De erkenning dat DNA de informatieblauwdruk draagt voor alle levende organismen, en de mechanismen die de DNA-code vertalen in de dingen van het leven, staat als een van de grote ontdekkingen van de moderne wetenschap. Van de eenvoudigste micro-organismen tot de gigantische bomen en dieren die de aarde bewonen, ze vertrouwen allemaal op DNA voor hun bestaan. Door veel minder biologische "letters" te gebruiken dan het 26-letterige Engelse alfabet, beschrijft DNA de instructies voor hoe organismen leven, zich voortplanten, metaboliseren, rijpen en uiteindelijk sterven.
DNA, de code van het leven
DNA is een complex, langgeketend molecuul dat codeert voor de genetische kenmerken van een levend organisme. In de meeste planten en dieren is DNA verpakt met ribonucleïnezuur en eiwitten in compacte structuren die chromosomen worden genoemd en die zich in de celkern bevinden. Bijna alle menselijke cellen hebben 23 paar chromosomen, één set van elke ouder. DNA-secties die genen worden genoemd, coderen indirect voor eiwitten, die structuur en functie geven aan menselijke lichamen. De keuze van welke genen in welke cellen werken, bepaalt het celtype: hersenen, lever, huid en alle andere.
Reproductie
Bij seksuele voortplanting creëren mensen speciale cellen, gameten genaamd, die slechts één set van 23 chromosomen bevatten. Tijdens de bevruchting verenigt het DNA van de vader zich met dat van de moeder om een nieuwe, unieke set van 46 chromosomen te creëren. Dit is hoe de eigenschappen van een voorouder worden doorgegeven aan het nageslacht. Een bepaald chromosoom in een gameet bepaalt het geslacht van het nageslacht. Dat chromosoom kan de X of de Y zijn: twee X'en vormen een vrouw, terwijl XY een man voortbrengt. Terwijl de bevruchte eicel zich begint te delen, bepalen verschillende genen hoe cellen van elkaar differentiëren, waardoor de verschillende menselijke weefsels, organen en systemen ontstaan.
Biochemie
DNA codeert voor alle celeiwitten die het leven mogelijk maken. De cel zet DNA om in RNA, dat het vervolgens omzet in eiwitten. Deze omvatten de enzymen, hormonen en structurele eiwitten die elke cel nodig heeft. Complexe biochemische feedbackloops bepalen welke DNA-genen tot expressie komen. Via cellulaire biochemische paden bepalen genen de vorm van je neus en de grootte van je oren. Als een gen onjuist is gecodeerd, bijvoorbeeld door een mutatie in het DNA-molecuul, kunt u last krijgen van geboorteafwijkingen, zoals een gespleten gehemelte, of genetische ziekten zoals cystische fibrose en het syndroom van Down.
Leven en dood
DNA is essentieel voor het leven van de menselijke cel, maar het kan fragmenteren, wat leidt tot celdood. De wetenschap heeft dit mysterie niet volledig ontrafeld -- wetenschappers weten niet of DNA is geprogrammeerd om zichzelf te vernietigen. Zevenendertig genen van niet-chromosomaal DNA bevinden zich in menselijke mitochondriën, de energiecentrales van de cel. Dit DNA codeert voor belangrijke RNA-moleculen, waarvan sommige enzymen produceren die nodig zijn voor het metabolisme. Mutaties van mitochondriaal DNA kunnen ervoor zorgen dat pasgeborenen overlijden. Niet alle mutaties zijn slecht - evolutie is in wezen een lang verhaal van gunstige DNA-mutaties die het eenvoudigste eencellige organisme hebben getransformeerd in hogere levensvormen, inclusief de mens.