9.3. De buitengewone "dubbele spiraal" van het DNA

Watson en Crick en hun medewerkers ontdekten dat deze wonderbaarlijke DeoxyriboNucleic Acid (DNA) molecule een bijzondere vorm heeft, namelijk een dubbele spiraal. De lange DNA-molecule heeft de vorm van een wenteltrap of een schroefdraad. Samen vormen de twee strengen van de dubbele spiraal een spiraalvormige trap of ladder (Zie figuren 5 en 6).

In onze eerdere bestudering van eiwitten hadden we gezien dat een eiwitmolecule gevormd wordt uit kleinere aminozuurmoleculen, waarvan er twintig soorten bestaan. DNA bestaat op een vergelijkbare manier uit eenvoudiger moleculen, maar in dit geval zijn er slechts zes soorten. Vier van deze dragen de boodschap. Deze vier worden beschermd en op hun plaats gehouden door de andere twee.

Laten we nu eerst eens de zijden van de wenteltrap of spiraalvormige ladder bekijken. Elke zijde is relatief eenvoudig en bestaat uit slechts twee soorten moleculen die elkaar op een regelmatige manier afwisselen. Eén van deze moleculen is een suiker, deoxyribose genaamd (de D in DNA). De andere component van de zijkanten van de ladder is een kleinere molecule, een zogenaamd fosfaat. Deze bevat één fosforatoom en meerdere zuurstofatomen. De twee soorten moleculen verbinden zich in een regelmatige volgorde tot een lange keten: suiker-fosfaat-suiker-.... De volledige lengte van elke zijde van de dubbele spiraal van het DNA wordt op deze manier volgens dit eenvoudige plan opgebouwd. Deze zijden van de ladder kunnen gezien worden als de kaders die de letters op hun plaats houden.




De "treden" van de ladder zijn feitelijk de "letters" van de taal van het leven. Deze bestaan uit stikstofverbindingen die ook zuurstof, waterstof en koolstof bevatten. Er bestaan vier soorten letters in DNA. Zij worden basen genoemd.

De opbouw van de DNA-molecule uit deze basen wordt in figuur 9 weergegeven. De basen verbinden zich met de suikermoleculen van de zijden van de ladder. Elke base beslaat vanaf die zijde de halve afstand tot de tegenoverligende ladder en verbindt zich daar met een andere base die op dezelfde manier de resterende afstand beslaat. Samen vormen deze twee basen een basenpaar, de treden van de spiraalvormige ladder.

Deze vier basen zijn dus de symbolen of letters van de code. De namen van de basen zijn: adenine, guanine, thymine en cytosine.

Een basenpaar bestaat uit twee verschillende basen, die in het midden van de spiraal (waar zij elkaar ontmoeten) verbonden worden door zwakke waterstofverbindingen. In DNA vormt adenine altijd een paar met thymine en vormt guanine altijd een paar met cytosine.

Watson en Crick ontdekten dat deze basen altijd complementair zijn. Dankzij hun ontdekking kun je altijd weten welke base zich aan een bepaalde zijde van de spiraal bevindt, als je weet welke base zich aan de andere kant bevindt. Alleen een specifieke base zal daarmee een paar kunnen vormen om het basenpaar te voltooien. Door de initialen van de vier basen te gebruiken, kunnen we zeggen dat "A" altijd een paar vormt met "T" en dat "G" altijd een paar vormt met "C".

Een enkele base met zijn eigen sectie aan één kant van de ladder vormt een complete eenheid die een nucleotide wordt gevormd. Het bestaat uit een base, een deoxyribose suikermolecule en een fosfaat. Een basenpaar met zijn secties aan beide zijden van de ladder is een nucleotidenpaar. Een nucleotidenpaar bevat meer dan 60 atomen. "De exacte volgorde van deze paren vormt de genetische boodschap met daarin alle informatie die nodig is om de specifieke structuren en functies van de cel te bepalen." [1]

Volgende pagina


1 Roger Y. Stanier, Michael Doudoroff en Edward A. Adelberg, The Microbial World, 3e ed. (Englewood Cliffs, N.J.: Prentice-Hall, 1970), p. 267. [Terug naar de tekst]