Een voorproefje van het Deskundigenrapport
In de bodem aanwezige stikstofverbindingen (gebonden stikstof), met name nitraten, zijn onontbeerlijke voedingsstoffen in de plantenfysiologie, in verband met de eiwitsynthese van de plant. Natuurlijk in de bodem aanwezig
Stikstof-koolstof
bindingen die tot ketenvorming leiden zijn bijzonder algemeen en vormen
een belangrijk deel van de organische chemie, maar ook van de
biochemie. Stikstof is een essentieel element voor het leven op aarde. Alle
eiwitten bevatten stikstof omdat zij uit aminozuren bestaan. Ook
nucleïnezuren, de bouwstenen van DNA en RNA, bevatten stikstof.
Arseen
of arsenicum, symbool As, is het 33ste element in het periodiek systeem
der elementen. De elektronenconfiguratie is [Ar] 3d10 4s2 4p3 waardoor
arseen zich in de stikstofgroep bevindt (de buitenste schil is de
p-schil). Arseen is een metalloïde met als atoommassa 74,92u. Van de 33
isotopen van arseen is er slechts één stabiel (75As), de overige zijn radioactief
De
bekendste vorm is grijs arseen. Het heeft een structuur die te
vergelijken is met een gebochelde vorm van de grafietstructuur. De dampfase bevat As4-moleculen, te vergelijken met die van witte fosfor.
Wanneer
arseen verhit wordt, oxideert het snel tot arseen(III)oxide (As2O3),
dat een opmerkelijke knoflooklucht heeft.[2] Arseen en sommige
arseenverbindingen kunnen sublimeren. Het kan in twee verschillende
vormen voorkomen: geel en grijs. De gele variant heeft een veel kleinere
dichtheid (1970 kg·m−3) dan de meest voorkomende grijze variant (5780
kg·m−3).
Chemisch gezien vertoont arseen
veel overeenkomsten met fosfor. In 2010 presenteerde NASA de
onderzoeksresultaten van een team onder leiding van Felisa Wolfe-Simon
waaruit zou blijken dat een bepaalde extremofiele bacterie, GFAJ-1, die
voorkomt in Mono Lake in Californië, arseen als vervanger voor fosfor gebruikt in zijn DNA.
Arseen en veel arseenverbindingen zoals arseen(III)oxide (rattenkruit) zijn extreem giftig!
Binnen
het menselijk lichaam richt het verwoestingen aan in het
spijsverteringskanaal. Arseen is wellicht de stof die in de geschiedenis
voor gifmoord het meest werd gebruikt. Verondersteld wordt wel dat Napoleon Bonaparte op deze wijze aan zijn einde is gekomen; bij onderzoek bleek dat zijn lichaam grote hoeveelheden arseen bevatte. Italiaans onderzoek in 2008 heeft echter aangetoond dat mensen in Napoleons tijd aan 100 maal hogere doses arseen blootstonden dan tegenwoordig.
Eiwitsynthese (ook proteïne- of eiwit-biosynthese)
is een fysiologisch, anabool proces binnen een organisme. Het aanmaken
van eiwitten, inclusief enzymen, vindt plaats in de cellen van alle
organismen, door polymerisatie van aminozuren. Autotrofe organismen
synthetiseren hun eigen aminozuren, heterotrofe organismen verkrijgen
hun aminozuren via de hydrolyse (spijsvertering) van eiwitten die ze uit
voedsel betrekken.
De rest van dit artikel beschrijft
kort de eiwitsynthese in de cellen van eukaryoten, alle soorten
organismen waarvan de cellen een celkern bevatten.
Eiwitsynthese in het kort
Eiwitten,
zoals keratine, een eiwit in nagels en haren, of hemoglobine,
voorkomend in rode bloedcellen, bestaan uit aan elkaar gekoppelde
aminozuren. De chemische aaneenschakeling van aminozuren tot allerlei
soorten eiwitten vindt plaats in ribosomen, organellen die zich in het
cytoplasma van
de eukaryote cel bevinden. Er zijn duizenden ribosomen per cel, in een
(prokaryote) bacterie kan zelfs de helft van alle droge stof bestaan uit
ribosomen.
Er zijn vele tienduizenden soorten mogelijke eiwitten, die ieder worden gecodeerd door een specifiek, voor één enkel eiwit of enzym coderend gen op het DNA. Van DNA naar eiwit kan niet in een stap: DNA zit verpakt in de celkern, terwijl ribosomen zich in het cytoplasma bevinden.
Het DNA in de celkern wordt bij de transcriptiefase eerst gekopieerd naar mRNA, het mRNA verplaatst zich door de kernporiën naar het cytoplasma, en wordt dan herkend door ribosomen. Ribosomen koppelen bij de translatiefase vervolgens aminozuren aan elkaar op grond van de codons van het mRNA. De
volgorde van deze codons vormt de eiwitcode die opgeslagen ligt op, en
afkomstig is van het DNA. Een mRNA codeert voor één soort eiwit.
De omzetting van aminozuren naar een nieuw eiwit gebeurt dus in twee stappen: transcriptie en translatie.