DNA Nucleotides

Wat zijn DNA Nucleotides?

Nucleotides zijn de basisbouwstenen van nucleïnezuren, waaronder DNA en RNA. Door miljoenen afzonderlijke nucleotiden met elkaar te verbinden, kunnen uw cellen lange polynucleotideketens vormen. DNA is dubbelstrengs, terwijl RNA uit een enkele streng bestaat en uit een veel kortere keten van nucleotiden bestaat.

Naast het vormen van DNA- en RNA-strengen kunnen nucleotiden nog een andere belangrijke rol spelen: de rol van energieopslagmolecuul. Het meest voorkomende type nucleotide voor energieopslag wordt adenosinetrifosfaat genoemd, of ATP.

In nucleotiden als ATP wordt de energie opgeslagen in de fosfoanhydridebindingen tussen de drie fosfaatgroepen. Deze bindingen vereisen energie om zich te vormen, zodat de cellen in uw lichaam deze bindingen kunnen gebruiken als een batterij om extra energie op te slaan. Wanneer de cel toegang wil krijgen tot die opgeslagen energie, verwijdert hij een fosfaatgroep door de fosfoanhydridebindingen te verbreken om de energie vrij te maken, via een proces dat hydrolyse wordt genoemd.

Wat is de structuur van nucleotiden?

Nucleotiden bestaan uit drie subeenheden. De eerste subeenheid is een base die het element stikstof bevat. Deze stikstofhoudende basen zijn er in twee soorten: pyrimidinederivaten, waaronder thymine en cytosine, en purinederivaten, waaronder guanine en adenine. De waterstofbruggen tussen deze basen maken het mogelijk dat de twee DNA-strengen zich aan elkaar binden en een dubbele helix vormen. Er is ook een vijfde type base, uracil genaamd, dat een pyrimidine-derivaat is dat alleen in RNA voorkomt.

De tweede subeenheid van een nucleotide is een suikermolecuul dat een ring van vijf koolstofatomen bevat. Voor DNA-nucleotiden wordt het type suikermolecuul deoxyribose genoemd, waar de ‘D’ in DNA voor staat. RNA-nucleotiden bevatten een andere suiker, ribose genaamd, en daarom wordt de molecule ribonucleïnezuur genoemd.

Als je een stikstofhoudende base combineert met een vijf-koolstof suiker, krijg je een nucleoside (met een ‘s’). Om een nucleotide (met een ’t’) te vormen, heb je een derde subeenheid nodig: een fosfaatgroep. Een fosfaatgroep bestaat uit een fosforatoom gebonden aan vier zuurstofatomen. Als nucleotiden niet aan het DNA vastzitten, kunnen ze tot drie fosfaatgroepen bevatten. Het aantal fosfaten dat in een nucleotide van DNA aanwezig is, is echter lager: wanneer het deel uitmaakt van een DNA-streng, bevat een nucleotide slechts één fosfaatgroep.

Hoe paren nucleotiden in DNA?

Nucleotiden paren op een zeer specifieke manier, afhankelijk van het type stikstofhoudende base dat ze bevatten. Elk DNA nucleotidenpaar bestaat uit een pyrimidine en een purine. Door de chemische structuur van de verschillende basen zal adenine (A) zich altijd binden met thymine (T) en guanine (G) met cytosine (C). Hetzelfde geldt voor RNA, behalve dat A altijd paart met een nauwe verwant van thymine, uracil (U).

De verbinding die de twee basen verbindt is een waterstofbrug. A-T basenparen zijn met elkaar verbonden door twee waterstofbruggen, terwijl G-C basenparen met elkaar verbonden zijn door drie waterstofbruggen. Deze basenparen vormen de sporten van de gedraaide ladder (of dubbele helix) van DNA en dragen bij aan de gevouwen structuur van RNA.

Welke rol spelen DNA-nucleotiden bij DNA-sequencing?

DNA-nucleotiden bevatten vier stikstofbasen: adenine (A), thymine (T), guanine (G), en cytosine (C). Deze basen worden voorgesteld als As, Ts, Gs, en Cs wanneer een DNA-sequentie wordt beschreven. De specifieke volgorde van deze vier letters in uw genoom bevat enorme hoeveelheden informatie, vergelijkbaar met de manier waarop een reeks enen en nullen een computer kan vertellen hoe een complex programma moet worden uitgevoerd.

Wetenschappers kunnen de volgorde van nucleotiden in een DNA-molecuul bepalen door middel van een proces dat DNA-sequencing wordt genoemd. Door uw DNA te laten sequencen, kunt u veel nuttige informatie over uzelf te weten komen, zoals of u misschien aanleg hebt voor bepaalde ziekten en uit welke geografische gebieden uw voorouders afkomstig kunnen zijn.