Was ist DNA und wie trägt sie genetische Information?
Entdecken Sie, was DNA ist: Die Desoxyribonukleinsäure als Träger genetischer Information. Von der Doppelhelix bis zur Genexpression – alles über Aufbau, Funktion und biologische Bedeutung in diesem umfassenden Artikel. (158 Zeichen)
DNA, oder Desoxyribonukleinsäure, ist das Molekül, das die genetische Information aller lebenden Organismen speichert und weitergibt. Sie bildet die Grundlage des Erbguts und bestimmt Eigenschaften wie Augenfarbe oder Krankheitsanfälligkeit. In diesem Artikel erklären wir den Aufbau der DNA und wie sie genetische Botschaften transportiert.
Aufbau der DNA
DNA besteht aus langen Ketten von Nukleotiden, den Bausteinen der Erbsubstanz. Jeder Nukleotid enthält eine Zuckermolekül (Desoxyribose), eine Phosphatgruppe und eine von vier Basen: Adenin (A), Thymin (T), Cytosin (C) oder Guanin (G). Diese Basenpaare – A mit T und C mit G – verbinden zwei DNA-Stränge zu einer stabilen Struktur.
Adenin (A): Paart sich immer mit Thymin (T).
Cytosin (C): Paart sich mit Guanin (G).
Desoxyribose: Der Zucker, der den Namen DNA gibt.
Phosphatgruppe: Verknüpft die Nukleotide zu einer Kette.
Die Doppelhelix-Struktur
Die DNA hat die berühmte Doppelhelix-Form, entdeckt 1953 von James Watson und Francis Crick. Die beiden Stränge winden sich wie eine Wendeltreppe umeinander, stabilisiert durch Wasserstoffbrücken zwischen den Basen. Diese Struktur schützt die genetische Information und ermöglicht eine präzise Verdopplung bei der Zellteilung.
Wie speichert DNA genetische Information?
Die Reihenfolge der Basen in der DNA codiert die genetische Information ähnlich wie Buchstaben in einem Alphabet ein Wort bilden. Gene sind Abschnitte der DNA, die für spezifische Proteine kodieren. Drei Basen (ein Codon) stehen für eine Aminosäure, aus denen Proteine aufgebaut werden.
Beispiel Mensch: Das menschliche Genom hat ca. 3 Milliarden Basenpaare und etwa 20.000 Gene.
Beispiel Bakterien: E. coli hat 4,6 Millionen Basenpaare und repliziert sich in 20 Minuten.
Beispiel Erbsenpflanze: Gregor Mendel nutzte sie, um Vererbungsgesetze zu entdecken.
Übertragung der genetischen Information
DNA trägt Information durch Replikation, Transkription und Translation. Bei der Replikation trennt sich die Doppelhelix, und neue Stränge werden ergänzt. In der Transkription wird DNA in RNA umgeschrieben, die dann Proteine in den Ribosomen herstellt. So werden Gene aktiviert oder deaktiviert.
Bedeutung der DNA in der Biologie und Medizin
DNA ist zentral für Evolution, Vererbung und Gentechnik. Mutationen können Krankheiten wie Krebs verursachen, während CRISPR-Cas9 gezielte Änderungen ermöglicht. In der Forensik dient DNA-Analyse der Identifikation, z. B. bei Verbrechen.
Forensik: DNA-Spuren lösen Kriminalfälle.
Medizin: Gentests prognostizieren Risiken für Erkrankungen.
Landwirtschaft: Gentechnik schafft resistente Pflanzen.
Zusammenfassung
Zusammengefasst ist DNA der universelle Träger genetischer Information durch ihre Basenreihenfolge und Doppelhelix. Sie ermöglicht Leben auf Erden und treibt Fortschritte in Wissenschaft voran. Für tieferes Verständnis empfehlen wir Laborexperimente oder aktuelle Studien.