Die Desoxyribonukleinsäure (abgekürzt DNA) ist das Molekül, das unsere genetische Information für die Entwicklung und das Funktionieren eines Organismus trägt. Sie besteht aus mehr als 3 Milliarden Basenpaaren ("kleine Buchstaben") in jeder Zelle unseres Körpers. In diesem Artikel werden wir uns ansehen, was die DNA ist, ihre Funktionen und ihre Struktur.
Wozu dient die DNA?
Die DNA ist für das Leben und sein reibungsloses Funktionieren unerlässlich. Sie ist für die Übertragung und Regulierung der genetischen Information und die Proteinsynthese verantwortlich.
Es speichert hauptsächlich genetische Informationen, Informationen, die uns zu dem machen, was wir sind, und die es uns ermöglichen, am Leben zu sein. Es ist verantwortlich für die Synthese der Funktionseinheiten unseres Körpers (Proteine) und die Regulierung der Genexpression.
Sie dient auch als primäre Einheit der Vererbung in allen Lebewesen. Mit anderen Worten: Jedes Mal, wenn sich ein Organismus fortpflanzt, wird ein Teil seiner DNA an seine Nachkommen weitergegeben. Diese Weitergabe der gesamten oder eines Teils der DNA eines Organismus trägt dazu bei, ein gewisses Maß an Kontinuität von einer Generation zur nächsten zu gewährleisten, und lässt gleichzeitig geringfügige Veränderungen zu, die zur Vielfalt des Lebens, zur Anpassung der Arten und zu ihrer Entwicklung beitragen.
DNA-Struktur
Und Sie werden sich fragen, wie es möglich ist, dass in einer Zelle (für das menschliche Auge nicht sichtbar) mehr als 3.000 Millionen kleine Buchstaben gespeichert werden können, was einer Länge von 2 Metern entspricht.
Dies wird durch die Kompaktheit der DNA und ihre komplexe Struktur ermöglicht. DNA hat verschiedene Verdichtungsstufen, von der niedrigsten bis zur höchsten:
Nukleotid
Die DNA besteht aus einer linearen Abfolge von Nukleotiden, die die Struktureinheiten des DNA-Moleküls darstellen. Jedes Nukleotid besteht aus einer stickstoffhaltigen Base, einer Phosphatgruppe und einem Fünf-Kohlenstoff-Zucker (Desoxyribose). Die stickstoffhaltige Base kann Adenin (A), Thymin (T), Cytosin (C) oder Guanin (G) sein.
DNA-Doppelhelix
Das DNA-Molekül ist eine Doppelhelix, bei der zwei Stränge von Nukleotiden zu einer Spiralstruktur zusammengerollt sind. Die beiden DNA-Stränge sind durch Wasserstoffbrücken zwischen den komplementären Stickstoffbasen miteinander verbunden. Jeder Strang eines DNA-Moleküls besteht aus einer langen Kette von Nukleotidmonomeren.
Nukleosom
Das DNA-Molekül wird durch Histone in Nukleosomen organisiert. Histone sind wesentliche Proteine für die Aufrechterhaltung der DNA-Struktur, die wiederum den Zugang zu regulatorischen Faktoren und der Transkriptions- und Replikationsmaschinerie erleichtert. Aufgrund ihrer positiven Ladung sind sie in der Lage, die DNA zu verdichten (negative Ladung). Jedes Nukleosom enthält etwa 147 Basenpaare DNA und mehrere Proteine.
Chromatin
Chromatin ist die Form, in der sich die DNA in der eukaryontischen Zelle befindet (gewundene Nukleosomen). Es besteht aus einer Kombination von DNA und chromosomalen Proteinen, insbesondere Histonen, die die DNA in einer kompakten Struktur halten, die für die Genregulation zugänglich ist. Chromatin ist ein verdichtetes Material, das sich während des größten Teils des Zellzyklus im Kern der Zelle befindet.
Es handelt sich um einverdichtetes und dynamisches Material, das aus DNA und chromosomalen Proteinen besteht und eine Schlüsselrolle bei der Regulierung der Genexpression und der gleichmäßigen Verteilung der DNA während der Zellteilung spielt.
Chromosom
Bei der Zellteilung kondensiert das Chromatin zu Chromosomen und ermöglicht so die Trennung und gleichmäßige Verteilung der DNA auf die Tochterzellen.
Dabei handelt es sich um lange, längliche Strukturen, die mit einem Lichtmikroskop während eines ganz bestimmten Zeitpunkts im Zellzyklus, der Zellteilung, sichtbar gemacht werden können.
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