Hoe Dna Werkt

{h1}

Dna bevat genetisch materiaal dat wordt doorgegeven aan elke opeenvolgende generatie. Leer over dna en ontdek welke informatie elke streng dna bevat.

-

Zoals de enige ring van kracht in Tolkiens 'Lord of the Rings' desoxyribonucleïnezuur (DNA) is het hoofdmolecuul van elke cel. Het bevat essentiële informatie die wordt doorgegeven aan elke opeenvolgende generatie. Het coördineert het maken van zichzelf evenals andere moleculen (eiwitten). Als het iets wordt gewijzigd, kan dit ernstige gevolgen hebben. Als het onherstelbaar wordt vernietigd, gaat de cel dood.

Veranderingen in het DNA van cellen in meercellige organismen produceren variaties in de kenmerken van een soort. Over lange perioden werkt natuurlijke selectie op deze variaties om de soort te evolueren of te veranderen.

De aanwezigheid of afwezigheid van DNA-bewijs op een plaats delict kan het verschil betekenen tussen een schuldig vonnis en een vrijspraak. DNA is zo belangrijk dat de regering van de Verenigde Staten enorme hoeveelheden geld heeft uitgegeven om de sequentie van DNA in het menselijk genoom te ontrafelen in de hoop dat er veel genetisch ziekten worden genezen en genezen. Uiteindelijk kunnen we uit het DNA van één cel een dier, een plant of misschien zelfs een mens klonen.

Maar wat is DNA? Waar wordt het gevonden? Wat maakt het zo speciaal? Hoe werkt het? In dit artikel zullen we diep in de structuur van DNA kijken en uitleggen hoe het zichzelf maakt en hoe het al je eigenschappen bepaalt. Laten we eerst kijken naar hoe DNA werd ontdekt.

-DNA is een van de klasse moleculen die wordt genoemd nucleïnezuren. Nucleïnezuren werden oorspronkelijk in 1868 ontdekt door Friedrich Meischer, een Zwitserse bioloog, die DNA isoleerde uit puscellen op verbanden. Hoewel Meischer vermoedde dat nucleïnezuren genetische informatie zouden kunnen bevatten, kon hij het niet bevestigen.

In 1943 toonden Oswald Avery en collega's van de Rockefeller University aan dat DNA uit een bacterie is genomen, Streptococcus pneumonie, kan niet-infectieuze bacteriën infectieus maken. Deze resultaten gaven aan dat DNA het informatiebevattende molecuul in de cel was. De informatie rol van DNA werd verder ondersteund in 1952 toen Alfred Hershey en Martha Chase aantoonden dat om nieuwe virussen te maken een bacteriofaag virus geïnjecteerd DNA, geen eiwit, in de gastheercel (zie Hoe virussen werken voor meer informatie).

Wetenschappers hadden dus lange tijd getheoretiseerd over de informatiewijze van DNA, maar niemand wist hoe deze informatie werd gecodeerd en verzonden. Veel wetenschappers vermoedden dat de structuur van het molecuul belangrijk was voor dit proces. In 1953 ontdekten James D. Watson en Francis Crick de structuur van DNA aan de universiteit van Cambridge. Het verhaal werd beschreven in James Watsons boek 'The Double Helix' en op het scherm gebracht in de film 'The Race for the Double Helix'. In feite gebruikten Watson en Crick moleculaire modelleringstechnieken en gegevens van andere onderzoekers (waaronder Maurice Wilkins, Rosalind Franklin, Erwin Chargaff en Linus Pauling) om de structuur van DNA op te lossen. Watson, Crick en Wilkins ontvingen de Nobelprijs voor de geneeskunde voor de ontdekking van de DNA-structuur (Franklin, die de medewerker van Wilkins was en een belangrijk stuk gegevens verstrekte dat de structuur aan Watson en Crick openbaarde, stierf voordat de prijs werd toegekend).

DNA-structuur

Het nucleotide is de basisbouwsteen van nucleïnezuren.

Het nucleotide is de basisbouwsteen van nucleïnezuren.

-DNA is o-ne van de nucleïnezuren, informatiebevattende moleculen in de cel (ribonucleïnezuurof RNA, is het andere nucleïnezuur). DNA wordt gevonden in de kern van elke menselijke cel. (Zie de zijbalk onderaan de pagina voor meer informatie over RNA en verschillende soorten cellen). De informatie in het DNA:

  • begeleidt de cel (samen met RNA) bij het maken van nieuwe eiwitten die al onze biologische eigenschappen bepalen
  • wordt gepasseerd (gekopieerd) van de ene generatie naar de volgende

De sleutel tot al deze functies is te vinden in de moleculaire structuur van DNA, zoals beschreven door Watson en Crick.

Hoewel het er ingewikkeld uit kan zien, is het DNA in een cel eigenlijk gewoon een patroon dat bestaat uit vier verschillende delen nucleotiden. Stel je een verzameling blokken voor met slechts vier vormen, of een alfabet met slechts vier letters. DNA is een lange reeks van deze blokken of letters. Elk nucleotide bestaat uit een suiker (deoxyribose) aan één zijde gebonden aan a fosfaatgroep en aan de andere kant gebonden aan a Stikstofbasis.

Er worden twee klassen stikstofbasen genoemd purines (dubbelwandige structuren) en pyrimidines (structuren met enkele ring). De vier basissen in het alfabet van DNA zijn:

  • adenine (A) - een purine
  • cytosine (C) - een pyrimidine
  • guanine (G) - een purine
  • thymine (T) - een pyrimidine

Hoe DNA werkt: eiwit

Strengen DNA zijn gemaakt van de suiker- en fosfaatdelen van de nucleotiden, terwijl de middelste delen zijn gemaakt van de stikstofhoudende basen. De stikstofhoudende basen op de twee DNA-strengen vormen een paar, purine met pyrimidine (A met T, G met C) en worden bij elkaar gehouden door zwakke waterstofbruggen.

Watson en Crick ontdekten dat DNA twee kanten of strengen had en dat deze strengen als een verwrongen ladder waren samengedraaid - de dubbele helix. De zijkanten van de ladder omvatten de suikerfosfaatdelen van aangrenzende nucleotiden die aan elkaar zijn gebonden. Het fosfaat van één nucleotide is covalent gebonden (een binding waarin een of meer paren elektronen door twee atomen worden gedeeld) met de suiker van het volgende nucleotide. De waterstofbruggen tussen fosfaten zorgen ervoor dat de DNA-streng verdraait. De stikstofhoudende basen wijzen naar binnen op de ladder en vormen paren met bases aan de andere kant, zoals sporten.Elk basenpaar is gevormd uit twee complementaire nucleotiden (purine met pyrimidine) samengebonden door waterstofbruggen. De baseparen in DNA zijn adenine met thymine en cytosine met guanine.

Hoe DNA werkt: wordt

DNA heeft een spiraalvormige trapachtige structuur. De stappen worden gevormd door de stikstofbasen van de nucleotiden waar adenine paren met thymine en cytosine met guanine.

In de volgende sectie zullen we zien hoe lang DNA-strengen in een kleine cel passen.

Waterstofbinding

Een waterstofbrug is een zwakke chemische binding dat gebeurt tussen waterstofatomen en meer elektronegatieve atomen, zoals zuurstof, stikstof en fluor. De deelnemende atomen kunnen zich bevinden op hetzelfde molecuul (aangrenzende nucleotiden) of op verschillende moleculen (aangrenzende nucleotiden op verschillende DNA-strengen). Waterstofbindingen houden geen uitwisseling of delen van elektronen zoals covalente en ionische bindingen in. De zwakke aantrekking is als die tussen de tegengestelde polen van een magneet. Waterstofbindingen komen over korte afstanden voor en kunnen gemakkelijk worden gevormd en verbroken. Ze kunnen ook een molecuul stabiliseren.

In een cel passen

Een typische E. coli-bacterie is 3 micron lang, maar het DNA is meer dan 300 keer langer. Dus, het DNA is stevig opgerold en gedraaid om binnen te passen.

Een typische E. coli-bacterie is 3 micron lang, maar het DNA is meer dan 300 keer langer. Dus, het DNA is stevig opgerold en gedraaid om binnen te passen.

DNA is een lang molecuul. Bijvoorbeeld een typische bacterie, zoals E coli, heeft één DNA-molecuul met ongeveer 3000 genen (een gen is een specifieke sequentie van DNA-nucleotiden die codeert voor een eiwit. We zullen hier later over praten). Als het wordt uitgenomen, zou dit DNA-molecuul ongeveer 1 millimeter lang zijn. Echter, een typische E coli is slechts 3 micron lang (3 één-duizendsten van een millimeter). Dus om in de cel te passen, wordt het DNA sterk opgerold en gedraaid in één cirkelvormig chromosoom.

Complexe organismen, zoals planten en dieren, hebben 50.000 tot 100.000 genen op veel verschillende chromosomen (mensen hebben 46 chromosomen). In de cellen van deze organismen wordt het DNA rond kraalachtige eiwitten die worden genoemd, gedraaid histonen. De histonen worden ook strak opgerold om chromosomen te vormen, die zich in de kern van de cel bevinden. Wanneer een cel reproduceert, worden de chromosomen (DNA) gekopieerd en verdeeld naar elke nakomeling of dochtercel. Niet-geslachtscellen hebben twee exemplaren van elk chromosoom die gekopieerd worden en elke dochtercel krijgt twee exemplaren (mitosis). Tijdens de meiose hebben precursorcellen twee kopieën van elk chromosoom die gekopieerd en gelijk verdeeld worden over vier geslachtscellen. De geslachtscellen (sperma en ei) hebben slechts één kopie van elk chromosoom. Wanneer sperma en ei zich verenigen in de bevruchting, hebben de nakomelingen twee exemplaren van elk chromosoom (zie Hoe seks werkt).

In de volgende sectie zullen we bekijken hoe het DNA-replicatieproces werkt.

DNA-replicatie

De dubbele helix van DNA ontspant en elke zijde dient als een patroon om een ​​nieuw molecuul te maken.

De dubbele helix van DNA ontspant en elke zijde dient als een patroon om een ​​nieuw molecuul te maken.

-DNA draagt ​​de informatie voor het maken van alle eiwitten van de cel. Deze pro-teinen implementeren alle functies van een levend organisme en bepalen de karakteristieken van het organisme. Wanneer de cel reproduceert, moet deze al deze informatie doorgeven aan de dochtercellen.

Voordat een cel zich kan voortplanten, moet hij eerst kopiëren, of maak een kopie van zijn DNA. Waar DNA-replicatie optreedt, hangt af van de vraag of de cellen een prokaryoot of een eukaryoot zijn (zie de zijbalk van RNA op de vorige pagina voor meer informatie over de soorten cellen). DNA-replicatie vindt plaats in het cytoplasma van prokaryoten en in de kern van eukaryoten. Ongeacht waar de DNA-replicatie plaatsvindt, is het basisproces hetzelfde.

De structuur van DNA leent zich gemakkelijk voor DNA-replicatie. Elke kant van de dubbele helix loopt in tegenovergestelde richting (antiparallelle) routebeschrijving. Het mooie van deze structuur is dat deze in het midden kan worden uitgepakt en dat elke zijde kan dienen als een patroon of sjabloon voor de andere kant (genaamd semi-conservatieve replicatie). DNA ript echter niet volledig uit. Het ritst uit in een klein gebied genaamd a replicatievork, die vervolgens over de gehele lengte van het molecuul beweegt.

Laten we naar de details kijken:

  1. Een enzym genaamd DNA-gyrase maakt een nick in de dubbele helix en elke kant scheidt
  2. Een enzym genaamd helicase windt het dubbelstrengs DNA af
  3. Verschillende kleine eiwitten genoemd enkelstrengs bindende eiwitten (SSB) binden tijdelijk aan elke kant en houden ze gescheiden
  4. Een enzymcomplex genaamd DNA-polymerase "loopt" door de DNA-strengen en voegt nieuwe nucleotiden toe aan elke streng. De nucleotiden paren met de complementaire nucleotiden op de bestaande standaard (A met T, G met C).
  5. Een subeenheid van het DNA-polymerase reviseert het nieuwe DNA
  6. Een enzym genaamd DNA-ligase verzegelt de fragmenten in één lange doorlopende streng
  7. De nieuwe exemplaren automatisch weer op

Verschillende soorten cellen repliceerden hun DNA met verschillende snelheden. Sommige cellen verdelen constant, zoals die in uw haar en vingernagels en beenmergcellen. Andere cellen gaan door verschillende rondes van celdeling en stoppen (inclusief gespecialiseerde cellen, zoals die in uw hersenen, spieren en hart). Ten slotte stoppen sommige cellen met delen, maar kunnen worden geïnduceerd om te delen om letsel te herstellen (zoals huidcellen en levercellen). In cellen die niet constant delen, komen de signalen voor DNA-replicatie / celdeling in de vorm van chemicaliën. Deze chemicaliën kunnen afkomstig zijn van andere delen van het lichaam (hormonen) of van de omgeving.

-

DNA van dieren versus planten

Het DNA van alle levende organismen heeft dezelfde structuur en code, hoewel sommige virussen RNA als informatiedrager gebruiken in plaats van DNA. De meeste dieren hebben twee exemplaren van elk chromosoom. Daarentegen kunnen planten meer dan twee kopieën van verschillende chromosomen bevatten, die gewoonlijk ontstaan ​​door fouten in de verdeling van de chromosomen tijdens celreproductie.Bij dieren veroorzaakt dit type fout meestal genetische ziekten die meestal fataal zijn. Om onbekende redenen is dit type fout niet zo verwoestend voor planten.

Wat DNA doet

DNA bevat de informatie om eiwitten te maken, die alle functies en kenmerken van levende organismen uitvoeren.

DNA bevat de informatie om eiwitten te maken, die alle functies en kenmerken van levende organismen uitvoeren.

-DNA bevat alle informatie voor uw fysieke kenmerken, die hoofdzakelijk worden bepaald door eiwitten. DNA bevat dus de instructies voor het maken van een eiwit. In DNA wordt elk eiwit gecodeerd door a gen (een specifieke sequentie van DNA-nucleotiden die specificeren hoe een enkel eiwit moet worden gemaakt). Specifiek specificeert de volgorde van nucleotiden in een gen de volgorde en soorten aminozuren die moeten worden samengesteld om een ​​eiwit te maken.

Een eiwit is gemaakt van een lange keten van chemische stoffen genaamd aminozuren Eiwitten hebben veel functies:

  • enzymen die chemische reacties uitvoeren (zoals spijsverteringsenzymen)
  • Structurele eiwitten dat zijn bouwmaterialen (zoals collageen en nagelkeratine)
  • Transporteiwitten die stoffen bevatten (zoals zuurstof-dragende hemoglobine in het bloed)
  • Contractie eiwitten die ervoor zorgen dat spieren samendrukken (zoals actine en myosine)
  • Opslag eiwitten die vasthouden aan stoffen (zoals albumine in eiwitten en ferritine dat ijzer opslaat in je milt)
  • hormonen - chemische boodschappers tussen cellen (waaronder insuline, oestrogeen, testosteron, cortisol, et cetera)
  • Beschermende eiwitten - Antistoffen van het immuunsysteem, stolling van eiwitten in het bloed
  • gifstoffen - giftige stoffen (zoals bijengif en slangenvergif)

De specifieke volgorde van aminozuren in de keten maakt het ene eiwit anders dan het andere. Deze sequentie wordt gecodeerd in het DNA, waarbij één gen codeert voor één eiwit.

Hoe DNA werkt: worden

De genetische code bestaat uit 3-base "woorden" of codons die bepaalde aminozuren specificeren. De volgorde van de codons geeft de volgorde van de aminozuren in het eiwit aan.

Hoe codeert DNA de informatie voor een eiwit? Er zijn slechts vier DNA-basen, maar er zijn 20 aminozuren die voor eiwitten kunnen worden gebruikt. Groepen van drie nucleotiden vormen dus een woord (codon) die specificeert welke van de 20 aminozuren in het eiwit gaat (een 3-base codon levert 64 mogelijke patronen op (4 * 4 * 4), wat meer is dan genoeg om 20 aminozuren te specificeren. Omdat er 64 mogelijke codons zijn en alleen 20 aminozuren, er is enige herhaling in de genetische code.Ook de volgorde van codons in het gen specificeert de volgorde van aminozuren in het eiwit.Het kan overal 100 tot 1000 codons (300 tot 2000 nucleotiden) vereisen om een gegeven eiwit.Elk gen heeft ook codons om het begin aan te wijzen (start codon) en einde (stop codon) van het gen.

In de volgende paragrafen zullen we zien hoe eiwitten worden gebouwd.

Een proteïne bouwen: transcriptie

-Het bouwen van eiwitten lijkt veel op het bouwen van een huis:

  • De hoofdblauwdruk is DNA, dat alle informatie bevat om het nieuwe eiwit (huis) te bouwen.
  • De werkkopie van de hoofdblauwdruk wordt genoemd messenger RNA (mRNA), waarbij wh-h gekopieerd wordt uit DNA.
  • De bouwplaats is ofwel de cytoplasma in een prokaryoot of de endoplasmatisch reticulum (ER) in een eukaryoot.
  • De bouwmaterialen zijn aminozuren.
  • De bouwvakkers zijn ribosomen en transfer-RNA-moleculen.

Laten we elke fase van de nieuwe constructie nader bekijken.

In een eukaryoot verlaat DNA de kern nooit, dus de informatie moet worden gekopieerd. Dit kopieerproces wordt genoemd transcriptie en de kopie is mRNA. Transcriptie vindt plaats in het cytoplasma (prokaryoot) of in de kern (eukaryoot). De transcriptie wordt uitgevoerd door een enzym genaamd RNA-polymerase. Voor het maken van mRNA, RNA-polymerase:

  1. Bindt aan de DNA-streng aan een specifieke sequentie van het gen dat a wordt genoemd promotor
  2. Ontwikkelt en ontkoppelt de twee strengen DNA
  3. Gebruikt een van de DNA-strengen als een gids of sjabloon
  4. Komt overeen met nieuwe nucleotiden met hun complementen op de DNA-streng (G met C, A met U - onthoud dat RNA uracil (U) heeft in plaats van thymine (T))
  5. Bindt deze nieuwe RNA-nucleotiden samen om een ​​complementaire kopie van de DNA-streng (mRNA) te vormen
  6. Stopt wanneer het een terminatiesequentie van basen tegenkomt (stopcodon)

mRNA leeft graag in een enkelstrengige staat (in tegenstelling tot de wens van DNA om complementaire dubbelstrengs helixen te vormen). In prokaryoten maken alle nucleotiden in het mRNA deel uit van codons voor het nieuwe eiwit. Echter, alleen in eukaryoten zijn er extra sequenties in het DNA en mRNA die niet coderen voor eiwitten die worden genoemd introns. Dit mRNA wordt vervolgens verder verwerkt:

  • Introns worden eruit gesneden
  • De coderende sequenties worden aan elkaar gesplitst
  • Aan het ene uiteinde wordt een speciale "cap" van een nucleotide toegevoegd
  • Een lange staart bestaande uit 100 tot 200 adenine-nucleotiden wordt aan het andere uiteinde toegevoegd

Niemand weet waarom deze verwerking plaatsvindt in eukaryoten. Ten slotte worden op elk moment veel genen gelijktijdig getranscribeerd volgens de behoeften van de cel aan specifieke eiwitten.

De werkkopie van de blauwdruk (mRNA) moet nu naar de bouwplaats gaan waar de arbeiders het nieuwe eiwit zullen bouwen. Als de cel een prokaryote is, zoals een E coli bacterie, dan is de site het cytoplasma. Als de cel een eukaryoot is, zoals een menselijke cel, verlaat het mRNA de kern door grote gaten in het kernmembraan (kernporiën) en gaat het naar het endoplasmatisch reticulum (ER).

Vervolgens leren we over vertaling - het assemblageproces.

RNA (Ribonucleic Acid)

RNA is het anders Nucleïnezuur. Het verschilt op drie belangrijke manieren van DNA:

  • De suiker is ribose in plaats van deoxyribose
  • Er is slechts één streng in plaats van twee
  • RNA heeft uracil (U) in plaats van thymine.Dus de baseparen in RNA zijn cytosine met guanine en adenine met uracil.

In een prokaryote cel (eentje zonder interne membraangebonden organellen zoals een bacterie), zowel DNA als RNA worden gevonden in het cytoplasma. In een eukaryotische cel (één met interne membraan-gebonden organellen, zoals mensen), RNA kan worden gevonden in de kern en het cytoplasma, terwijl DNA alleen in de kern wordt gevonden.

Een proteïne bouwen: vertaling

Dit is een tabel van de genetische code op basis van mRNA-codons. Sommige tabellen zijn gebaseerd op de DNA-codons.

Dit is een tabel van de genetische code op basis van mRNA-codons. Sommige tabellen zijn gebaseerd op de DNA-codons.

- Om door te gaan met ons huisvoorbeeld, moeten de arbeiders, zodra het werkexemplaar van de blauwdruk de site heeft bereikt, de materialen samenstellen volgens de instructies; dit proces wordt genoemd vertaling. In het geval van een eiwit worden de werkers de ribosomen en speciale RNA-moleculen genoemd transfer RNA (tRNA). De bouwmaterialen zijn de aminozuren.

Laten we eerst kijken naar de ribosoom. Het ribosoom is gemaakt van RNA dat wordt genoemd ribosomaal RNA (RR-NA). In prokaryoten wordt rRNA gemaakt in het cytoplasma; in eukaryoten wordt rRNA gemaakt in de nucleolus. Het ribosoom heeft twee delen, die aan weerszijden van het mRNA binden. Binnen het grote deel zijn twee "kamers" (P- en A-plaatsen) die passen op twee aangrenzende codons van het mRNA, twee tRNA-moleculen en twee aminozuren. In eerste instantie bevat de P-site het eerste codon in het mRNA en houdt A-site het volgende codon vast.

Laten we vervolgens de tRNA-moleculen bekijken. Elk tRNA heeft een bindingsplaats voor een aminozuur. Omdat elk tRNA specifiek is voor een enkel aminozuur, moet het in staat zijn om het codon te herkennen op het mRNA dat codeert voor dat specifieke aminozuur. Daarom heeft elk tRNA een specifieke drie-nucleotidesequentie die een anti-codon wordt genoemd en overeenkomt met het juiste mRNA-codon, zoals een slot en een sleutel. Bijvoorbeeld, als een codon op mRNA de sequentie heeft ... -uracil-uracil-uracil-... (UUU) die codeert voor het aminozuur fenylalanine, dan zal het anti-codon op het fenylalanine-tRNA worden adenine-adenine-adenine (AAA); onthoud dat A zich bindt aan U in RNA. De tRNA-moleculen zweven in het cytoplasma en binden vrije aminozuren. Eenmaal gebonden aan aminozuren zullen de tRNA's (ook amino-acyl-tRNA's genoemd) ribosomen opzoeken.

Laten we tot slot kijken naar de gebeurtenissen in de synthese van nieuwe eiwitten. Laten we bijvoorbeeld een klein mRNA-molecuul overwegen met de volgende volgorde:

-Alle mRNA-moleculen beginnen met AUG (het startcodon). UGA, UAA en UAG zijn stopcodons; sto-p codons hebben geen overeenkomstige tRNA-moleculen (feitelijke mRNA-moleculen hebben honderden codons).

De overeenkomstige sequentie van tRNA-anti-codons zal zijn:

Er is geen tRNA dat overeenkomt met de stopcodons.

De aminozuursequentie gespecificeerd door dit kleine mRNA is:

-We kennen deze sequentie van aminozuren door een tabel van de genetische code te gebruiken. De genetische codetabel hieronder is voor mRNA en specificeert de basen op de eerste, tweede en derde posities van het codon met hun overeenkomstige aminozuren.

Laten we het aminozuur lezen dat wordt gespecificeerd door het mRNA-codon, AUG. Plaats eerst uw linker vinger op het eerste positiecodon (A), in de eerste kolom van de tabel. Beweeg uw linker vinger over de rij onder het codon voor de tweede positie (U) in de eerste rij. Plaats nu uw rechter vinger op het derde positiecodon (G) in dezelfde rij van de laatste kolom (G). Beweeg je rechter vinger over de rij totdat deze je linkervinger ontmoet en lees het aminozuur (methionine).

In de volgende sectie zullen we het eiwitsyntheseproces bekijken.

Het eiwit syntheseproces

Laten we nu kijken naar de volgorde van de gebeurtenissen in de synthese van ons eiwit uit ons steekproef-mRNA:

  1. Een ribosoom bindt zich aan mRNA met het AUG-codon in de P-plaats en het UUU-codon op de A-plaats.
  2. Een aminoacyl-tRNA (anti-codon = UAC) met een aangehechte methionine komt in de P-plaats van het ribosoom
  3. Een aminoacyl-tRNA (anti-codon = AAA) met een aangehechte fenylalanine komt op de A-plaats van het ribosoom
  4. Er vormt zich een chemische binding tussen de methionine en fenylalanine (in een eiwit wordt deze covalente binding een a peptidebinding).
  5. Het methionine-specifieke tRNA verlaat de P-site en gaat af om nog een methionine te verzamelen
  6. Het ribosoom verschuift zodat de P-plaats nu het UUU-codon met het aangehechte fenyl-alanine-tRNA bevat en het volgende codon (ACA) nu de A-plaats bezet.
  7. Een aminoacyl-tRNA (anti-codon) met een aangehechte threonine komt in de A-plaats van het ribosoom.
  8. Een peptidebinding vormt zich tussen het fenylalanine en het threonine.
  9. Het fenylalanine-specifieke tRNA verlaat de P-plaats en gaat af om een ​​ander fenylalanine te vinden.
  10. Het ribosoom verschuift één codon naar beneden zodat de stopsequentie zich nu op de A-site bevindt. Bij het tegenkomen van de stopsequentie, het ribosoom los van het mRNA en splitst zich in zijn twee delen, het threonine-specifieke tRNA releases zijn threonine en bladeren, en het nieuwe eiwit drijft weg

Verschillende ribosomen kunnen achter elkaar aan een molecuul mRNA worden gekoppeld en beginnen met het maken van eiwitten. Verschillende eiwitten kunnen dus van één mRNA worden gemaakt. Sterker nog, in E coli bacteriën, vertaling van het mRNA begint zelfs voordat de transcriptie is voltooid.

In de volgende sectie zullen we kijken naar DNA-mutatie.

Mitochondriaal DNA

Mitochondria (en chloroplasten in planten) hebben hun eigen kleine lusjes van DNA en reproduceren op zichzelf, onafhankelijk van wat er in de kern gebeurt. Dit DNA codeert voor sommige mitochondriale eiwitten, maar andere worden geleverd door het DNA dat is opgeslagen in de kern. Mitochondria lijken op een vroege vorm van bacteriën, waarvan wordt gedacht dat ze in de vroege geschiedenis van het leven op aarde in eukaryote cellen zijn gevangen. De bacteriën co-existeerden met de cel (endosymbiose) en ontwikkelden zich tot mitochondriën.Een ander uniek aspect van mitochondriaal DNA is dat je het alleen van je moeder erven (de mitochondria die in de eicel bestaan). Hoewel de zaadcel die het ei bevrucht een mitochondrion van de vader bevat, wordt het niet vrijgegeven en doorgegeven.

DNA-mutatie, variatie en sequentiebepaling

Variaties in de volgorde van genen kunnen belangrijke gevolgen hebben en ziekten veroorzaken.

Variaties in de volgorde van genen kunnen belangrijke gevolgen hebben en ziekten veroorzaken.

-In het h-uman-genoom zijn er 50.000 tot 100.000 genen. Omdat DNA-polymerase de DNA-sequentie kopieert, treden er enkele fouten op. Eén DNA-base in een gen kan bijvoorbeeld worden vervangen door een andere. Dit wordt a genoemd mutatie (specifiek een punt mutatie) of variatie in het gen. Omdat de genetische code ingebouwde redundanties heeft, heeft deze fout mogelijk niet veel effect op het eiwit dat door het gen wordt gemaakt. In sommige gevallen kan de fout zich bevinden in de derde base van een codon en nog steeds hetzelfde aminozuur in het eiwit specificeren. In andere gevallen kan het ergens anders in het codon zijn en een ander aminozuur specificeren. Als het veranderde aminozuur niet in een cruciaal deel van het eiwit zit, kan er geen nadelig effect zijn. Als het gewijzigde aminozuur zich echter in een cruciaal deel van het eiwit bevindt, kan het eiwit defect zijn en niet zo goed of helemaal niet werken; dit soort verandering kan leiden tot ziekte.

Andere soorten mutaties in DNA kunnen optreden wanneer kleine DNA-segmenten het chromosoom afbreken. Deze segmenten kunnen op een andere plek in het chromosoom worden geplaatst en de normale informatiestroom onderbreken. Dit soort mutaties (deleties, inserties, inversies) hebben meestal ernstige gevolgen.

Zoals hierboven opgemerkt, is er veel extra DNA in het menselijk genoom dat niet codeert voor eiwitten. Wat dit extra niet-coderende DNA doet, wordt actief onderzocht. Misschien is een deel ervan slechts een spatie om de genen op een bepaalde afstand van elkaar te houden voor de transcriptie-enzymen. Sommige kunnen plaatsen zijn waar milieuchemicaliën kunnen binden en de transcriptie en / of vertaling van DNA beïnvloeden. Ook zijn er binnen dit extra DNA veel variatiesequenties die worden gebruikt bij DNA-typering (zie Hoe DNA-bewijs werkt).

DNA sequentie

Het Human Genome Project (HGP) werd in de jaren 90 geïnitieerd met als doel de sequentie van het gehele menselijke genoom te bepalen. Welke genen waren aanwezig? Waar waren ze? Wat waren de sequenties van de genen en het tussenliggende DNA (niet-coderend DNA)? Deze taak was monumentaal, in opdracht van het US Apollo Project om een ​​man op de maan te plaatsen. De wetenschappers en contractanten van HGP ontwikkelden nieuwe technologieën om DNA te sequensen dat geautomatiseerd en goedkoper was.

Kortom, om DNA te sequentiëren, plaats je alle enzymen en nucleotiden (A, G, C en T) die nodig zijn om DNA in een reageerbuis te kopiëren. Een klein percentage van de nucleotiden heeft een fluorescente kleurstof eraan (een andere kleur voor elk type). Vervolgens plaatst u het DNA dat u in de reageerbuis wilt plaatsen en laat u het een tijdje incuberen.

Tijdens het incubatieproces wordt het monster-DNA steeds opnieuw gekopieerd. Voor elke kopie stopt het kopieerproces wanneer een fluorescerend nucleotide erin wordt geplaatst. Dus aan het einde van het incubatieproces heb je veel fragmenten van het oorspronkelijke DNA van verschillende groottes en eindigt het in een van de fluorescerende nucleotiden. Ga voor een animatie van dit proces van DNA-sequencing naar DNA Interactive, ga naar Techniques, vervolgens naar Sorteren en volgorde bepalen.

DNA-technologie zal zich blijven ontwikkelen terwijl we proberen te begrijpen hoe de elementen van het menselijk genoom werken en omgaan met de omgeving.

Voor meer informatie over DNA en aanverwante onderwerpen, bekijk de links op de volgende pagina.

fenylketonurie

Een gen in je DNA codeert voor een enzym (type eiwit dat een chemische reactie versnelt) waarmee je een specifiek aminozuur kunt afbreken fenylalanine gevonden in melk. Bij sommige personen ontbreekt dit gen of is het d


Video Supplement: .




Onderzoek


De Schokkende Waarheid Achter Statische Elektriciteit
De Schokkende Waarheid Achter Statische Elektriciteit

Lange Droogte In Californië Heeft 100 Miljoen Bomen Gedood
Lange Droogte In Californië Heeft 100 Miljoen Bomen Gedood

Science Nieuws


Pijn In De Onderrug: Oorzaken, Verlichting En Behandeling
Pijn In De Onderrug: Oorzaken, Verlichting En Behandeling

Gegroet De Hydra, Een Dier Dat Onsterfelijk Kan Zijn
Gegroet De Hydra, Een Dier Dat Onsterfelijk Kan Zijn

Het Is Een Meisje! Oude Vogel Ovuleerde Vóór De Dood
Het Is Een Meisje! Oude Vogel Ovuleerde Vóór De Dood

Mystery Of Grand Canyon'S Formation Revealed
Mystery Of Grand Canyon'S Formation Revealed

Skeletten Ontdekt: Eerste Afrikaanse Slaven In De Nieuwe Wereld
Skeletten Ontdekt: Eerste Afrikaanse Slaven In De Nieuwe Wereld


WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com