Bas Blankevoort - Naturalis Biodiversity Center | Licentie: CC BY-NC-ND 4.0
DNA is klein
DNA staat voor desoxyribonucleïnezuur. Het is een heel klein stofje dat in elke cel zit. Niet alleen in mensen, maar ook in dieren, planten, bacteriën en schimmels. DNA heeft een paar bijzondere eigenschappen. Zo is DNA in elke cel van jouw lichaam hetzelfde. Het DNA in een huidcel is bijvoorbeeld exact hetzelfde als het DNA in een bloedcel van dezelfde persoon.
Het DNA in dierlijke cellen zit goed verpakt in de celkern. Cellen zijn vaak al duizenden keren kleiner dan een druif. Hoe klein is het DNA dan denk je?
Bas Blankevoort - Naturalis Biodiversity Center | Licentie: CC BY-NC-ND 4.0
DNA is persoonlijk
DNA kun je zien als een persoonlijke code waaruit valt af te lezen wat je bent en hoe je eruit ziet. DNA bepaalt bijvoorbeeld de kleur van jouw ogen, jouw lengte en of je een wipneus hebt. Al deze eigenschappen staan in genen. Dit zijn stukjes DNA die vaak coderen voor één bepaalde eigenschap. Zo zijn er genen voor oogkleur en genen voor haarkleur. De ene persoon heeft bijvoorbeeld een gen voor blond haar en een ander persoon voor bruin haar. Zo zijn er nog heel veel andere genen. Welke genen iemand heeft, is uniek per persoon. DNA verschilt dus per persoon en daarom zien mensen er allemaal anders uit.
DNA is erfelijk
Maar hoe kan het dan dat jij zoveel op je ouders, broer of zus lijkt? Dat komt door één van de belangrijkste eigenschappen van DNA: het is erfelijk. Ouders geven hun genen door aan hun kinderen, die het weer doorgeven aan hun kinderen, enzovoorts. De helft van jouw genen heb jij van je moeder en de andere helft heb jij van je vader gekregen. Het DNA in jouw cellen is dus uniek voor jou, maar lijkt wel erg veel op het DNA van familieleden. Een soort kun je zien als één grote familie, het DNA binnen een soort lijkt daarom op elkaar.
Oogkleur is erfelijk via genen. Binnen een familie is er vaak dezelfde oogkleur. In mijn familie (linksboven oma, linksmidden en -onder vader en moeder, rechts kinderen) hebben we blauwe ogen. Welke oogkleuren komen voor in jouw familie?
Morgan Hoftijzer | Licentie: CC BY-NC-ND 4.0
Werner onderzoekt DNA van garnalen en krabben
Werner de Gier van Naturalis gebruikt DNA voor zijn onderzoek aan krabben. “Momenteel kijk ik naar erwtenkrabbetjes en kleine garnalen die leven in schelpen. Ik wil weten hoe ze zijn ontstaan en hoe het komt dat er zoveel verschillende soorten zijn. Daarvoor bekijk ik levende en dode diertjes, en natuurlijk hun DNA!”. Uit de pootjes van garnalen en krabben haalt Werner DNA. De rest van het lichaam blijft zo intact. Aan het DNA ziet Werner welke soort het is. Door naar het DNA van veel verschillende dieren te kijken kan Werner een stamboom maken. Hierin is te zien welke soorten aan elkaar verwant zijn. Daar kunnen hele verrassende resultaten uitkomen.
Soms is onderzoek naar DNA ook lastig. Werner legt dat uit: “Het probleem met DNA-onderzoek is dat er veel fout kan gaan. Alles moet natuurlijk steriel en heel voorzichtig gebeuren: er mag geen DNA van mij of van andere dieren in je buisje terecht komen. Eén keer niezen over je buisjes en je mag weer opnieuw beginnen!”.
Werner onderzoekt het DNA van garnalen en krabben. Onderaan is Werner te zien met een krab op sterk water.
Werner de Gier - Jeroen Hubert | Licentie: CC BY-NC-ND 4.0
Suzanne onderzoekt DNA van tuinslakken
Suzanne Saenko is ook onderzoeker in Naturalis. Net zoals jouw oogkleur worden ook de kleurpatronen van de huisjes van tuinslakken vastgelegd in genen. Suzanne onderzoekt welke genen dit zijn. Daarvoor moet Suzanne eerst al het DNA van de tuinslak in kaart brengen: “Het DNA van de slak is groter dan dat van de mens. Het bevat 3,5 miljard letters (zo’n 0,5 miljard meer dan mensen). Best veel werk om het in kaart te brengen dus!”. Al dit DNA wordt met behulp van hele krachtige computers afgelezen. Als die grote klus klaar is, kan Suzanne op zoek naar de genen die de kleuren van de tuinslakhuisjes bepalen.
Suzanne onderzoekt het DNA van tuinslakken.
Suzanne Saenko | Licentie: CC BY-NC-ND 4.0
Structuur van DNA
Vier bouwsteentjes
DNA is opgebouwd uit maar vier bouwsteentjes (basen). Dit zijn adenine, thymine, cytosine en guanine, meestal aangeduid als A, T, C en G. Een eigenschap van de basen is dat ze paren vormen: zo vormt A altijd een basenpaar met T, en C vormt altijd een basenpaar met G. DNA bestaat uit twee strengen en door de basenparen blijven deze strengen goed op elkaar zitten. De twee strengen draaien rechtsom in een spiraal om elkaar heen, ook wel een helix genoemd.
De vier basen staan op een specifieke volgorde. Zo kan DNA als een code afgelezen worden. Al het DNA in een mensencel bestaat uit zo’n drie miljard letters. Bijzonder hè? Onderzoeker Suzanne Saenko vindt dat ook: “Het meest bijzonder aan DNA vind ik dat alle informatie over een levend organisme gecodeerd is door maar vier letters: A, G, T en C.”.
Links: DNA met de vier basen: A, T, C en G. Zie jij de basenparen? Rechts: DNA zit in chromosomen opgeslagen (hier schematische weergave menselijk chromosoom). Een stuk DNA dat codeert voor één eigenschap heet een gen.
Forluvoft - Thomas Splettstoesser | Licentie: CC BY-SA 4.0
Wist je dat DNA ook uit drollen te halen is? Benieuwd naar hoe onderzoeker Barbara dit doet? Lees het hier: Barbara haalt DNA uit drollen.
Chromosomen
Een DNA-streng is lang, maar zit compact verpakt in structuren die chromosomen genoemd worden. Bacteriën hebben maar één chromosoom. Dit chromosoom is meestal cirkelvormig. Andere levensvormen, zoals dieren, hebben meerdere chromosomen. Mensen hebben er bijvoorbeeld 46. Deze chromosomen zien er onder de microscoop uit als een ‘X’.
Wist je dat, als je alle letters van ons DNA op papier zou schrijven dit 250 km lang zou worden?