Net als de ene ring van macht in Tolkiens “Lord of the Rings”,”is desoxyribonucleïnezuur (DNA) de hoofdmolecule van elke cel. Het bevat vitale informatie die wordt doorgegeven aan elke opeenvolgende generatie. Het coördineert de aanmaak van zichzelf en van andere moleculen (eiwitten). Als er iets aan wordt veranderd, kan dat ernstige gevolgen hebben. Als het onherstelbaar wordt vernietigd, sterft de cel.
Verandering
Verandering
Veranderingen in het DNA van cellen in meercellige organismen leveren variaties op in de kenmerken van een soort. Gedurende lange perioden werkt natuurlijke selectie op deze variaties in om de soort te laten evolueren of veranderen.
De aan- of afwezigheid van DNA-bewijs op de plaats van een misdrijf 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 volgorde van het DNA in het menselijk genoom te ontrafelen in de hoop veel genetische ziekten te begrijpen en te genezen. Tenslotte 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 bijzonder? Hoe werkt het? In dit artikel zullen we diep ingaan op de structuur van DNA en uitleggen hoe het zichzelf maakt en hoe het al je eigenschappen bepaalt. Laten we eerst eens kijken hoe DNA werd ontdekt.
DNA maakt deel uit van een klasse moleculen die nucleïnezuren worden genoemd. Nucleïnezuren werden oorspronkelijk ontdekt in 1868 door Friedrich Meischer, een Zwitserse bioloog, die DNA isoleerde uit puscellen op verband. Hoewel Meischer vermoedde dat nucleïnezuren genetische informatie zouden kunnen bevatten, kon hij dit niet bevestigen.
In 1943 toonden Oswald Avery en collega’s aan de Rockefeller University aan dat DNA afkomstig van een bacterie, Streptococcus pneumonia, niet-infectieuze bacteriën infectieus kon maken. Deze resultaten gaven aan dat DNA de informatie bevattende molecule in de cel was. De informatierol van DNA werd verder ondersteund in 1952 toen Alfred Hershey en Martha Chase aantoonden dat om nieuwe virussen te maken, een bacteriofaagvirus DNA, en geen eiwit, in de gastheercel injecteerde (zie Hoe virussen werken voor meer informatie).
Wetenschappers hadden dus al lange tijd theorieën over de informatierol van DNA, maar niemand wist hoe deze informatie werd gecodeerd en overgebracht. Veel wetenschappers vermoedden dat de structuur van het molecuul belangrijk was voor dit proces. In 1953 ontdekten James D. Watson en Francis Crick aan de universiteit van Cambridge de structuur van DNA. Het verhaal werd beschreven in James Watson’s boek “The Double Helix” en naar het scherm gebracht in de film “The Race for the Double Helix”. Watson en Crick gebruikten 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 structuur van DNA (Franklin, die Wilkins’ medewerker was en een belangrijk deel van de gegevens leverde die de structuur aan Watson en Crick onthulden, overleed voordat de prijs werd uitgereikt).