DNA

Qualitätssicherung von Dr. med. Nonnenmacher am 2. November 2016
Startseite » Anatomie » DNA

Die DNA gilt als der Heilige Gral der Genetik und Evolutionsbiologie gleichermaßen. Ohne DNA als Träger der Erbinformationen ist komplexes Leben auf diesem Planeten undenkbar.

Inhaltsverzeichnis

Was ist die DNA?

DNA ist die Abkürzung für „Deoxyribonucleic acid“, zu deutsch Desoxyribonukleinsäure (DNS). Für Biochemiker ist mit dieser Bezeichnung bereits das Wichtigste zu ihrem Aufbau gesagt, doch im Normalfall bedarf es einiger erklärender Worte.

Die DNA ist ein komplexes Molekül, das sich aus zwei beinahe identischen Einzelsträngen aufbaut, wobei sich in genau diesem „beinahe“ der Ursprung genetischer Vielfalt versteckt. Jeder Strang besteht aus einer stabilen Desoxyribose-Phosphorsäure-Kette, an die angereiht verschiedene organische Basen geheftet sind. Beide Stränge sind zu einer Doppelhelix verschlungen und bilden so die DNA.

Doch damit nicht genug: extrem lange DNA-Fäden organisieren sich zu einem großen Gesamtkomplex, den Chromosomen, von denen der Mensch 23 Paare in den Kernen aller Körperzellen besitzt. Diese Chromosomen enthalten in der DNA verschlüsselt sämtliche Erbinformationen (Gene), die ein jedes Lebewesen zu einem Individuum machen.

Medizinische & gesundheitliche Funktionen, Aufgaben & Bedeutungen

Jede Zelle erfüllt im Organismus einen konkreten Zweck. Worin dieser besteht, können Ribosomen von der im Zellkern befindlichen DNA ablesen. Doch wie genau funktioniert dieser fundamentale Zellbaukasten?

Der Schlüssel zum Verständnis der molekularen DNA-Genetik liegt in den konjugierten Basenpaaren Adenin, Thymin, Guanin und Cytosin. Diese sind mit der DNA in genau festgelegter Abfolge verbunden, ähnlich wie ein verschlüsselter Code. Die DNA wird in ähnliche mRNA umgewandelt, sodass sie von einem Ribosom durchlaufen werden kann. Dieses nimmt den Code auf, der dem Ribosom die Abfolge von Aminosäuren liefert.

Das Ribosom produziert die entsprechenden Aminosäuren und formt daraus charakteristische Proteine, die letzten Endes die Zellfunktionalität ermöglichen. So werden aus der abstrakten DNA handfeste Zellbausteine. Jede menschliche Zelle kann nur eine begrenzte Zeit überleben, sodass sich Zellen und mit ihnen die DNA vermehren müssen. Dies geschieht ähnlich wie bei Bakterien mittels Zellteilung. Die DNA wird hierbei von Helikase in ihre Einzelstränge aufgespalten. Dieses Enzym nutzt nach der Trennung beide Stränge als separate Matrizen und bildet jeweils den fehlenden Gegenstrang neu, sodass zwei identische DNA-Molekülketten entstehen.

Wie unvorstellbar riesig die DNA-Informationsdichte ist, zeigen die beiden folgenden Hochrechnungen: Ein einziger Gramm DNA besitzt eine Datenmenge von 700 Terabyte. Um alle Menschen der Erde nachzubauen, muss ein Teelöffel gerade einmal zu 0,3% mit DNA gefüllt sein. Und wollte man die gesamte DNA eines einzigen Menschen aneinanderreihen, so müsste man 500-mal zur Sonne und zurück reisen.

Krankheiten, Beschwerden & Störungen

Die DNA ist über die Jahre den vielfältigsten Störeinflüssen ausgesetzt. Diese reichen von der Einnahme zellverändernder Stoffe wie verbranntem Fleisch oder Tabakkonsum über extreme Wärme bis hin zu UV-Strahlung. Nicht zuletzt können DNA-Veränderungen auch durch fehlerhafte Stoffwechselvorgänge auftreten.

Damit die wertvollen Informationen dennoch ein Zellleben lang erhalten bleiben, existieren verschiedene biochemische Reparatur- und Aussortierungsmechanismen. Doch hin und wieder, vor allem mit zunehmendem Alter, kann die Zellregeneration fehlschlagen und die DNA verändert werden. Einzelne Basen können vertauscht oder entfernt werden, ganze Bereiche unlesbar, der Strang halbiert sein, kurzum: der genetische Code ist nun falsch. Sollte die Zelle noch zur Teilung in der Lage sein, kann eine defekte Zelle im Laufe der Zeit zu einer ganzen Ansammlung kranker Zellen führen.

Sind solche DNA-Mutationen im Sinne der Evolutionstheorie noch ausdrücklich erwünscht, bedeuten sie für den konkreten Patienten zumeist die Diagnose Krebs in all seinen Facetten. Doch auch Sichelzellenanämie, Albinismus, Mukoviszidose oder die Bluterkrankheit können neben Vererbung durch DNA-Mutationen entstehen. Eine besonders raffinierte Lebensform, die sich fremde DNA zunutze macht, stellen bestimmte Arten von Viren dar.

Sie können sich nicht selbstständig vermehren und schleusen sich zu diesem Zweck in fremde Zellen ein. In diesen ersetzen sie die DNA mit ihrer eigenen und werden so von der Wirtszelle in pathogener Form reproduziert. Gefährliche Virenerkrankungen bis hin zum Tod können die Folge sein.

Hier finden Sie Ihre Medikamente:

Bücher über DNA & Gene

Diese Seite teilen:

Das könnte Sie auch interessieren:

Bekannt aus: