DNA (Desoxyribonukleinsäure) ist eine Art von Makromolekül, das als Nukleinsäure bekannt ist. Es hat die Form einer verdrillten Doppelhelix und besteht aus langen Strängen alternierender Zucker- und Phosphatgruppen sowie stickstoffhaltigen Basen (Adenin, Thymin, Guanin und Cytosin). Die DNA ist in Chromosomen strukturiert und befindet sich im Zellkern. DNA wird auch in Zellmitochondrien gefunden.
DNA enthält die genetische Information, die für die Produktion von Zellbestandteilen, Organellen und für die Reproduktion des Lebens erforderlich ist. Die Proteinproduktion ist ein lebenswichtiger Zellprozess, der von der DNA abhängig ist. Informationen, die im genetischen Code enthalten sind, werden während der Proteinsynthese von DNA zu RNA an die resultierenden Proteine weitergegeben.
DNA besteht aus einem Zucker-Phosphat-Grundgerüst und stickstoffhaltigen Basen. In doppelsträngiger DNA paaren sich die stickstoffhaltigen Basen. Adenin paart sich mit Thymin (BEIM) und Guaninpaare mit Cytosin (G-C). Die Form der DNA ähnelt der einer Wendeltreppe. In dieser Doppelhelixform werden die Seiten des Treppenhauses von Strängen aus Desoxyribose-Zucker- und Phosphatmolekülen gebildet. Die Treppenstufen werden von den stickstoffhaltigen Basen gebildet.
Die verdrehte Doppelhelixform der DNA hilft, dieses biologische Molekül kompakter zu machen. Die DNA wird weiter zu Strukturen komprimiert, die als Chromatin bezeichnet werden, damit sie in den Kern passt. Chromatin besteht aus DNA, die um kleine Proteine gewickelt ist, die als bekannt sind Histone. Histone helfen dabei, DNA in Strukturen zu organisieren, die als "DNA" bezeichnet werden Nukleosomen, welche Chromatinfasern bilden. Chromatinfasern werden weiter gewickelt und zu Chromosomen kondensiert.
Die Doppelhelixform der DNA ermöglicht die DNA-Replikation. Bei der Replikation erstellt die DNA eine Kopie von sich selbst, um genetische Informationen an neu gebildete Tochterzellen weiterzugeben. Damit die Replikation stattfinden kann, muss sich die DNA abwickeln, damit die Zellreplikationsmaschinerie jeden Strang kopieren kann. Jedes replizierte Molekül besteht aus einem Strang aus dem ursprünglichen DNA-Molekül und einem neu gebildeten Strang. Die Replikation produziert genetisch identische DNA-Moleküle. Die DNA-Replikation erfolgt in der Interphase, einem Stadium vor dem Beginn der Teilungsprozesse von Mitose und Meiose.
Die DNA-Translation ist der Prozess zur Synthese von Proteinen. DNA-Abschnitte, die als Gene bezeichnet werden, enthalten genetische Sequenzen oder Codes für die Produktion spezifischer Proteine. Damit die Translation stattfinden kann, muss sich die DNA zuerst abwickeln und die DNA-Transkription zulassen. Bei der Transkription wird die DNA kopiert und eine RNA-Version des DNA-Codes (RNA-Transkript) hergestellt. Mit Hilfe von Zellribosomen und Transfer-RNA wird das RNA-Transkript translatiert und die Proteinsynthese durchgeführt.
Jede Veränderung der Nukleotidsequenz in der DNA wird als Genmutation bezeichnet. Diese Veränderungen können ein einzelnes Nukleotidpaar oder größere Gensegmente eines Chromosoms betreffen. Genmutationen werden durch Mutagene wie Chemikalien oder Strahlung verursacht und können auch auf Fehler bei der Zellteilung zurückzuführen sein.