Elk levend organisme is voor zijn bestaan afhankelijk van zijn eiwitten. In veel organismen vormen eiwitten de eigenlijke structuur van het levende wezen, maar zelfs in planten -- waar de structuren zijn meer opgebouwd uit suikers - eiwitten voeren de functies uit waardoor een organisme kan leven.
Elk type organisme, en elk orgaan binnen een complex organisme, wordt bepaald door de eiwitten waaruit het is samengesteld. Dus alles wat de eiwitten in een levend wezen organiseert, levert de blauwdruk voor het bouwen van dat organisme.
Dus: wat is de definitie van de blauwdruk van het leven? Haar DNA. DNA biedt de blauwdruk in de biologie voor informatie voor het bouwen van alle eiwitten in elk levend wezen op aarde.
Blauwdruk in de biologie: DNA-structuur
Om de blauwdruk van het leven te definiëren, moeten we beginnen met de structuur van die blauwdruk. DNA is een lang, dubbelstrengs molecuul dat bestaat uit twee enkelvoudige moleculaire ketens die om elkaar heen zijn gewikkeld. Elke streng bestaat uit een reeks basen die met elkaar zijn verbonden via een ruggengraat van suikermoleculen.
Er zijn vier verschillende basen: adenine, guanine, cytosine en thymine. Ze worden heel vaak aangeduid met hun eerste initialen: A, G, C en T.
De volgorde van die basen op een DNA-streng wordt de sequentie genoemd. De sequentie op de ene DNA-streng komt overeen met een complementaire sequentie op de tegenovergestelde, overeenkomende streng. A is gekoppeld aan T en C is gekoppeld aan G. Dus waar een DNA-streng een CAATGC heeft, zal de andere een GTTACG hebben.
De DNA-blauwdruk van het leven lezen
Het normale dubbelstrengs DNA-molecuul is zo om zich heen gewikkeld dat de sequentie onbereikbaar is. Dat wil zeggen, de basen worden beschermd tegen chemische interacties. De eerste stap bij het maken van een eiwit uit DNA is het uitpakken van de dubbele streng. Een molecuul genaamd RNA Polymerase grijpt zich vast aan het dubbelstrengs DNA en splitst het op slechts één plek.
Vervolgens "leest" het de base die wordt blootgelegd en bouwt een ander langstrengig molecuul, RNA, op. RNA lijkt erg op DNA, behalve in een paar opzichten. Ten eerste is het een enkelstrengs molecuul. Ten tweede gebruikt het uracil, U, in plaats van thymine, T. Dus RNA-polymerase bouwt een RNA-streng op die het DNA aanvult. Een DNA-sequentie van CGGATACTA zou worden getranscribeerd in een RNA-streng van GCCUAUGAU. Bij het maken van eiwitten wordt het op deze manier opgebouwde RNA messenger-RNA of mRNA genoemd.
mRNA naar eiwit
Hoewel de details verschillen afhankelijk van het specifieke organisme, is de volgende stap over het algemeen hetzelfde voor alle levende wezens. Het mRNA verbindt met a ribosoom, een complex dat werkt als een eiwitfabriek. Het ribosoom zet een assemblagelijn op waar de sequentie van het mRNA wordt overgebracht naar een ander constructiegebied waar aminozuren worden samengesteld.
Waar het proces van het bouwen van mRNA een één-op-één code is, waar één base in DNA leidt tot één base in RNA, leest het proces van het bouwen van eiwitten drie mRNA-basen tegelijk. De drieletterige "codes" in het mRNA verwijzen naar specifieke aminozuren. Die aminozuren verbinden zich met elkaar in de door het mRNA gespecificeerde volgorde, waardoor eiwitten ontstaan.
Complexiteit van de DNA-blauwdruk van het leven
Dus de sequentie van het DNA wordt overgebracht naar mRNA, dat dan de informatie bevat die wordt gebruikt om eiwitten te bouwen. Er zijn zeer complexe signalen die het begin en het einde van het bouwproces in gang zetten. Alles, van hoe je je voelt tot de manier waarop je je voedsel verteert, wordt gecontroleerd door de eiwitten in je cellen.
Wanneer je lichaam meer of minder van een specifiek eiwit nodig heeft, passen verschillende moleculaire signalen de snelheid aan waarmee de informatie uit het DNA wordt gebruikt om eiwitten te bouwen. Dus hoewel DNA je botten niet vormt of je helpt rennen, bevat het alle informatie voor het bouwen van de eiwitten die dat werk voor je doen, en daarom wordt het de blauwdruk van het leven genoemd.