denaturatie

Denaturatie is het proces waarbij moleculen hun oorspronkelijke, functionele ruimtelijke structuur verliezen zonder dat hun primaire sequentie verandert. In de biologie betreft dit vooral eiwitten en nucleïnezuren zoals DNA en RNA. Door denaturatie verliezen eiwitten hun secundaire en tertiaire structuur en vaak ook hun activiteit; bij DNA kan de dubbele helix uit elkaar vallen. Denaturatie kan leiden tot onherstelbare veranderingen, afhankelijk van de omstandigheden en de aard van het molecuul.

Oorzaken en mechanismen zijn onder meer verhoging van de temperatuur, veranderingen in pH, veranderingen in zoutconcentratie, en chemische denaturanten zoals urea, guanidine hydrochloride of detergents. Voor eiwitten resulteert dit in verlies van structuur en functie; voor DNA resulteert het scheiden van de twee strengen. Sommige denaturaties zijn reversibel: bij het terugkeren naar gunstige omstandigheden kunnen eiwitten soms opnieuw vouwen (renaturatie) en dna-strengen weer samenkomen. Andere denaturaties zijn irreversible, bijvoorbeeld door aggregatie of chemische schade.

Biologische en praktische relevantie is breed. In de cel kunnen chaperone-eiwitten helpen bij het hervouwen van beschadigde eiwitten na denaturatie. In koken leiden denaturatie en coagulatie van eiwitten tot verandering in textuur en kleur van voedsel. In de spijsvertering denatureert maagsap eiwitten om proteolyse te vergemakkelijken. In moleculaire biologie wordt DNA-denaturatie gebruikt bij technieken zoals PCR en sequencing, waar de scheiding van DNA-strengen essentieel is voor primers binding en extensie.

Meetmethoden omvatten spectroscopie (bijv. circular dichroïsm voor structuur), UV-absorptie, fluorescentie van tryptofaan, en calorimetrie (DSC) om thermische stabiliteit en denaturatietemperatuur (Tm) te bepalen.