De structuur van deoxyribonucleïnezuur - DNA - bleek jaren geleden een dubbele helix te zijn, maar de conventie om elke streng te benoemen is een onderwerp van verwarring geworden voor zowel wetenschappers als studenten. Van de DNA-paren heet de ene Watson en de andere Crick, naar de twee mede-ontdekkers van DNA. Maar de wetenschappelijke literatuur is het er niet over eens welke streng welke naam moet krijgen. Het Watson-Crick naamgevingssysteem was bedoeld om de verschillende functionele eigenschappen van elke streng in de DNA-structuur aan te geven, wat hetzelfde doel is van de andere naamgevingssystemen. Het is van cruciaal belang om de verschillende contexten te begrijpen waarin de afzonderlijke strengen verschillende namen moeten aannemen. Twee perfecte voorbeelden zijn hun verschillende rollen in DNA-replicatie of transcriptie. Als u weet wat elke streng doet in een biologisch proces, zal het helpen verduidelijken waarom het die naam heeft gekregen.
Anti-sense is geen onzin
Transcriptie is het proces van het kopiëren van DNA naar RNA. Het wordt gedaan door een enzym genaamd RNA Polymerase (RNA Pol). RNA Pol leest slechts één van de twee DNA-strengen terwijl het het RNA-molecuul maakt. Het dubbelstrengs DNA-molecuul wordt gesplitst en RNA Pol bindt zich aan één streng, die het zal lezen en kopiëren. Deze streng wordt de template-streng of de anti-sense streng genoemd. Het geproduceerde RNA-molecuul zal complementair zijn aan de matrijsstreng, wat betekent dat de nucleotiden van de sjabloonstreng en RNA-molecuul komen overeen met elkaar volgens de regels: adenine naar uracil en guanine naar cytosine.
Deze is logisch
Wanneer RNA wordt getranscribeerd van DNA, bindt RNA-polymerase aan de matrijsstreng en kopieert deze. De resterende streng wordt de coderende streng genoemd (zie referentie 5), of de sense-streng. Gezien de regels voor basenparen van nucleïnezuren (A paren met T en G paren met C), heeft de coderende of sense-streng van DNA een identieke sequentie als die van het RNA dat wordt geproduceerd. De uitzondering hier is dat RNA het nucleotide U (uracil) bevat in plaats van T (thymine), die beide paren met A (adenine).
Soepele rit
Vóór mitose of celdeling moet de cel zijn DNA repliceren, zodat elke dochtercel een identiek aantal DNA-strengen heeft. DNA-polymerase is het enzym dat lange stukken DNA kopieert naar meer DNA. Bij de replicatievork ritst het DNA-molecuul open om een luchtbel te vormen waarin polymerase glijdt. Polymerase bindt aan beide strengen van het afgewikkelde DNA en begint kopieën van beide strengen te maken. Een van de kopieën is gemaakt als een enkele doorlopende streng, die de leidende streng wordt genoemd. DNA-replicatie is een ander geval waarbij de DNA-strengen verschillende namen hebben.
Stop en ga verkeer
De antiparallelle structuur van de DNA-ladder houdt in dat de ene streng van kop tot staart loopt en de andere streng van staart tot kop. Tijdens DNA-replicatie moet DNA-polymerase beide strengen tegelijkertijd lezen en kopiëren, hoewel ze in tegengestelde richtingen lopen. Omdat DNA-polymerase alleen DNA-strengen in één richting kan lezen en kopiëren -- staart-aan-kop -- de streng die Polymerase tegenkomt als georiënteerd in de kop-staart kan niet worden gelezen en gekopieerd als één continu strand. Deze kop-staartstreng wordt gekopieerd als korte fragmenten, Okazaki-fragmenten genaamd, die later worden samengesmolten tot één lange streng. Bij DNA-replicatie wordt de streng die in fragmenten wordt gevormd de achterblijvende streng genoemd.