DNA-Grundlagen und Proteinbiosynthese
Die DNA ist das Herzstück aller genetischen Informationen und muss vier wichtige Eigenschaften erfüllen: Informationen speichern, eine klare Leserichtung haben, Daten unverändert weitergeben und stabil sein. Sie besteht aus vier organischen Basen - den Purinbasen Adenin und Guanin sowie den Pyrimidinbasen Thymin und Cytosin.
Die DNA-Struktur ist eine Doppelhelix aus zwei gegenläufigen Einzelsträngen, die durch Wasserstoffbrückenbindungen verbunden sind. Jedes Nucleotid enthält Desoxyribose als Zucker, ein Phosphat und eine Base. Die Leserichtung verläuft von 3' nach 5', und die gesamte DNA-Länge einer menschlichen Zelle beträgt 1,80 Meter! Diese enorme Länge wird durch Verdichtung in den winzigen Zellkern gepackt - über Histone entstehen Nucleosome, die sich zu Fasern und schließlich zu Chromosomen verdichten.
Bei der PCR Polymerase−Kettenreaktion werden kleinste DNA-Mengen stark vermehrt. Der Prozess läuft in drei Schritten ab: Denaturierung bei 90°C spaltet die Stränge auf, Hybridisierung bei 50-60°C lagert Primer an, und die Amplifikation ergänzt die Einzelstränge komplementär - so entstehen exponentiell mehr DNA-Kopien.
Die Proteinbiosynthese gliedert sich in Transkription und Translation. Bei der Transkription erstellt die RNA-Polymerase transportfähige mRNA-Kopien der DNA im Zellkern. Die Translation übersetzt diese mRNA an den Ribosomen mithilfe von tRNA in Proteine - dabei bindet jedes Anticodon der tRNA an das entsprechende Codon der mRNA.
Merkhilfe: DNA → RNA → Protein - dieser Weg der genetischen Information ist der rote Faden der gesamten Molekularbiologie!