International übliche Abkürzung für die englische Bezeichnung Desoxyribonucleinacid. Der deutsche Begriff DNS (Desoxyribonukleinsäure) wird kaum mehr verwendet, um eine Verwechslung mit dem Domain Name System (DNS) des Internets zu vermeiden. Die Struktur der DNA wurde 1953 von den Biologen James Watson (*1928) und Francis Crick (1916-2004) aufgeklärt, die im Jahre 1962 dafür mit Maurice Wilkins (1916-2004) den Nobelpreis für Medizin erhielten.
Der Name ergibt sich aus den Anfangbuchstaben der DNA-Grundbausteine Desoxyribose (eine aus fünf Kohlenstoff-Atomen bestehende Zuckerart, eine Pentose), Phosphorsäure und vier Basen, welche die Nukleinsäure ergeben. Die DNA ist ein Kettenmolekül in den Zellkernen aller pflanzlichen, tierischen und menschlichen Organismen, das als Träger von Erbinformationen zur Aufrechterhaltung sämtlicher biologischer Lebensvorgänge dient und vererbt wird. Die Gene zeichnen für jede einzelne Funktion in einem Organismus, wie zum Beispiel Zellteilung oder Stoffwechsel verantwortlich. Sie üben diese aber nicht direkt aus, sondern haben dafür sozusagen „Dienstorgane“, die Proteine (Eiweißstoffe).
Das gesamte Erbgut nennt man Genom, ein Gen hingegen ist ein kleiner Abschnitt der DNA mit unterschiedlichem Umfang. Die Definition des Gens von 25 Wissenschaftlern des Sequence Ontology Consortiums der Universität Berkeley im Jahre 2006: Ein Gen ist eine lokalisierbare Region genomischer DNA-Sequenz, die einer Erbeinheit entspricht und mit regulatorischen, transkribierten und/oder funktionellen Sequenzregionen assoziiert ist. Es enthält Grundinformationen für die Entwicklung von Eigenschaften eines Individuums und zur Herstellung einer biologisch aktiven RNA (Ribonukleinsäure). Eine wesentliche Funktion der RNA in der biologischen Zelle ist die Umsetzung von genetischer Information in Proteine.
Aufbau der DNA
Die Gene bilden ein langes Kettenmolekül, das aus zwei gegenläufigen DNA-Einzelsträngen in Form einer schraubig verdrehten Strickleiter aufgebaut ist, die auch Doppel-Helix (hélix = Windung) genannt wird. Diese werden als Chromosom (Farbkörper) bezeichnet. Dies kann man sich als eine extrem lange, dünne Strickleiter vorstellen. Die Länge der DNA in einer menschlichen Zelle beträgt knapp zwei Meter (siehe Graphik ganz unten). Da ein Mensch aus rund 100 Billionen Zellen besteht (davon 25% Blutzellen, die keinen Zellkern haben) beträgt die gesamte Länge der DNA in einem Menschen 150 Milliarden Kilometer, das sind also rund tausend Mal die Entfernung von der Erde zur Sonne mit rund 150 Millionen Kilometer.
Die beiden äußeren Stangen der Leiter bestehen aus Phosphorsäure- und Zuckermolekülen (Desoxyribose). Die Verbindung der Paare ist die „Sprosse“, die beiden Seiten der Leiter werden „Stränge“ genannt. Die Sprossen bestehen aus je zwei der vier Basen. Das sind Adenin, Guanin, Cytosin und Thymin. Von diesen vier Bausteinen passen immer zwei ganz bestimmte wie Schlüssel und Schloss zusammen - A und T bilden das eine Paar sowie C und G das andere Paar. Steht also zum Beispiel auf dem einen Strang „TAACGCCCTTA“, dann lautet der andere Strang „ATTGCGGGAAT“.
Die Graphik zeigt einen Abschnitt des DNA-Stranges. Eine Phosphorsäurester- und eine Zucker-Einheit bilden das Rückgrat eines Moleküls (Teil des blauen Bandes). Gemeinsam mit...
