Warum ist DNA so wichtig? Vereinfacht gesagt enthält die DNA die für das Leben notwendigen Anweisungen.
Der Code in unserer DNA enthält Anweisungen zur Herstellung von Proteinen, die für unser Wachstum, unsere Entwicklung und unsere allgemeine Gesundheit von entscheidender Bedeutung sind.
Lesen Sie weiter, um mehr über die Struktur der DNA zu erfahren, was sie bewirkt und warum sie so wichtig ist.
Was ist DNA?
DNA steht für
DNA ist ein lebenswichtiges Molekül nicht nur für Menschen, sondern auch für die meisten anderen Organismen. DNA enthält unser Erbmaterial und unsere Gene, die Dinge, die uns einzigartig machen.
Was ist die Struktur der DNA?
Eine Ansammlung von Nukleotiden ergibt ein DNA-Molekül. Jedes Nukleotid enthält drei Komponenten:
- ein Zucker
- eine Phosphatgruppe
- eine Stickstoffbase
Der Zucker in der DNA wird 2-Desoxyribose genannt. Diese Zuckermoleküle wechseln sich mit den Phosphatgruppen ab und bilden das „Rückgrat“ des DNA-Strangs.
An jeden Zucker in einem Nukleotid ist eine Stickstoffbase gebunden. Es gibt vier verschiedene Arten von Stickstoffbasen in der DNA. Sie beinhalten:
- Adenin (A)
- Cytosin (C)
- Guanin (G)
- Thymin (T)
Die beiden DNA-Stränge bilden eine dreidimensionale Struktur, die als Doppelhelix bezeichnet wird. In der Abbildung sieht die DNA wie eine Spiralleiter aus, in der die Basenpaare die Sprossen und das Zucker-Phosphat-Rückgrat die Beine sind.
Darüber hinaus ist es erwähnenswert, dass die DNA im Kern eukaryotischer Zellen linear ist, was bedeutet, dass die Enden jedes Strangs frei sind. In einer prokaryotischen Zelle bildet die DNA eine kreisförmige Struktur.
Was macht DNA?
DNA enthält die Anweisungen, die ein Organismus benötigt, um zu wachsen, sich zu entwickeln und sich zu vermehren. Diese Anweisungen existieren innerhalb der Sequenz von Nukleotidbasenpaaren.
DNA hilft Ihrem Körper zu wachsen
Ihre Zellen lesen diesen Code jeweils drei Basen gleichzeitig, um Proteine zu erzeugen, die für Wachstum und Überleben unerlässlich sind. Die DNA-Sequenz, die die Informationen zur Herstellung eines Proteins enthält, wird als Gen bezeichnet.
Jede Gruppe von drei Basen entspricht bestimmten Aminosäuren, die die Bausteine von Proteinen sind. Beispielsweise spezifizieren die Basenpaare TGG die Aminosäure Tryptophan, während die Basenpaare GGC die Aminosäure Glycin spezifizieren.
Einige Kombinationen, wie TAA, TAG und TGA, zeigen auch das Ende einer Proteinsequenz an. Dies sagt der Zelle, dass sie dem Protein keine weiteren Aminosäuren hinzufügen soll.
Proteine enthalten verschiedene Kombinationen von Aminosäuren. Wenn sie in der richtigen Reihenfolge zusammengefügt werden, hat jedes Protein eine einzigartige Struktur und Funktion in Ihrem Körper.
Wie kommt man vom DNA-Code zu einem Protein?
Zunächst spalten sich die beiden DNA-Stränge auf. Dann lesen spezielle Proteine im Kern die Basenpaare auf einem DNA-Strang ab, um ein intermediäres Botenmolekül zu erzeugen.
Bei diesem Prozess entsteht das Botenmolekül RNA (mRNA). mRNA ist eine andere Art von Nukleinsäure. Es wandert außerhalb des Zellkerns und dient als Botschaft an die zelluläre Maschinerie, die Proteine aufbaut.
Im zweiten Schritt lesen spezialisierte Komponenten der Zelle die Botschaft der mRNA drei Basenpaare gleichzeitig und arbeiten daran, Aminosäure für Aminosäure ein Protein zusammenzusetzen. Dieser Vorgang wird Übersetzung genannt.
DNA in Gesundheit, Krankheit und Alterung
Der vollständige Satz Ihrer DNA wird Ihr Genom genannt. Es enthält ungefähr
Sie erben eine Hälfte Ihrer DNA von Ihrem Vater und die andere Hälfte von Ihrer Mutter. Diese DNA stammt aus dem Spermium bzw. dem Ei.
Gene machen nur sehr wenig Ihres Genoms aus – nur 1 Prozent. Die anderen 99 Prozent helfen bei der Regulierung von Dingen wie wann, wie und in welcher Menge Ihr Körper Proteine produziert.
Wissenschaftler lernen immer mehr über diese „nicht codierende“ DNA.
DNA-Schäden und Mutationen
Der DNA-Code ist anfällig für Beschädigungen. Schätzungen zufolge treten täglich Zehntausende von DNA-Schäden in jeder unserer Zellen auf. Schäden können aufgrund von Fehlern bei der DNA-Replikation, freien Radikalen und UV-Strahlung auftreten.
Ihre Zellen verfügen über spezialisierte Proteine, die viele Fälle von DNA-Schäden erkennen und reparieren können. Es gibt
Mutationen sind dauerhafte Veränderungen in der DNA-Sequenz. Veränderungen im DNA-Code können sich negativ darauf auswirken, wie der Körper Proteine produziert.
Funktioniert das Protein nicht richtig, können Krankheiten entstehen. Einige Krankheiten, die aufgrund von Mutationen in einem einzelnen Gen auftreten, sind Mukoviszidose und Sichelzellenanämie.
Mutationen können auch
Aber nicht alle Mutationen sind schlecht. Einige sind harmlos, während andere zu unserer Artenvielfalt beitragen.
Änderungen, die in mindestens oder auftreten
DNA und Alterung
Nicht reparierte DNA-Schäden können sich mit zunehmendem Alter ansammeln und den Alterungsprozess vorantreiben.
Etwas, das bei den mit dem Altern verbundenen DNA-Schäden eine große Rolle spielen kann, sind Schäden durch freie Radikale. Dieser eine Schadensmechanismus reicht jedoch möglicherweise nicht aus, um den Alterungsprozess zu erklären. Es können auch mehrere Faktoren beteiligt sein.
Eins
Ein weiterer Teil der DNA, der am Altern beteiligt sein kann, sind Telomere. Telomere sind Abschnitte sich wiederholender DNA-Sequenzen an den Enden Ihrer Chromosomen. Sie helfen, die DNA vor Schäden zu schützen, verkürzen sich aber auch mit jeder Runde der DNA-Replikation.
Studien assoziieren die Verkürzung der Telomere mit dem Alterungsprozess. Einige Lebensstilfaktoren wie Fettleibigkeit, Zigarettenrauch und psychischer Stress
Wo wird DNA gefunden?
DNA ist in unseren Zellen vorhanden. Die genaue Position davon hängt von der Art der Zelle ab.
Eukaryotische Zellen
Menschen und viele andere Organismen haben eukaryotische Zellen. Das bedeutet, dass ihre Zellen einen membrangebundenen Zellkern und mehrere andere membrangebundene Strukturen haben, die als Organellen bezeichnet werden.
In einer eukaryotischen Zelle befindet sich die DNA im Zellkern. Eine kleine Menge DNA befindet sich auch in Organellen, den Mitochondrien, den Kraftwerken der Zelle.
Da der Platz im Zellkern begrenzt ist, verdichtet der Körper die DNA zu Paketen. Es gibt verschiedene Verpackungsstufen. Die Endprodukte sind die Strukturen, die wir Chromosomen nennen.
Prokaryotische Zellen
Organismen wie Bakterien sind prokaryotische Zellen. Diese Zellen haben keinen Zellkern oder Organellen. In prokaryotischen Zellen befindet sich die DNA in der Mitte der Zelle, die als Nukleoid bezeichnet wird, und ist eng zusammengerollt.
Was passiert, wenn sich Ihre Zellen teilen?
Die Zellen Ihres Körpers teilen sich als normaler Teil des Wachstums und der Entwicklung. Jede neue Zelle muss eine vollständige Kopie der DNA haben, wenn dies geschieht.
Um dies zu erreichen, muss Ihre DNA einen Prozess namens Replikation durchlaufen. Dabei spalten sich die beiden DNA-Stränge auf. Dann verwenden spezialisierte zelluläre Proteine jeden Strang als Vorlage, um einen neuen DNA-Strang herzustellen.
Nach der Replikation liegen zwei doppelsträngige DNA-Moleküle vor. Ein Satz geht in jede neue Zelle, wenn die Teilung abgeschlossen ist.
Die DNA ist entscheidend für unser Wachstum, unsere Fortpflanzung und unsere Gesundheit. Es enthält die Anweisungen, die Ihre Zellen benötigen, um Proteine zu produzieren, die viele verschiedene Prozesse und Funktionen in Ihrem Körper beeinflussen.
Da die DNA so wichtig ist, können Schäden oder Mutationen manchmal zur Krankheitsentwicklung beitragen. Es ist jedoch auch wichtig, sich daran zu erinnern, dass Mutationen von Vorteil sein und zu unserer Vielfalt beitragen können.
