Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

14.2: Het Centrale Dogma
INHOUDSOPGAVE

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
Het Centrale Dogma
 
Deze voice-over is door de computer gegenereerd
TRANSCRIPT
* De tekstvertaling is door de computer gegenereerd

14.2: Het Centrale Dogma

Overzicht

Het centrale dogma van de biologie stelt dat informatie die in het DNA is gecodeerd, wordt overgedragen naar boodschapper-RNA (mRNA), dat vervolgens de synthese van eiwitten aanstuurt. De set instructies waarmee de mRNA-nucleotidesequentie kan worden gedecodeerd in aminozuren, wordt de genetische code genoemd. De universele aard van deze genetische code heeft de vooruitgang in wetenschappelijk onderzoek, landbouw en geneeskunde gestimuleerd.

RNA is de ontbrekende schakel tussen DNA en eiwitten

Aan het begin van de 20e eeuw ontdekten wetenschappers dat DNA alle informatie opslaat die nodig is voor cellulaire functies en dat eiwitten de meeste van deze functies vervullen. De mechanismen voor het omzetten van genetische informatie in functionele eiwitten bleven echter jarenlang onbekend. Aanvankelijk werd aangenomen dat een enkel gen direct wordt omgezet in het gecodeerde eiwit. Twee cruciale ontdekkingen in eukaryote cellen daagden deze theorie uit: ten eerste vindt de eiwitproductie niet plaats in de kern. Ten tweede is DNA neet aanwezig buiten de kern. Deze bevindingen leidden tot de zoektocht naar een intermediair molecuul dat DNA verbindt met eiwitproductie. Dit intermediaire molecuul, gevonden in zowel de kern als het cytoplasma, en geassocieerd met eiwitproductie, is RNA.

Tijdens transcriptie wordt RNA in de kern gesynthetiseerd, met behulp van DNA als sjabloon. Het nieuw gesynthetiseerde RNA is qua volgorde vergelijkbaar met de DNA-streng, behalve dat thymidine in DNA wordt vervangen door uracil in RNA. In eukaryoten wordt dit primaire transcript verder verwerkt, waarbij de niet-coderende eiwitgebieden worden verwijderd, het 5'-uiteinde wordt afgedekt en een 3'-poly-A-staart wordt toegevoegd om mRNA te creëren dat vervolgens wordt geëxporteerd naar het cytoplasma.

De regels voor het interpreteren van de mRNA-sequentie vormen de genetische code

Vertaling vindt plaats bij ribosomen in het cytoplasma, waar informatie die in het mRNA wordt gecodeerd, wordt vertaald in een aminozuurketen. Een set van drie nucleotiden codeert voor een aminozuur en deze tripletten worden codons genoemd. De set regels die aangeven welke codons een bepaald aminozuur specificeren waaruit de genetische code bestaat.

De genetische code is overbodig

Eiwitten worden gemaakt van 20 aminozuren in eukaryoten. Het combineren van vier nucleotiden in sets van drie levert 64 (4 3 ) mogelijke codons op. Dit betekent dat het mogelijk is dat individuele aminozuren kunnen worden gecodeerd door meer dan één codon. De genetische code zou overbodig of gedegenereerd zijn. Vaak, maar niet altijd, verschillen codons die dezelfde aminozuren specificeren alleen in het derde nucleotide van het triplet. De codons GUU, GUC, GUA en GUG vertegenwoordigen bijvoorbeeld allemaal het aminozuur valine. AUG is echter het enige codon dat het aminozuur methionine vertegenwoordigt. Het codon AUG is ook het codon waar de eiwitsynthese begint en wordt daarom het startcodon genoemd. Redundantie in het systeem minimaliseert de schadelijke effecten van mutaties. Een mutatie (dwz verandering) op de derde positie van het codon hoeft niet noodzakelijkerwijs te resulteren in een verandering van de amino zuur.

De genetische code is universeel

Op een paar uitzonderingen na, gebruiken de meeste prokaryote en eukaryote organismen dezelfde genetische code voor eiwitsynthese. Deze universaliteit van de genetische code heeft vooruitgang in wetenschappelijk onderzoek, landbouw en geneeskunde mogelijk gemaakt. Zo kan humane insuline nu op grote schaal in bacteriën worden geproduceerd. Dit wordt gedaan met behulp van recombinant-DNA-technologie. Recombinant DNA bestaat uit genetisch materiaal van verschillende soorten. Genen die coderen voor humane insuline worden samengevoegd met bacterieel DNA en in een bacteriële cel ingebracht. De bacteriële cel voert transcriptie en translatie uit om de humane insuline te produceren die in het recombinant DNA wordt gecodeerd. De resulterende menselijke insuline wordt gebruikt om diabetes te behandelen.


Aanbevolen Lectuur

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter