Wie der eine Ring der Macht in Tolkiens „Herr der Ringe,“ist die Desoxyribonukleinsäure (DNS) das Hauptmolekül einer jeden Zelle. Sie enthält lebenswichtige Informationen, die an jede nachfolgende Generation weitergegeben werden. Sie koordiniert die Herstellung von sich selbst und von anderen Molekülen (Proteinen). Wird es geringfügig verändert, kann dies schwerwiegende Folgen haben. Wird es irreparabel zerstört, stirbt die Zelle.
Auslese
Auslese
Veränderungen in der DNA von Zellen in mehrzelligen Organismen führen zu Variationen in den Eigenschaften einer Art. Über lange Zeiträume hinweg wirkt die natürliche Auslese auf diese Variationen ein, um die Art weiterzuentwickeln oder zu verändern.
Das Vorhandensein oder Fehlen von DNA-Beweisen an einem Tatort kann den Unterschied zwischen einem Schuldspruch und einem Freispruch ausmachen. Die DNA ist so wichtig, dass die Regierung der Vereinigten Staaten enorme Geldsummen ausgegeben hat, um die DNA-Sequenz im menschlichen Genom zu entschlüsseln, in der Hoffnung, viele genetische Krankheiten zu verstehen und zu heilen. Schließlich können wir aus der DNA einer einzigen Zelle ein Tier, eine Pflanze oder vielleicht sogar einen Menschen klonen.
Aber was ist DNA? Wo ist sie zu finden? Was macht sie so besonders? Wie funktioniert sie? In diesem Artikel werden wir uns mit der Struktur der DNA befassen und erklären, wie sie sich selbst herstellt und wie sie all deine Eigenschaften bestimmt. Zunächst wollen wir uns ansehen, wie die DNA entdeckt wurde.
Die DNA gehört zu einer Klasse von Molekülen, die Nukleinsäuren genannt werden. Nukleinsäuren wurden ursprünglich 1868 von Friedrich Meischer, einem Schweizer Biologen, entdeckt, der die DNA aus Eiterzellen auf Binden isolierte. Obwohl Meischer vermutete, dass Nukleinsäuren genetische Informationen enthalten könnten, konnte er dies nicht bestätigen.
Im Jahr 1943 zeigten Oswald Avery und Kollegen an der Rockefeller University, dass DNA aus einem Bakterium, Streptococcus pneumonia, nicht-infektiöse Bakterien infektiös machen kann. Diese Ergebnisse wiesen darauf hin, dass die DNA das informationshaltige Molekül in der Zelle ist. Die Informationsfunktion der DNS wurde 1952 weiter untermauert, als Alfred Hershey und Martha Chase nachwiesen, dass ein Bakteriophagenvirus zur Herstellung neuer Viren nicht Proteine, sondern DNS in die Wirtszelle injizierte (weitere Informationen finden Sie unter Funktionsweise von Viren).
Wissenschaftler hatten also schon lange über die Informationsfunktion der DNS theoretisiert, aber niemand wusste, wie diese Informationen kodiert und übertragen wurden. Viele Wissenschaftler vermuteten, dass die Struktur des Moleküls für diesen Prozess wichtig war. Im Jahr 1953 entdeckten James D. Watson und Francis Crick an der Universität Cambridge die Struktur der DNA. Die Geschichte wurde in James Watsons Buch „The Double Helix“ beschrieben und in dem Film „The Race for the Double Helix“ verfilmt. Im Wesentlichen nutzten Watson und Crick molekulare Modellierungstechniken und Daten von anderen Forschern (darunter Maurice Wilkins, Rosalind Franklin, Erwin Chargaff und Linus Pauling), um die Struktur der DNA zu entschlüsseln. Watson, Crick und Wilkins erhielten den Nobelpreis für Medizin für die Entdeckung der DNA-Struktur (Franklin, die mit Wilkins zusammenarbeitete und wichtige Daten lieferte, die Watson und Crick die Struktur enthüllten, starb vor der Verleihung des Preises).