Celdeling
1. DNA
Alle instructies van het functioneren en de vorm (morfologie) van de cel ligt opgeslagen in het DNA. Het zijn de instructies om alle bouwstenen te bouwen. Om cellen beter te leren begrijpen is het ook belangrijk om te begrijpen hoe DNA in elkaar zit.
Deoxyribosenucleïnezuur (DNA) is opgebouwd uit nucleotiden. Deze nucleotiden zijn weer opgebouwd uit fosfaatgroepen, een deoxyribose ring en één van de vier basen adenine, thymine, cytosine of guanine zoals weergegeven in onderstaand figuur.
Figuur 1: Een schematische weergave van een nucleotide. De nucleotiden worden onderscheiden door de vier kenmerkende organische basen. De fosfaatgroepen en deoxyribose ring zijn gelijk in alle nucleïnezuren.
Door nucleotiden aan elkaar te koppelen krijgen we een polymeer, maar het is de specifieke volgorde van de baseparen dat het echt functioneel maakt. Deze volgorde kan worden gehandhaafd door specifieke waterstofbruggen dat de basen onderling aangaan. De basen die de meest stabiele waterstofbruggen vormen heten complementaire basen. Zo gaan adenine (A) en thymine (T) stabiele waterstofbruggen aan en guanine (G) en cytosine (C) (zie figuur 2). Deze eigenschap zorgt ervoor dat bij een bepaalde sequentie, lettervolgorde, de complementaire DNA-string kan worden voorspelt door de complementaire basenparen aan elkaar te koppelen.
Figuur 2: Illustratie waterstofbruggen van de twee basenparen AT en CG.
In de celdeling wordt met deze informatie dus ook nieuw DNA gesynthetiseerd door DNA-polymerase. Zie figuur 3 voor een schematische weergave. De polymerase bindt aan een stukje enkelstrengs DNA in een Okazaki fragment. Het bindt telkens het complementaire basepaar aan de nucleotiden in tegengestelde richting. Bij het koppelen van een nucleotide komen steeds twee fosfaatgroepen vrij.
Figuur 3: Schematische weergave van DNA synthese. DNA-polymerase (cyaan) bindt aan een DNA-string van een Okazaki fragment (bovenin). Bij het koppelen van elke nucleotide worden twee fosfaatgroepen verwijderd.
Test je kennis
2. Indeling in de Cel
In de vorige sectie is de nadruk gelegde op de instructies van de cel, het DNA. In deze sectie wordt gekeken hoe het DNA wordt ingedeeld en alle andere functies. Het is namelijk het indelen van specifieke onderdelen met allemaal een eigen taak dat de cel zo succesvol maakt. Het indelen heet ook wel compartimentalisatie. Het is namelijk het indelen van groepen in kamers (compartimenten) dat de functies kunnen worden verdeeld en dat deze ook kunnen worden georganiseerd.
2.1 DNA in de cell
Al de genetische informatie, dus al het DNA in de cel, wordt het genoom genoemd (zie figuur 4). Met het genoom wordt gesproken over zowel het DNA in het mitochondrium als in de kern. Bij prokaryoten (bacteriën en archaea) is het genoom te vinden in het cytoplasma. DNA wordt bij elkaar gehouden door eiwitten genaamd nucleosomen. Het gehele complex, DNA plus nucleosomen, heet de chromatine. Het gehele DNA en eiwitcomplex heet dan een chromosoom. Elk chromosoom is opgebouwd uit twee zuster chromatiden.
Figuur 4: In deze schematische weergave van een eucaryotische cel is het genoom weergeven met een donkerblauwe kleur.