De kern van een cel kan worden gezien als de hoofdcontrolekamer van een fabriek, en het DNA is vergelijkbaar met de fabrieksmanager. De DNA-helix regelt elk aspect van het cellulaire leven, en we kenden de structuur ervan pas in de jaren vijftig. Sinds die ontdekking zijn de gebieden van genetica, moleculaire biologie en biochemie snel uitgebreid, en nu alleen al het kennen van de volgorde van een chromosoom levert een schat aan informatie op over de innerlijke werking van de cel.
Elk mogelijk gen in de reeks
Wetenschappelijk onderzoek heeft vastgesteld dat elke drie DNA-basenparen - een codon genoemd - codeert voor een aminozuur in het uiteindelijke eiwit. Een van de belangrijkste stukjes informatie uit de code is dat elk gen begint met een adenine-thymine-guanine-codon - ATG op de DNA-sequentie. Omdat DNA dubbelstrengs is, is elke CAT - of cytosine-adenine-thymine - die in de sequentie wordt gevonden, het begin van een gen op de tegenovergestelde streng. Bovendien eindigen alle genen met TAA-, TAG- of TGA-codons. Met andere woorden, een snel onderzoek van de sequentie zal elke mogelijke locatie voor een gen onthullen, hoewel sommige korte sequenties niet actief door het organisme worden getranscribeerd.
Messenger RNA-sequenties
Bovendien stelt de genetische code ons in staat om mogelijke genen direct te vertalen in boodschapper-RNA-sequenties. Deze informatie is belangrijk voor onderzoekswetenschappers die een techniek gebruiken die RNA-interferentie wordt genoemd om genexpressie in doelcellen te blokkeren.
Eiwitsequenties
De meeste eukaryote en sommige prokaryotische organismen verwerken mRNA-transcripten door delen van de sequentie die introns worden genoemd, te splitsen of te verwijderen. Als een organisme geen RNA splitst, kan de DNA-sequentie direct worden vertaald in een eiwitsequentie. Zelfs voor die organismen die dat wel doen, zijn splitsingsplaatsen algemeen bekend, wat betekent dat de eiwitsequentie experimenteel kan worden geraden of bepaald.
Mutaties
Als het genoom van een organisme al in kaart is gebracht, kan de DNA-sequentie van een individu worden geanalyseerd op mutaties - dit concept is de basis voor menselijke genetische tests. Artsen kunnen nu met redelijke nauwkeurigheid de kwetsbaarheid van een persoon bepalen voor ziekten veroorzaakt door DNA-mutaties. Vrouwen met een familiegeschiedenis van borstkanker kunnen bijvoorbeeld worden gecontroleerd op mutaties in de BRCA-genen, wat zou wijzen op een hoog risico op toekomstige borstkanker.
Beperkingssites
De meeste soorten bacteriën produceren enzymen die restrictie-endonuclease worden genoemd - de cellen zijn kwetsbaar voor virussen die schadelijk vreemd DNA kunnen inbrengen. Restrictie-enzymen bestrijden de tactiek door dubbelstrengs DNA op specifieke sequenties te splitsen. Moleculair biologen en microbiologen kunnen in het lab gezuiverde enzymen gebruiken om DNA te knippen. Restrictiedigesten zijn krachtige hulpmiddelen ter beschikking van onderzoekers, dus als de DNA-sequentie bekend is, zijn de restrictieplaatsen op die sequentie ook bekend.