Frontiers for Young Minds (Nederlands)

Wat is DNA?

zonder DNA zou je letterlijk niet bestaan!, Noch uw huisdier, de bomen in uw tuin, noch het vlees, fruit en groenten die u had voor de lunch. Alles wat leeft of leeft kan DNA bedanken! DNA is in wezen een recept dat een organisme in staat stelt om de basismaterialen (eiwitten) te produceren die deel uitmaken van elke cel. Cellen werken samen als weefsels, organen en orgaansystemen om een volledig organisme te vormen. DNA wordt gemaakt van vier verschillende molecules genoemd basen: adenine( A), guanine (G), cytosine (C), en thymine (T). Deze vier basen zijn aan elkaar geregen in een lange keten., De backbone die de basissen verbindt wordt bedoeld als de “suiker-fosfaat backbone,” omdat het uit afwisselende suiker en fosfaatmolecules wordt samengesteld. De Orde van de basissen wordt bedoeld als de opeenvolging van DNA. Elke reeks van drie basissen in de opeenvolging van DNA wordt bedoeld als codon. De meeste codons coderen voor een van de 20 aminozuren waaruit eiwitten bestaan. Wanneer het codon niet overeenkomt met een aminozuur, wordt het aangeduid als een stopcodon, omdat het de cel vertelt dat het einde van het recept is bereikt en dat de productie van het eiwit is gedaan., DNA bestaat gewoonlijk als twee bundels die in een vorm winden die een dubbele helix wordt genoemd, met de basissen op de twee bundels die op voorspelbare wijze in paren worden gebracht: A paren altijd met T, en G met C (Zie figuur 1). Om uw begrip van de structuur van DNA verder te verbeteren, raden we de zoete (woordspeling bedoeld) afbeelding van de dubbele helix gemaakt van gummy beren en zoethout, in de 2018 Frontiers for Young Minds artikel over de genetica van hart-en vaatziekten door Clark, Alibhai, en Rutland !,

dus, hoeveel van deze bases zijn er? Nou, menselijk DNA bevat ~3 miljard basen en ongeveer 99% van deze basen zijn hetzelfde bij alle mensen . Het verschil van 1% Draagt bij aan alle unieke eigenschappen en kenmerken, zoals oogkleur of gezondheidsstatus, die variëren tussen u en andere mensen. De manieren waarop je anders bent dan je klasgenoten, vrienden en broers en zussen is te wijten aan uw DNA-sequenties zijn anders dan die van hen. Ongeveer de helft van je DNA komt van elk van je ouders., Meer dan 1% verschil in DNA betekent dat een organisme een andere soort is dan wij. Chimpansee DNA is tussen 1 en 2% verschillend van menselijk DNA (wat betekent dat chimpansees DNA 98-99% identiek is aan menselijk DNA), waardoor ze onze naaste verwanten in het dierenrijk zijn .

Wat Is een mutatie?

nu we enkele basisprincipes over DNA begrijpen, kunnen we praten over hoe de sequentie kan veranderen. Soms wordt onze DNA-sequentie veranderd; dit wordt een mutatie genoemd. Er zijn verschillende soorten mutaties., Bijvoorbeeld, een base kan worden veranderd van wat het oorspronkelijk verondersteld te zijn om een andere base( substitutie), een base of basen kunnen worden verwijderd uit het DNA (verwijdering), een base of basen kunnen worden toegevoegd aan het DNA (invoeging), of een stuk van DNA kan worden omgedraaid (inversie) of herhaald (duplicatie) (zie Figuur 2).

hoewel mutaties altijd de DNA-sequentie veranderen, veroorzaken ze niet altijd een verandering in het resulterende eiwit of een duidelijk effect op het organisme. Dit kan gebeuren omdat de meeste aminozuren door twee of meer verschillende codons kunnen worden gecodeerd., Bijvoorbeeld, codeert de opeenvolging CAA van DNA voor het aminozuur valine, maar zo doet de opeenvolging CAG. Dus, als een substitutie mutatie verandert de DNA sequentie van CAA naar CAG, een valine zou nog steeds worden toegevoegd aan het eiwit. Mutaties die geen invloed hebben op het eiwit worden stille mutaties genoemd, omdat het DNA nog steeds hetzelfde eiwit maakt dat verwacht zou worden, en een persoon met een stille mutatie zou het niet eens beseffen. Andere keren heeft de verandering in de DNA-sequentie invloed op het eiwit. Dit kan gebeuren, bijvoorbeeld, als de opeenvolging CTC van DNA in CAC wordt veranderd., In dit geval zou het aminozuur glutaminezuur worden vervangen door valine. Deze specifieke opeenvolgingsverandering is de verandering die in de meeste mensen met sikkelcelanemie wordt gevonden, die een zeer pijnlijke voorwaarde is. Andere tijden, wordt een basis ingevoegd in of geschrapt in de opeenvolging van DNA, die de manier verandert codons worden gelezen. Dit resulteert in een groot aantal aminozuren die worden veranderd, die een frameshiftverandering wordt genoemd., Bijvoorbeeld, als de originele opeenvolging AAA-CCC-GGG een T na eerste A heeft toegevoegd, zou het nu als ATA-ACC-CGG-G… worden gelezen; dit zou de aminozuuropeenvolging van fenylalanine-glycine-proline in tyrosine-tryptofaan-alanine veranderen. Merk op dat geen van de aminozuren in het eiwit gemaakt van het gemuteerde DNA hetzelfde zijn als de oorspronkelijke sequentie. Dit zou waarschijnlijk een grote impact hebben op de functie van het eiwit! Een derde mogelijkheid is dat de gemuteerde DNA-sequentie ervoor zorgt dat de eiwitproductie vroegtijdig stopt, zodat het eiwit korter is dan normaal. Dit wordt aangeduid als een onzin mutatie., Als de opeenvolging AAA-ACC-AAA-AAA van DNA in AAA-ACT-aaa-AAA werd veranderd, zou de eiwitopeenvolging van phenylalanine-tryptofaan-phenylalanine-phenylalanine in één enkele phenylalanine slechts veranderen, omdat de opeenvolgingshandeling als eindcodon zou handelen. Het resulterende eiwit zou dus korter zijn dan normaal en niet goed functioneren.

mutaties kunnen worden doorgegeven van de moeder of vader aan de zich ontwikkelende baby, en deze worden erfelijke mutaties genoemd., Bijvoorbeeld, als je moeder een mutatie had die ervoor zorgde dat ze veel korter was dan gemiddeld, kon je haar mutatie erven en zelf korter dan gemiddeld zijn. Je zou je vrienden kunnen vertellen dat je je kleine gestalte van je moeder kreeg, of dat het korte runs zijn aan de kant van je moeder van de familie. Als een persoon met een erfelijke mutatie op een dag een baby krijgt, zou die persoon de mutatie doorgeven aan de volgende generatie., Met het voorbeeld hierboven, als je je zoon of dochter de short stature mutatie gaf die je moeder je gaf, zou je kind kunnen zeggen dat hij klein is vanwege zowel jou als zijn grootmoeder (je moeder).

andere mutaties gebeuren na de geboorte, en deze worden verworven mutaties genoemd. De verworven veranderingen zijn gewoonlijk toe te schrijven aan iets in het milieu en hun gevolgen zijn gewoonlijk slechts aanwezig in de cellen die aan die milieutrekker werden blootgesteld. Sommige cellen hebben dus de mutatie en andere cellen hebben de normale volgorde., Bijvoorbeeld, als je op de een of andere manier een mutatie in de huidcellen op je knie krijgt en dan je knie schraapt en nieuwe cellen moet maken om degenen te vervangen die gewond zijn geraakt, dan zouden die nieuwe cellen de mutatie bevatten. Echter, de mutatie zou niet worden doorgegeven aan uw toekomstige nakomelingen, als u later een baby had.

Wat zijn bronnen van mutaties en hoe kan ik ze voorkomen?

zonlicht

zonlicht kan mutaties veroorzaken. Hoe beïnvloedt zonlicht ons DNA?, Zonlicht creëert structuren genoemd thymine dimeren, wat betekent dat twee thymine (t) basissen (T) op dezelfde bundel van DNA worden verbonden op een abnormale manier, in plaats van correct vast te maken aan de complementaire base adenine (A) op de tegenovergestelde bundel. Thymine dimeren maken kniks in de DNA-vorm (zie Figuur 3) . Deze knikken maken DNA moeilijk te kopiëren, wat een mutatie kan veroorzaken. Om te voorkomen dat thymine dimeren zich ontwikkelen in onze cellen, is het erg belangrijk om zonnebrandcrème te gebruiken om ultraviolet A en B (UVA en UVB) stralen te blokkeren., De United States Food and Drug Agency (FDA) adviseert een zonbeschermingsfactor (SPF) van ten minste 15, om te beschermen tegen huidkanker en vroege huidveroudering (zie Tabel 1). Zonnebrandcrème moet elke 2 uur opnieuw worden aangebracht of na zwemmen, zweten, baden of het gebruik van een handdoek . Sommige individuen die bijzonder gevoelige of lichte huid moeten overwegen hogere niveaus van UV-bescherming en worden aangemoedigd om een arts genaamd een dermatoloog, die een expert op het houden van de huid gezond te raadplegen.,

röntgenstraling

röntgenstraling wordt gebruikt bij röntgenfoto ‘ s (medische beelden) van tanden, botten en andere harde lichaamsdelen. Röntgenstraling heeft een zeer hoog energieniveau dat moleculen kan creëren die vrije radicalen worden genoemd. Vrije radicalen zijn zeer onstabiel, en om stabieler te worden, kunnen ze elektronen van DNA stelen, wat tot mutaties kan leiden ., We kunnen blootstelling aan röntgenstraling verminderen door het gebruik van andere vormen van medische beelden waar mogelijk en het dragen van beschermende apparatuur om het lichaam te beschermen wanneer x-stralen worden genomen. Als je ooit naar de tandarts bent gegaan en een röntgenfoto van je tanden hebt gehad, herinner je je waarschijnlijk dat je een zwaar loodschort over je lichaam hebt gedrapeerd. Het loodschort beschermt de delen van het lichaam waar de tandarts geen foto ‘ s van maakt. Het krijgen van röntgenfoto ‘ s alleen wanneer dat nodig is, is een goede praktijk om overmatige negatieve effecten op uw DNA te voorkomen (zie Tabel 1) ., Dit is de reden waarom X-stralen niet worden genomen als een arts is vrij zeker dat een patiënt heeft verstuikt, niet gebroken, een enkel.

sigaretten en andere tabaksproducten

Hoe leidt roken tot kanker? Sigaretten en tabaksproducten bevatten chemische stoffen die kankerverwekkende stoffen worden genoemd, mutagenen waarvan ook bekend is dat ze kanker veroorzaken. Alle kankercellen hebben DNA-mutaties, en het zijn de carcinogenen die de mutaties veroorzaken. Carcinogenen veroorzaken mutaties door de manier waarop de cel DNA herstelt of eiwitten maakt te beschadigen., Als de kankercel niet in staat is om deze DNA-schade te herstellen, dan zal het blijven delen om nieuwe cellen aan te maken en zal de mutatie doorgeven aan alle nieuwe cellen die worden gemaakt. Omdat kankercellen sneller groeien en delen dan normale cellen, kunnen massa ‘ s van deze abnormale cellen, tumoren genaamd, zich vormen. De beste manier om deze kankerverwekkende stoffen te voorkomen is niet te roken of tabaksproducten te gebruiken (zie Tabel 1). Het is ook belangrijk om te proberen de blootstelling aan tweedehands rook te beperken, wat betekent dat andere mensen die sigaretten roken worden vermeden .,

chemische stoffen

chemische mutagenen zijn chemische stoffen waarvan is aangetoond dat ze mutaties veroorzaken. Sommige chemicaliën zijn ook kankerverwekkend en kunnen kanker veroorzaken bij mensen, zoals die in sigarettenrook hierboven besproken . Enkele andere voorbeelden van chemische mutagenen zijn benzeen (een belangrijk bestanddeel van benzine), vinylchloride (gebruikelijk in leidingen) en arseen (gebruikt in sommige insecticiden en rattengif). Sommige chemische mutagenen zijn niet in verband gebracht met kanker. Als het niet 100% bekend is dat ze kanker veroorzaken, worden deze chemische stoffen gewoon mutagenen genoemd, niet kankerverwekkende stoffen., Om mutaties te voorkomen, moeten we de blootstelling aan deze chemicaliën beperken door gebruik te maken van beschermende uitrusting, zoals maskers en handschoenen, wanneer we ermee werken. Zodra deze stoffen niet meer worden gebruikt, moeten ze op de juiste manier worden verwijderd (zie Tabel 1).

nitrieten

stoffen die nitrieten worden genoemd, zijn aanwezig in veel verwerkt vlees, zoals spek, pastrami, salami, hotdogs en worst. Nitrieten combineren met de eiwitten in het vlees om andere verbindingen te vormen, waarvan bekend is dat ze kankerverwekkend zijn . Nu Weet ik wat je denkt: moet ik mijn favoriete eten helemaal opgeven?, Gelukkig is het antwoord Nee. Je kunt nog steeds verwerkt vlees eten, maar het eten ervan elke dag is waarschijnlijk niet het beste idee. Om jezelf te beschermen tegen nitrieten, moet u uw consumptie van verwerkt vlees te beperken en ook proberen om gezonde keuzes in uw dieet, zoals fruit, groenten en volle granen (zie Tabel 1).,

conclusie

Nu u weet wat mutaties zijn en hoe verworven mutaties gebeuren, kunt u de nodige stappen ondernemen om te voorkomen dat u mutaties krijgt en kunt u uw vrienden en familie leren welke stappen zij in hun dagelijks leven kunnen nemen om mutagenen te voorkomen. Er zijn meer oorzaken van mutaties dan we hier hebben beschreven, en veel van hen zijn buiten onze controle. Daarom is het echt belangrijk om zoveel mogelijk mutaties te voorkomen, zodat we de negatieve effecten van mutaties op onze gezondheid beperken., Je DNA is zo ‘ n cruciaal molecuul, het is de moeite waard om het te beschermen hoe je het ook kunt!

verklarende woordenlijst

deoxyribonucleïnezuur (DNA): het moleculaire “recept” dat de instructies voor een organisme bevat. DNA wordt gemaakt van vier basissen die door een suiker-fosfaatachtergrond samen worden gehouden. DNA is aanwezig in alle levende organismen en is verantwoordelijk voor het helpen doorgeven van genen wanneer cellen delen.

Codon: een set van drie basen in DNA die codeert voor één aminozuur.

mutaties: veranderingen in de DNA-sequentie van een organisme die al dan niet eiwitten kunnen veranderen.,

erfelijke mutaties: een mutatie die wordt doorgegeven van de moeder of de vader.

verworven mutaties: een mutatie die wordt veroorzaakt door omgevingsfactoren en geen invloed heeft op cellen die worden doorgegeven aan toekomstige nakomelingen.

Thymine dimeren: een mutatie die optreedt op een enkele DNA-streng, wanneer twee thymines met elkaar verbonden raken, in plaats van met adenines op de tweede DNA-streng.

kankerverwekkende stoffen: stoffen / chemische stoffen die mutaties kunnen veroorzaken die tot kanker kunnen leiden.

mutagenen: stoffen / chemische stoffen die veranderingen in de DNA-sequentie van een organisme veroorzaken.,

belangenconflict verklaring

De auteurs verklaren dat het onderzoek werd uitgevoerd zonder enige commerciële of financiële relatie die als een potentieel belangenconflict kon worden opgevat.

Centers for Disease Control and Prevention (VS), National Center for Chronic Disease Prevention and Health Promotion (VS) en Office on Smoking and Health (VS). 2010. Hoe tabaksrook ziekte veroorzaakt: de biologie en Gedragsbasis voor aan roken toe te schrijven ziekte: een rapport van de algemeen chirurg. Atlanta, GA: Centers for Disease Control and Prevention (US)., Opgehaald uit: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK53010/