Die Klassische Genetik und molekulare Biologie bilden die Grundlage für das Verständnis der Vererbungslehre und der DNA-Funktionen.
Die DNA-Replikation ist ein fundamentaler Prozess der Zellteilung, bei dem die genetische Information verdoppelt wird. Dieser Prozess beginnt mit der Entwindung der DNA-Doppelhelix durch spezielle Enzyme. Die DNA Polymerase arbeitet dabei in 5'-3' Richtung und fügt neue Nukleotide an den wachsenden DNA-Strang an. Besonders wichtig ist die Unterscheidung zwischen kontinuierlicher und diskontinuierlicher Replikation. Während am Leitstrang die DNA kontinuierlich synthetisiert wird, erfolgt die Synthese am Folgestrang in kurzen Fragmenten (Okazaki-Fragmente), die später verbunden werden müssen.
Die Proteinbiosynthese umfasst zwei wichtige Hauptschritte: Transkription und Translation. Bei der Transkription wird die genetische Information von der DNA in messenger-RNA (mRNA) umgeschrieben. Dieser Prozess findet im Zellkern statt und wird durch RNA-Polymerase katalysiert. Die Translation erfolgt anschließend an den Ribosomen im Cytoplasma, wo die mRNA-Sequenz in eine Aminosäuresequenz übersetzt wird. Dabei spielen Transfer-RNA (tRNA) und verschiedene Proteinfaktoren eine wichtige Rolle. Die Genexpression wird durch verschiedene Regulationsmechanismen gesteuert, die sicherstellen, dass Proteine nur dann produziert werden, wenn sie benötigt werden. Diese Prozesse sind essentiell für alle Lebensvorgänge und bilden die Grundlage für die Entwicklung und Funktion aller Organismen.
