Desoxyribonukleinsäure / DNA: Erklärung und Definition

Desoxyribonukleinsäure (DNA) ist ein Molekül, das den genetischen Bauplan eines Organismus kodiert. Mit anderen Worten, die DNA enthält alle Informationen, die zum Aufbau und Erhalt eines Organismus erforderlich sind.

DNA wurde 1868 entdeckt, als der 24-jährige Schweizer Arzt Friedrich Miescher eine Verbindung aus den Kernen weißer Blutkörperchen isolierte. Diese Verbindung war weder ein Protein noch ein Lipid noch ein Kohlenhydrat, also ein neuartiges biologisches Molekül. Miescher nannte seine Entdeckung “Nuclein”, weil er sie aus Zellkernen isoliert hatte. Heute wird dieses Molekül DNA genannt. Fast alle Zellen innerhalb eines einzelnen Organismus enthalten genau dieselbe DNA.

DNA ist ein lineares Molekül, das aus vier Arten kleinerer chemischer Moleküle besteht, die als Nukleotidbasen bezeichnet werden: Adenin (A), Cytosin (C), Guanin (G) und Thymin (T). Die Anordnung dieser Basen wird als DNA-Sequenz bezeichnet. DNA-Segmente, die genetische Informationen tragen, werden als Gene bezeichnet und werden während der Fortpflanzung von ihren Eltern an die Nachkommen vererbt.

1953 beschrieben Francis Crick und James Watson die molekulare Form der DNA als „Doppelhelix“. Doppelsträngige DNA besteht aus zwei linearen Strängen, die einander entgegengesetzt verlaufen, bekannt als antiparallele Stränge; Diese Stränge verdrehen sich zu einer Doppelhelix. Die Struktur der DNA kann auch als Leiter beschrieben werden. Das chemische Rückgrat der Leiter besteht aus Zucker- und Phosphatmolekülen, die durch chemische Bindungen verbunden sind. Die Sprossen der Leiter sind Einheitenpaare zwischen A und T oder zwischen C und G. Diese Paare werden als Basenpaare bezeichnet und verbinden die beiden Zucker-Phosphat-Rückgrate durch Wechselwirkungen, die als Wasserstoffbrückenbindungen bezeichnet werden. In Zellen wird die DNA-Helix oft überwunden, was zu einem Phänomen führt das als Supercoiling bekannt ist.

Im Zellkern bildet DNA einen Komplex mit Proteinen. Dieser Komplex wird Chromatin genannt und entsteht, wenn sich die DNA um Kernproteine ​​und dann mehrmals um sich selbst wickelt, um die DNA zu einem kleineren Volumen zu verdichten. Darüber hinaus werden DNA-Chromosomen oft als X-förmige Strukturen erkannt und dargestellt. DNA nimmt diese Form nach der DNA-Replikation während des Prozesses der Zellteilung an, wenn replizierte Chromosomen stark verdichtet sind und in X-Form erscheinen.