9.7. Hoe DNA zichzelf dupliceert

Laten we nu even kort het wonderbaarlijke proces van de replicatie van DNA zelf beschouwen. Dit is het cruciale proces waarvan alle erfelijkheid afhankelijk is. Dit is voortplanting op het moleculaire niveau. Zonder dit kopieerproces voor DNA zou het leven niet ononderbroken kunnen blijven bestaan.

Francis Crick beschreef een aantal jaren geleden het eerste probleem:

"Er zijn nog steeds een aantal dingen in dit proces die we niet begrijpen, niet in het minst het feit dat de twee ketens niet zij aan zij liggen, maar om elkaar zijn gewikkeld, en dat deze spiraal op een gegeven moment moet worden uitgerold om replicatie te kunnen laten plaatsvinden. Bovendien lijkt dit een zeer nauwkeurig proces te zijn." [1]

Wanneer we de elektronenmicroscoopfoto’s van DNA bekijken, zien we de vele gekrulde, overlappende en gedraaide bochten en slingers, die zo typerend zijn voor DNA-moleculen. Als je ooit geprobeerd hebt om een microfoonkabel of een elektriciteitssnoer uit te rollen, zul je je afvragen hoe de DNA-streng deze ingewikkelde taak ooit voor elkaar kan krijgen. De DNA-molecule moet zich voortdurend opsplitsen en zo twee dubbele spiraalketens maken in plaats van slechts één enkele langs de hele lengte van de molecule. Vergeet niet dat het DNA veel langer is dan de diameter van de cel, soms zelfs duizend keer zo lang! [2] Men probeert tegenwoordig koortsachtig te ontdekken hoe dit uitrollen mogelijk is, terwijl het replicatieproces plaatsvindt.

Men heeft waargenomen dat de rotatiesnelheid tijdens dit uitrolproces in bacteriën groter is dan vijfenzeventig draaiingen per seconde per groeipunt.

Er zijn foto’s gemaakt van de DNA-molecule van het kleinste levende organisme, dat we al eerder genoemd hebben: Mycoplasma hominis H39. Deze DNA-molecule is een lange cirkelvormige streng. Het replicatieproces van deze molecule werd gefotografeerd door H. R. Bode en Harold Morowitz aan Yale. [3] Op een bepaald punt begint de molecule zich op te splitsen in twee strengen. Deze verdeling gaat door totdat er twee cirkelvormige DNA-lussen zijn in plaats van één. Deze splitsen zich vervolgens en worden dan het DNA voor twee dochtercellen. Dit is een ongelooflijk wonder, gezien de ogenschijnlijke warboel van lange strengen tijdens het replicatieproces. Op de een of andere manier wordt dit succesvol uitgevoerd, met een ingebouwde wijsheid die we op dit ogenblik niet kunnen bevatten. Dit mechanisme maakt gebruik van een groeipunt, dat mogelijk aan het celmembraan bevestigd is, met speciale eiwitten en misschien ook RNA.

Volgende pagina


1 Francis H. C. Crick, Of Molecules and Men (Seattle: University of Washington Press, 1966), pp. 39, 40. [Terug naar de tekst]

2 ldem, p. 37. [Terug naar de tekst]

3 Hans R. Bode en Harold J. Morowitz, "Size and Structure of the Mycoplasma hominis H39 Chromosome", Journal of Molecular Biology, Vol. 23 (1967), p.198. [Terug naar de tekst]