 
gebruikt om de verwantschap tussen organismen te bepalen. Van steeds meer 
organismen werd het gehele genoom gesequenced. In 2001 werden de 
DNA-sequenties van het humane genoom gepubliceerd.




NAAR HOOFDSTUK 16