Wat zijn basisparen?
Basenparen zijn paren van nucleotiden verbonden met een waterstofbinding gevonden in DNA en RNA. Dit genetische materiaal is typisch dubbelstrengs, met een structuur die lijkt op een ladder, en elke set basenparen die een enkele sport van de ladder vormen. Basenparen hebben een aantal interessante eigenschappen waardoor ze onderwerpen van belang zijn, en het begrijpen van hoe basenparen werken is belangrijk voor veel genetici.
De nucleotiden waaruit DNA bestaat, zijn adenine (A), thymine (T), cytosine (C) en guanine (G). In RNA wordt het thymine vervangen door uracil (U). Samen vormen deze kleine chemische verbindingen de genetische code van een organisme, waarbij hun opstelling codeert voor de productie van een aantal eiwitten. Adenine kan alleen binden met thymine en cystosine kan alleen binden met guanine. Dit betekent bijvoorbeeld dat wanneer een DNA-streng wordt onderzocht, als er een A aan het ene uiteinde van een sport is, een T aan de andere kant moet zijn.
Adenine en guanine zijn beide soorten moleculen die bekend staan als purines, terwijl thymine en cytosine pyrimidines zijn. Purines zijn groter, met een structuur die verhindert dat twee ervan op één sport van de ladder passen, terwijl pyrimidines te klein zijn. Dit betekent dat adenine geen basenpaar met guanine kan worden en thymine niet in een basenpaar met cytosine kan zijn.
Men zou zich redelijkerwijs kunnen afvragen waarom de purine adenine zich niet kon binden aan de pyrimidine cytosine en waarom thymine zich niet kan binden aan guanine. Het antwoord heeft te maken met de moleculaire structuur van deze verbindingen; adenine kan geen waterstofbinding vormen met cytosine, net zoals thymine geen waterstofbinding kan vormen met guanine. Deze eigenschappen dicteren de fundamentele rangschikking van basenparen, waarbij de verbinding aan het ene uiteinde van de sport dicteert welke verbinding aan de andere kant zal liggen.
Er zijn talloze sets basenparen nodig om een enkel gen te vormen, en elke gegeven DNA-streng kan naast de secties van wat "niet-coderend DNA" wordt genoemd, veel genen bevatten, DNA dat geen enkele functie lijkt te hebben. Het menselijke genoom bevat naar schatting drie miljard basenparen, wat verklaart waarom het zo lang heeft geduurd om het menselijk genoom succesvol te sequencen en het begrijpen van de rangschikking van basenparen helpt mensen niet te begrijpen waar specifieke genen liggen en wat die genen doen. In zekere zin kunnen basenparen worden beschouwd als het alfabet dat wordt gebruikt om het boek met de genetische code te schrijven.