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DNA – 4 wichtige Aspekte des Lebensbausteins simpel erklärt

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Unsere DNA macht uns zu dem, was wir sind. Es enthält alle Informationen, damit dein Körper funktionieren kann. Sie wird vererbt an deine Nachkommen und gibt beispielsweise deine Augenfarbe oder auch deine Körpergröße weiter.

Auch die Bestimmung deiner Vorfahren ist damit möglich. Dafür kannst du dir hier anschauen, wie die Replikation der DNA funktioniert und welche weiteren interessanten Vorgänge es gibt.

Also bleib’ dran und erfahren bei uns…

  • …was DNA überhaupt ist
  • …wie sie mit RNA und mRNA zusammenhängt
  • …warum Replikation so wichtig ist

DNA ist die englische Abkürzung für deoxyribonucleic acid. Im Deutschen als DNS – Desoxyribonukleinsäure bezeichnet, ist es ein Erbinformationsträger. Jene sind bei allen Lebewesen und bestimmten Viren vertreten. Also auch in dir!

Die Funktion der DNA ist die Speicherung aller Erbinformationen.

Diese werden für deinen Organismus zur Entwicklung und Reproduktion benötigt. Außerdem brauchst du sie, damit dein Körper überhaupt funktioniert. Du kannst es dir vorstellen, wie eine Gebrauchsanweisung, die in jeder Zelle von dir steckt.

Die Erbinformationen werden über Chromosomen während der Fortpflanzung weitergegeben. Weitere Details über diesen Themenbereich erhältst du hier: Meiose Ablauf und Phasen – Schritt für Schritt erklärt

Die Rolle der DNA Doppelhelix

Das Molekül ist ein Faden. Du kannst ihn dir vorstellen wie eine Strickleiter. Es besteht aus 2 Strängen, die umeinander gewunden sind. Die sogenannte Doppelhelix.

Die “Seile” bilden sich aus einer Zucker-Phosphat-Kette. Dieser Zucker namens Desoxyribose steht für das große D. Es wechselt sich mit einer Phosphatgruppe ab in dieser Kette.

Beitragsbild DNA Faden

Alphabet der Gene

Forscher schauen sich allerdings eher die “Sprossen” an. Sie bestehen aus den DNA Basen:

Beitragsbild Alphabet der Gene

Dieses kleine Alphabet A, C, G und T bildet den Hauptbestandteil des DNA-Fadens. Der insgesamt 2 m lang ist und aus 3,2 Milliarden Basen des Alphabets besteht. Dabei paaren sich pro “Sprosse” 2 DNA Basen; jeweils A und T oder C und G.

Beispielsweise hat dein Hämoglobin-Gen, welches für die Blutbildung wichtig ist, 43000 Bausteine. Dieses ist allerdings nur ein Abschnitt auf deinem DNA-Faden.

Insgesamt haben Menschen 23000 Gene und diese bilden zusammen das Genom.

Die Bestimmung der Abfolge der 4 Bausteine auf dem DNA-Faden, heißt Sequenzieren. Diese Technik wurde vor 20 Jahren noch per Hand vorgenommen. Heutzutage übernimmt das eine Sequenziermaschine, die vollautomatisch betrieben wird.

DNA, RNA und mRNA – Die 2 elementaren Vorgänge

Die Gene stellen Informationen für den Bauplan der Proteine dar. Proteine, wie das Hämoglobin, transportieren chemische Verbindungen in deinem Körper. Denn dein gesamter Energiehaushalt wird von Proteinen ausgeführt.

Proteine sind der Hauptbestandteil einer Zelle, neben Wasser.

Wiederum die Proteine besitzen 20 verschiedene Aminosäuren. Und um den Zusammenhang besser darzustellen, wird dir nun der Schritt von dem Gen zum Protein erklärt.

Beitragsbild DNA Translation
https://www.canva.com/design/DAE6ZKJmsZA/Fs_re2rJl3pXc6lulMu7_g/edit (Erstellt durch Sarah Feistner)

In diesem ersten Schritt werden die Informationen deiner Gene in der DNA in RNA überschrieben.

Genauer gesagt codieren die Gene allgemein Proteine. Deine Gene werden zuerst umgewandelt, sodass Messenger-RNA entsteht.

Danach wird unter a) in der Abbildung das Prä-mRNA-Transkript erzeugt.

Und unter b) die Prä-mRNA prozessiert. Das bedeutet, dass die Abschnitte entfernt und den Enden angehangen werden. Die dabei entstandene mRNA wird in Cytoplasma exportiert.

Im Anschluss wird das Protein gebildet, indem je 3 Bausteine des mRNA-Fadens durch Ribosomen in eine bestimmte Aminosäure übersetzt wird.

Proteine bzw. Peptide  sind Ketten aus mehreren Aminosäuren. Verbindungen mit 3-10 Aminosäuren heißen Oligopeptide. Bei 10-100 spricht man von Polypeptiden.

Dieser Vorgang ist wichtig, damit bestimmte Gene überhaupt umgesetzt, sprich expressiert werden.

Zum Beispiel deine Haarfarbe

Diese wird von deiner Mutter, von deinem Vater oder beiden weitergegeben. Dieses Gen sorgt für die Herstellung von Proteinen in den oben genannten 2 Phasen. Wenn nun die Proteine miteinander interagieren, wird das Merkmal der Haarfarbe, welches vererbt wurde, bei dir ausgeprägt.

DNA Replikation und warum sie so wichtig ist

Die Vervielfältigung der Nukleinsäure kannst du als Replikation oder Reduplikation bezeichnen. Hierbei kannst du auch das N und S in der Abkürzung DNS finden.

Besonders wichtig ist dieser Vorgang, damit sich deine Zellen überhaupt vermehren können und natürlich bei der Fortpflanzung. Es geht um das identische Kopieren deiner DNA vor der Zellkernteilung.

Weitere Infos über die Zellteilung erfährst du hier: Mitose – Phasen und Ablauf der Zellteilung im Überblick

Beitragsbild DNA Replikation

Die Doppelhelix wird dabei aufgetrennt, sodass sich die Basenpaare trennen. Die eine Hälfte ist jeweils die ursprüngliche DNA und der andere Strang wird neu erzeugt.

Interessant ist dieser Komplex auch, wenn es um die Vererbung geht. Wie vorhin bereits erläutert, wird die DNA vererbt. Laut einer neuen Studie ist es gelungen, die geschätzten geografischen Standorte unserer Vorfahren zu ermitteln.

Du kannst dir das wie einen überdimensionalen Stammbaum vorstellen. Das bedeutet, wer von wem abstammt und wo diese Menschen gelebt haben. Bisher wurden DNA Sequenzierungen von etwa 3600 durchgeführt.

Dabei waren einige Gene 100.000 Jahre alt!

Dadurch lassen sich wohl auch Schlüsse darüber ziehen, wo ein Großteil der Evolution stattgefunden hat. Dies soll sich in Afrika abgespielt haben, wo bisher auch die größte Vielfalt an Genen zu finden sei. (1)

Beitragsbild DNA Studie
Visualisierung abgeleiteter menschlicher Ahnenlinien über Zeit und Raum (Rees, Andres auf Basis von Wilder Wohns et al., 2022, S. 818)

Allerdings sei auch erwähnt, dass in diesem Bereich die Forschung noch lange nicht abgeschlossen ist und noch mehr Genome sequenziert werden müssten. Denn die Datenlage, um alle Wanderungen auf dem Globus nachvollziehen zu können, ist dafür noch zu dünn.

Noch mehr wissenswerte Artikel findest du hier:

Fazit

Wie du sehen kannst, ist die DNA ein komplexes und lebensnotwendiges Konstrukt, das maßgeblich die Körperfunktionen bestimmt. Es ist bei vielen Vorgängen beteiligt, wie die Replikation oder die Beeinflussung der Proteine.

Dieser Bauplan wird heutzutage immer noch erforscht.

Durch das erlangte Wissen und der möglichen Manipulation der DNA sind weite Teile der Forschung in verschiedenen Gebieten neu hinzugewonnen worden.

Bleib’ also an diesem großen und auch wichtigen Thema dran, denn es ist ein bedeutsamer Teil von dir!

Quelle

(1) Wilder Wohns, A. et al. (2022). A unified genealogy of modern and ancient genomes. Science, 375(6583), 817-818. https://doi.org/10.1126/science.abi8264

Wir freuen uns riesig, wenn du zum Schluss noch eine Sternebewertung zu diesem spannenden Thema der DNA gibst. Vielen Dank! 🤩
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