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Die Erkenntnis, dass die DNA für alle lebenden Organismen die Information blau trägt, und die Mechanismen, die den DNA-Code in den Stoff des Lebens übersetzen, sind eine der großen Entdeckungen der modernen Wissenschaft. Von den einfachsten Mikroorganismen bis zu den riesigen Bäumen und Tieren, die auf der Erde leben, sind alle auf DNA angewiesen. Die DNA verwendet weitaus weniger biologische "Buchstaben" als das englische Alphabet mit 26 Buchstaben und beschreibt, wie Organismen leben, sich vermehren, metabolisieren, reifen und schließlich sterben.
DNA, der Code des Lebens
DNA ist ein komplexes, langkettiges Molekül, das die genetischen Eigenschaften eines lebenden Organismus codiert. In den meisten Pflanzen und Tieren ist die DNA mit Ribonukleinsäure und Proteinen in kompakte Strukturen verpackt, die als Chromosomen bezeichnet werden und sich im Zellkern befinden. Fast alle menschlichen Zellen haben 23 Chromosomenpaare, von denen jedes Elternteil einen Satz hat. DNA-Abschnitte, Gene genannt, kodieren indirekt für Proteine, die dem menschlichen Körper Struktur und Funktion verleihen. Die Wahl, welche Gene in welchen Zellen wirken, bestimmt den Zelltyp: Gehirn, Leber, Haut und alle anderen.
Reproduktion
Bei der sexuellen Fortpflanzung bilden Menschen spezielle Zellen, sogenannte Gameten, die nur einen Satz von 23 Chromosomen enthalten. Während der Befruchtung verbindet sich die DNA des Vaters mit der der Mutter, um einen neuen, einzigartigen Satz von 46 Chromosomen zu erstellen. Auf diese Weise werden die Eigenschaften eines Vorfahren an die Nachkommen weitergegeben. Ein bestimmtes Chromosom eines Gameten bestimmt das Geschlecht der Nachkommen. Dieses Chromosom kann das X oder das Y sein: Zwei X erzeugen ein weibliches, während XY ein männliches erzeugt. Während sich das befruchtete Ei zu teilen beginnt, steuern verschiedene Gene, wie sich Zellen voneinander unterscheiden, wodurch die verschiedenen menschlichen Gewebe, Organe und Systeme entstehen.
Biochemie
DNA-Codes für alle Zellproteine, die das Leben ermöglichen. Die Zelle transkribiert DNA in RNA und übersetzt diese in Proteine. Dazu gehören die Enzyme, Hormone und Strukturproteine, die jede Zelle benötigt. Komplexe biochemische Rückkopplungsschleifen bestimmen, welche DNA-Gene exprimiert werden. Über zelluläre biochemische Pfade steuern Gene die Form Ihrer Nase und die Größe Ihrer Ohren. Wenn ein Gen falsch codiert ist, z. B. aufgrund einer Mutation im DNA-Molekül, können Geburtsfehler wie eine Gaumenspalte oder genetische Erkrankungen wie Mukoviszidose und Downs-Syndrom auftreten.
Leben und Tod
DNA ist essentiell für das Leben der menschlichen Zelle, kann jedoch fragmentieren und zum Zelltod führen. Die Wissenschaft hat dieses Rätsel nicht vollständig gelöst - Wissenschaftler wissen nicht, ob die DNA so programmiert ist, dass sie sich selbst zerstört. Siebenunddreißig Gene nicht-chromosomaler DNA befinden sich in menschlichen Mitochondrien, den Kraftwerken der Zelle. Diese DNA kodiert für wichtige RNA-Moleküle, von denen einige die für den Stoffwechsel erforderlichen Enzyme produzieren. Mutationen der mitochondrialen DNA können zum Tod von Neugeborenen führen. Nicht alle Mutationen sind schlecht - die Evolution ist im Wesentlichen eine lange Geschichte von nützlichen DNA-Mutationen, die den einfachsten einzelligen Organismus in höhere Lebensformen, einschließlich des Menschen, verwandelt haben.