DNA-Definition und Struktur

DNA ist die Abkürzung für Desoxyribonukleinsäure, üblicherweise 2'-Desoxy-5'-ribonukleinsäure. DNA ist ein molekularer Code, der in Zellen zur Bildung von Proteinen verwendet wird. DNA gilt als genetische Blaupause für einen Organismus, da jede Zelle im Körper, die DNA enthält, über diese Anweisungen verfügt, die es dem Organismus ermöglichen, zu wachsen, sich selbst zu reparieren und sich zu vermehren.

DNA-Struktur

Ein einzelnes DNA-Molekül hat die Form einer Doppelhelix, die aus zwei aneinander gebundenen Nukleotidsträngen besteht. Jedes Nukleotid besteht aus einer Stickstoffbase, einem Zucker (Ribose) und einer Phosphatgruppe. Die gleichen 4 Stickstoffbasen werden als genetischer Code für jeden DNA-Strang verwendet, unabhängig davon, von welchem ​​Organismus er stammt. Die Basen und ihre Symbole sind Adenin (A), Thymin (T), Guanin (G) und Cytosin (C). Die Basen auf jedem DNA-Strang sind komplementär zueinander. Adenin bindet immer an Thymin; Guanin bindet immer an Cytosin. Diese Basen treffen im Kern der DNA-Helix aufeinander. Das Rückgrat jedes Strangs besteht aus der Desoxyribose- und Phosphatgruppe jedes Nukleotids. Der Kohlenstoff Nr. 5 der Ribose ist kovalent an die Phosphatgruppe des Nukleotids gebunden. Die Phosphatgruppe eines Nukleotids bindet an den Kohlenstoff Nr. 3 der Ribose des nächsten Nukleotids. Wasserstoffbrücken stabilisieren die Helixform.

Die Reihenfolge der stickstoffhaltigen Basen hat Bedeutung und kodiert für Aminosäuren, die zu Proteinen zusammengefügt werden. DNA wird als Matrize zur Herstellung von RNA durch einen Prozess namens Transkription verwendet. Die RNA verwendet eine molekulare Maschinerie, die Ribosomen genannt wird, die den Code verwenden, um die Aminosäuren herzustellen und sie zu verbinden, um Polypeptide und Proteine ​​herzustellen. Der Prozess der Herstellung von Proteinen aus dem RNA-Template wird als Translation bezeichnet.

Entdeckung der DNA

Der deutsche Biochemiker Frederich Miescher beobachtete erstmals 1869 DNA, verstand jedoch die Funktion des Moleküls nicht. 1953 beschrieben James Watson, Francis Crick, Maurice Wilkins und Rosalind Franklin die Struktur der DNA und schlugen vor, wie das Molekül für die Vererbung kodieren könnte. Während Watson, Crick und Wilkins 1962 den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin erhielten, "für ihre Entdeckungen bezüglich der molekularen Struktur von Nukleinsäuren und ihrer Bedeutung für den Informationstransfer in lebendem Material", wurde Franklins Beitrag vom Nobelpreiskomitee vernachlässigt.

Bedeutung der Kenntnis des genetischen Codes

In der Neuzeit ist es möglich, den gesamten genetischen Code für einen Organismus zu sequenzieren. Eine Folge ist, dass Unterschiede in der DNA zwischen gesunden und kranken Personen dazu beitragen können, eine genetische Basis für einige Krankheiten zu identifizieren. Gentests können dabei helfen, das Risiko einer Person für diese Krankheiten zu ermitteln, während Gentherapie bestimmte Probleme im genetischen Code beheben kann. Der Vergleich des genetischen Codes verschiedener Arten hilft uns, die Rolle der Gene zu verstehen und die Entwicklung und die Beziehungen zwischen den Arten zu verfolgen