Verschil tussen DNA en genen

Belangrijkste verschil - DNA versus genen

DNA is de genetische blauwdruk van de meeste organismen. DNA bestaat in een relatief stabiele structuur genaamd dubbele helix en is georganiseerd in chromosomen. Een chromosoom is een structuur van hogere orde die is samengesteld uit een enkel DNA-molecuul. Genen zijn de erfelijke moleculen die eigenschappen overdragen aan het nageslacht. Genen zijn samengesteld uit DNA- of RNA-streken. De belangrijk verschil tussen DNA en genen is dat DNA is een chemische structuur die de genetische instructies opslaat en genen zijn kleine DNA-streken die een specifiek kenmerk bepalen.   

Dit artikel onderzoekt, 

1. Wat is DNA
     - Definitie, structuur, functies
2. Wat zijn genen
     - Definitie, structuren, functies
3. Wat is het verschil tussen DNA en genen

Wat is DNA

Desoxyribonucleïnezuur (DNA) is het genetische materiaal van de meeste organismen. DNA bevindt zich in de kern en nucleotide. Mitochondriaal DNA (mtDNA) en chloroplast-DNA (cpDNA) kunnen ook in een cel worden gevonden. DNA slaat de genetische informatie op lange termijn op die nodig is voor de ontwikkeling, het functioneren en de reproductie. Het nucleotide is het monomeer van DNA dat uit drie groepen bestaat: pentosesuiker, stikstofhoudende base en fosfaatgroep. Stikstofhoudende base en fosfaatgroep zijn bevestigd aan de pentosesuiker. De 3'-OH-groep pentosesuiker van één nucleotide vormt een covalente binding met de fosfaatgroep van het aangrenzende nucleotide om de suikerfosfaat-hoofdketen te produceren. De covalente binding die hier wordt gevormd, wordt aangeduid als fosfodiësterbinding. Deoxyribose is de pentosesuiker gedeeld door DNA. DNA mist dus de 2'-OH-groep op de pentose-ring waardoor het DNA veel reactief wordt. DNA is ook stabiel in alkalische omstandigheden.

Vier verschillende stikstofhoudende basen die in DNA kunnen worden geïdentificeerd zijn cytosine (C), guanine (G), adenine (A) en thymine (T). Deze bases zijn gerangschikt in verschillende ordes om de genetische informatie op te slaan. De volgorde van de nucleotidesequentie op de suiker-fosfaat-hoofdketen wordt geïdentificeerd als genen. Twee polynucleotideketens worden samengevoegd door waterstofbruggen tussen complementbaseparen. Dit proces wordt genoemd complement base baseing en het produceert een dubbelstrengs DNA-molecuul waarbij elke streng complementair is. Dubbelstrengig DNA wordt verder opgerold om een ​​dubbele helixstructuur te vormen. De twee strengen van een dubbele helix lopen in tegenovergestelde richtingen, waardoor ze antiparallel zijn. De asymmetrische uiteinden van de streng worden 3 'en 5' uiteinden genoemd. De DNA-dubbele helix geeft de voorkeur aan de B-vormgeometrie. Vandaar dat de hoofd- en ondergroeven in het DNA smal zijn, waardoor de enzymatische afbraak wordt voorkomen.

Het complete DNA-set van een organisme wordt een genoom genoemd. De grootte van het menselijk genoom is 3,2 miljard basenparen en het bestaat uit ongeveer 25.000 genen. Polynucleotide-ketens van DNA zijn georganiseerd in structuren die chromosomen in de cel worden genoemd. DNA synthetiseren hun identieke kopie door replicatie. DNA is meer vatbaar voor schade door UV.

Figuur 1: DNA-structuur

Wat zijn genen

Een gen is een regio (locus) of een specifieke nucleotidesequentie op de DNA-streng. Genen coderen voor een aminozuursequentie van een specifiek eiwit. Duizenden genen kunnen worden gevonden binnen een enkel DNA-molecuul van hogere organismen. Genen worden herkend als de moleculaire eenheid van erfelijkheid, aangezien de genetische instructies via reproductie door genen in nakomelingen worden overgedragen. Gensequentie wordt getranscribeerd in mRNA; mRNA wordt getranscribeerd in eiwitten die de eigenschap bepalen. Dit wordt het centrale dogma van de moleculaire biologie genoemd. Het concept van het gen en zijn patroon van overerving is ontstaan ​​met de bevindingen van Gregor Mendel in 1860s.

De meeste genen zijn opgebouwd uit DNA, maar een paar kunnen RNA delen. Sommige virussen bestaan ​​uit RNA-genen omdat hun genetisch materiaal RNA is. Functioneel gerelateerde prokaryotische genen groeperen eenheden die operons worden genoemd. De meerdere eiwit-coderende sequenties worden samen getranscribeerd. Eukaryotische genstructuur bestaat hoofdzakelijk uit twee gebieden: coderende sequentie en de regulerende sequentie. Eukaryotische coderende sequentie bestaat uit exons, introns en niet-getranslateerde gebieden, terwijl prokaryote genen introns missen. Genen worden getranscribeerd met introns. Bijgevolg worden ze verwijderd door de exons te splitsen. Integendeel, meerdere eiwitten kunnen worden geproduceerd door alternatieve splitsing.

Regulerende sequenties zijn samengesteld uit het promotergebied voor de initiatie van transcriptie, enhancers en remmers. Misschien kunnen beide enhancers en remmers op een apart chromosoom worden gevonden. Genexpressie wordt gereguleerd op transcriptioneel en translationeel niveau. Variaties van een gen worden allelen genoemd.

Figuur 2: Genstructuur

Verschil tussen DNA en genen

Definitie

DNA: DNA is een chemische stof die de genetische informatie van een organisme opslaat.

genen: Genen zijn de DNA-streken die gecodeerd zijn voor verschillende eiwitten.

Rol

DNA: DNA bepaalt veel functies zoals genregulatie.

genen: Genen bepalen de eigenschappen van een organisme.

Grootte van het molecuul

DNA: DNA is een polynucleotide met lange keten.

genen: Genen zijn kleine stukken DNA. Een enkel DNA-molecuul kan duizenden genen en andere niet-coderende regio's bevatten.

Genetisch materiaal

DNA: DNA is niet het enige genetische materiaal dat door organismen wordt gedeeld.

genen: Genen bestaan ​​uit DNA of RNA.

studies

DNA: De studies over DNA zijn recent ontwikkeld.

genen: De onderzoeken zijn lang geleden begonnen.

Conclusie

Genomisch DNA bestaat voornamelijk uit genen en junk-DNA. Alle soorten niet-coderend DNA worden gezamenlijk genoemd als junk-DNA. Deze junk-DNA spelen ook een vitale rol in het functioneren van een organisme. Ze zijn voornamelijk betrokken bij de genregulatie. Cis- en trans-regulerende elementen zijn bijvoorbeeld belangrijk bij het beheersen van de transcriptie van genen. Het belangrijkste verschil tussen DNA en gen is dus dat genen slechts één specifieke DNA-sequentie zijn die de eigenschappen bepaalt.

Referentie:
1. "DNA". Wikipedia. 2017. Betreden 13 februari 2017
2. "Wat is DNA?". Genetica Home Reference. 2017. Betreden 13 februari 2017
3. Susman M. "Genen: definitie en structuur." ENCYCLOPEDIE VAN LIFE SCIENCES, Nature Publishing Group, 2001. Betreden 09 feb. 2017
4. Schleif R. "Genetica en moleculaire biologie". 2e druk, The Johns Hopkins University Press, 1993, blz. 22-47, toegankelijk op 9 februari 2017

Afbeelding met dank aan:
1. "DNA simple2". By Forluvoft - Eigen werk (Public Domain) via Commons Wikimedia
2. "Gene". By Di Courtesy: National Human Genome Research Institute (Public Domain) via Commons Wikimedia