Was ist DNA? Definition, Struktur und Rolle im Leben

DNA, ausgeschrieben Desoxyribonukleinsäure, ist das Erbmaterial fast aller Lebewesen. Sie liegt als Doppelhelix vor, besteht aus vier Basen und speichert die genetische Information. Aus ihrer Abfolge entstehen über RNA die Proteine.

Was ist DNA und wofür ist sie da?

DNA ist ein großes Molekül, das in Zellen als Doppelhelix organisiert ist. Die Kette setzt sich aus Nukleotiden zusammen, jedes mit dem Zucker Desoxyribose, einem Phosphat und einer Base. Es gibt vier Basen, Adenin, Thymin, Guanin und Cytosin. Gegenüberliegende Basen paaren spezifisch, A mit T sowie G mit C. So entsteht ein robuster, gleich breiter Helixaufbau. Die Reihenfolge der Basen enthält die Bauanleitung für Gene. Gene werden in RNA umgeschrieben, danach entstehen in Ribosomen Proteine. Proteine treiben Stoffwechsel, Struktur und Kommunikation in Zellen an. Auf diese Weise verbindet Desoxyribonukleinsäure Information mit Funktion und macht Vererbung messbar.

Bei Zellteilungen wird DNA verdoppelt. Enzyme öffnen die Helix, kopieren die Stränge und prüfen Fehler. Reparatursysteme beheben häufige Schäden durch Chemikalien oder Strahlung. Desoxyribonukleinsäure liegt bei Eukaryoten meist im Zellkern, kleinere Mengen finden sich in Mitochondrien. In Chromosomen wird DNA um Histone gewickelt und eng gepackt. Welche Gene aktiv sind, steuern zelluläre Programme durch Transkriptionsfaktoren und chemische Markierungen wie Desoxyribonukleinsäure-Methylierungen. Mutationen verändern die Sequenz, viele bleiben neutral, manche schaden, wenige nutzen. Über viele Generationen liefern solche Veränderungen das Rohmaterial der Evolution.

Wesentliche Details zu Struktur und Funktion der DNA

Die Doppelhelix besteht aus zwei antiparallelen Strängen mit Zucker Phosphat Rückgrat außen und Basen innen.
Komplementäre Basenpaarung sorgt für zuverlässige Kopie der Information bei der Replikation.
Gene werden zu RNA transkribiert, danach entstehen Proteine durch Translation in Ribosomen.
Chromatin organisiert Desoxyribonukleinsäure in Schleifen und Domänen, das erleichtert Regulation und Verpackung.
Reparaturwege wie Basenexzision, Nukleotidexzision und Doppelstrangbruchreparatur erhalten Stabilität.

Vorteile von Desoxyribonukleinsäure

Hohe Informationsdichte bei kompakter Verpackung in Chromosomen
Zuverlässige Verdopplung durch komplementäre Basenpaarung
Langlebiger Speicher durch stabile chemische Struktur
Fein steuerbare Genaktivität durch vielfältige Regulatoren

Nachteile von Desoxyribonukleinsäure

Anfällig für Schäden durch Strahlung und reaktive Stoffe
Fehlreparaturen können zu Krankheiten führen
Enge Verpackung kann den Zugriff für Enzyme erschweren
Mutationen können erblich weitergegeben werden

Verwechslungen und nahe Begriffe rund um DNA

DNA ist nicht gleich Gen, Chromosom oder Genom. Der Begriff beschreibt das Molekül, in dem Information in Basenfolgen steckt. Gene sind definierte Abschnitte mit Funktion. Chromosomen sind Verpackungsformen, sichtbar bei der Teilung. Das Genom umfasst die Gesamtheit aller Desoxyribonukleinsäure Sequenzen eines Organismus.

RNA: Träger und Vermittler der Information, enthält Ribose und Uracil, oft einzelsträngig
Gen: Funktionseinheit auf DNA, kann ein Protein oder eine funktionelle RNA codieren
Chromosom: stark kondensierte DNA Protein Struktur, erleichtert die Verteilung bei Teilungen
Genom: gesamte DNA eines Organismus, inklusive kodierender und nicht kodierender Bereiche

FAQ zu: Was ist DNA

Was speichert die DNA konkret?: Die Reihenfolge der Basen enthält Baupläne für RNA und Proteine.
Was ist mit Doppelhelix gemeint?: Zwei komplementäre Stränge winden sich schraubenförmig umeinander.
Was unterscheidet DNA von RNA?: DNA enthält Desoxyribose und Thymin, RNA Ribose und Uracil.
Was ist ein Gen auf der DNA?: Ein DNA Abschnitt, dessen Information ein Produkt erzeugt.
Was passiert bei der Replikation?: Die Stränge werden getrennt und jeweils nach Vorlage kopiert.
Was bewirken Mutationen?: Sie verändern Sequenzen, Folgen reichen von neutral bis krankhaft.
Was ist mitochondriale DNA?: Kleine ringförmige DNA in Mitochondrien, meist maternal vererbt.
Was regelt Genaktivität?: Transkriptionsfaktoren und chemische Markierungen steuern Ablesung.