DNA: transcriptie en translatie
Leestijd: 7 minuten / Kijktijd: 7 minuten
Ons totale DNA kan je zien als een soort compleet kookboek voor het maken van een mens. In deze blog kijken we naar chromosomen, genen, DNA, RNA, transcriptie en translatie. Oftewel: we gaan kijken naar de route ‘van DNA naar eiwit’.
In het kookboek staan de recepten voor eiwitten. Deze recepten noemen we genen. Elk gen codeert voor één of meerdere eiwitten. Denk maar aan varianten van recepten: een snufje kerrie, de prei weglaten, of lactosevrij bakken. Hierdoor kan je varianten van 1 gerecht maken.
Alle genen van iemand bij elkaar, dus alle recepten bij elkaar, noemen we zijn of haar genoom. Niet elke cel heeft natuurlijk alle informatie nodig. Je spiercellen hoeven geen gal aan te maken, en je hersencellen hoeven niet samen te trekken als een spier. De genen die een cel niet nodig heeft blijven gewoon uitgeschakeld.
Wat zijn chromosomen?
In de celkern zitten onze chromosomen. Van alle 23 chromosomen heb je er twee: één van je moeder en één van je vader. Samen dus goed voor 2 x 23 = 46 chromosomen.
Chromosomen zijn alleen goed te zien als de cel gaat delen. Als de cel gewoon aan het chillen is, zijn de chromosomen veel losser en zo kan het kookboek makkelijker gelezen worden. Alleen raakt het wel heel erg in de knoop als de cel zo moet delen, dus bij celdeling zie je dat de chromosomen gaan oprollen. En dan zien we ook de karakteristieke chromosomen die we kennen van een karyotype: chromosomenparen 1 t/m 22 zijn de autosomen en de chromosomenpaar 23 zijn de geslachtschromosomen: XY of XX.
In iedere cel zit wel twee meter (!) DNA. Om ervoor te zorgen dat het in de cel past en niet in de knoop raakt, moet het dus heel zorgvuldig worden opgerold in spiralen. Als we inzoomen zien we heel veel spiralen om zichzelf heen gedraaid. Als we nog verder inzoomen dan zien we histonen, de belangrijke verpakkingseiwitten. De DNA-streng zit hier omheen gedraaid. Als de cel niet aan het delen is, is het geheel wat minder strak opgerold en dan noemen we het DNA samen met de histonen chromatine.
Wat is DNA?
DNA bestaat uit de welbekende dubbele helix die bestaat uit nucleotiden. Die bestaan weer uit een suiker dat deoxyribose heet; een fosfaatgroep en een base. De nucleotiden zijn aan elkaar geregen als een lange ketting, eentje aan allebei de kanten van de streng. De basen zitten onderling met waterstofbruggen aan elkaar vast.
Alle informatie uit het recept staat opgeschreven door middel van basen. Er zijn er vier (eigenlijk vijf, maar daar komen we nog op terug): Adenine (A), Thymine (T), Cytosine (C) en Guanine (G). A en T binden met elkaar en C en G ook. Dan kan een stukje DNA er bijvoorbeeld zo uitzien: A T C G T en dan weet je dat de andere streng hier sowieso T A G C A moet zijn. Deze lettervolgorde wordt vervolgens gelezen alsof het de woorden zijn van het recept.
Als er ook maar één letter verandert dan noemen we dat een mutatie. Dat betekent een verandering van de lettercode, waardoor het eiwit verandert of zelfs onwerkzaam kan worden. Dit kan per toeval gebeuren als een soort typefout bij de celdeling, maar het kan bijvoorbeeld ook komen door zonlicht, straling en roken.
Mutaties zijn de basis van evolutie, maar ook voor erfelijke aandoeningen, resistentieontwikkeling en kanker. Als de cel zelf een mutatie opmerkt zal het in apoptose gaan (geprogrammeerde celdood) en anders wordt de cel door het afweersysteem opgeruimd. Als de mutatie precies is in de genen die deze mechanismen regelen (dat zijn de proto-oncogenen en de tumor-suppressor genen) dan kan er kanker ontstaan.
Terug naar ons DNA-strengetje: het recept voor het eiwit is er. Nu moet het recept nog gekookt worden. Wat het lichaam daarvoor doet is er een kopietje van maken. Deze kopie gaat de celkern uit en wordt in het cytoplasma uitgelezen en gebruikt om het eiwit te maken. Het proces van kopiëren noemen we transcriptie en het maken van het eiwit noemen we translatie.
Transcriptie
Om te kunnen kopiëren moet het DNA een klein stukje geopend worden, waarbij er een nieuw molecuul verschijnt: RNA, het kopietje van het kookboek. De lettercodes worden weer gepaard, alleen bestaat er geen Thymine in RNA, maar wordt dat Uracil. Dit wordt hier dus U G U A G U C G (zie video). Het gaat door met kopiëren totdat het een stopteken krijgen, wat we een stopcodon noemen. Het kopietje wordt de celkern uit gestuurd en tegelijkertijd sluit het DNA zich weer.
Translatie
Het kopietje gaat naar ribosomen voor het translatie gedeelte van het proces. Het ribosoom leest het RNA. De lettercodes voor het ribosoom zijn 3-letterwoorden zoals UGU en AGU. Deze 3-letterwoorden noemen we codons. Er bestaan 64 verschillende codons. Er zijn 20 aminozuren, waar we de eiwitten mee gaan maken. Dus sommige codons staan voor hetzelfde aminozuur. Ook hebben we dan nog codons over om een startsignaal te geven (startcodon) en een stopsignaal (stopcodon).
Het ribosoom weet dus waar te beginnen en begint dan met lezen. Elk 3-letterwoord staat voor een aminozuur, dus die worden dan aan elkaar geregen: UGU staat voor Cysteïne, AGU voor Serine etc. Dit wordt dan uiteindelijk het eiwit. Tot het stopcodon, waarmee het proces stopt en het eiwit klaar is!
Typefouten komen zowel in DNA als in RNA voor. Zal een typefout in DNA of in RNA meer gevolgen hebben?
Op de Juf Danielle Academie kan je nog meer leren over cellen en genetica. Bekijk de hoofdstukken ‘Moleculen, Cellen en Weefsels’ en ‘Genetica’ en verdiep je in de werking van cellen, mitose/meiose en DNA-replicatie.
