Was ist die DNA?

13.12.13

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Als Francis Crick am 28 Februar 1953 behauptete, er habe das Geheimnis des Lebens entdeckt, übertrieb er nicht. Das Wissenschaftlerduo Crick und Watson revolutionierte die moderne Biologie: Zum ersten Mal beschrieben sie die Struktur der Bausteine des Lebens, die DNA-Doppelhelix.

In jeder menschlichen Zelle (Geschlechtszellen ausgenommen) findet sich unsere gesamte Erbinformation. Diese Erbinformation ist auf 23 Chromosomenpaare geschrieben, und in schätzungsweise 24.000 Gene unterteilt. Die Gene wiederum bestehen  aus DNA (Desoxyribonukleinsäure).

Die Gene eines Menschen bestimmen u.A., ob er blonde, braune oder schwarze Haare hat, ob er groß oder klein ist oder sogar, ob er zu bestimmten Krankheiten neigt oder nicht. Sie liefern auch den Bauplan der Proteine – und diese wiederum werden für nahezu alle Vorgänge in unserem Körper gebraucht.

Zwei Stränge, vier Perlen, eine verdrehte Leiter

Zurück zur DNA, aus der die Gene aufgebaut sind. Sie besteht, stark vereinfacht, aus 2 Strängen. An diesen zwei Strängen reihen sich unterschiedliche Basen wie Perlen an einer Kette aneinander. Diese Basen werden als A, T, G und C abgekürzt.  A steht für Adenin, T für Thymin, G für Guanin und C für Cytosin.

Die beiden Stränge sind so miteinander verbunden, dass ein A an dem einen Strang immer mit einem T am anderen Strang gepaart ist. Gleichwohl gehören auch C und G immer zusammen: Die vier Basen sind also jeweils komplementär, d.h. sie ergänzen sich.

Man kann sich die DNA in ihrer Normalform vorstellen wie eine Leiter, an der die A-T und G-C Verbindungen die Sprossen bilden. Zusätzlich ist sie außerdem verdreht und wird dadurch zur Doppelspirale, bzw. zur Doppelhelix, als die sie bekannt ist.

Die Komplementarität der DNA macht sie zur fast perfekten Kopiervorlage

Weil die Basen untereinander komplementär sind, und so also immer ihren ergänzenden Partner finden, liefert die DNA mit nur 4 Teilen eine fast perfekte Kopiervorlage. Und als Kopiervorlage wird sie ständig gebraucht - z.B. bei der der Herstellung der Proteine oder auch bei der Zellteilung, im Laufe derer die gesamte DNA  sich einmal selbst kopieren muss. 

Damit dies geschehen kann, entwirrt sich die DNA-Doppelhelix und ein Teil der „Leitersprossen“, der Verbindungen zwischen beiden Strängen, löst sich voneinander; in die geschaffene Öffnung setzt sich ein spezialisiertes Protein, die DNA Polymerase III.

Sitzt die Polymerase an einer Stelle, an der vorher ein A und ein T verbunden waren, setzt sie ein neues T ans A und ein neues A ans T. Bei einem getrennten C-G Paar gibt die Polymerase dem C einen neuen G-Partner und dem G ein neues C.

Die Polymerase bewegt sich durch die entwirrte und geöffnete Helix weiter und macht aus den einzelnen Strängen, der „halben“ DNA wieder eine Doppelhelix, und zwar beidseitig, d.h. die DNA verdoppelt sich. Durch diesen Prozess wird innerhalb kürzester Zeit die gesamte DNA kopiert.

Autor: Liza Glesener
Foto: ©Tom Grill/Corbis

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