Historische Experimente zur Entdeckung der Erbsubstanz

Die Entdeckung der DNA als Träger der Erbinformation erfolgte durch mehrere wegweisende Experimente. Versuche mit einzelligen Schirmalgen zeigten, dass sich die Erbsubstanz im Zellkern befindet. Experimente mit pathogenen Bakterienstämmen an Mäusen bewiesen, dass zur Speicherung und Weitergabe von Informationen kein lebendes System benötigt wird.

Highlight: Das Avery-Experiment wies nach, dass die DNA und nicht Proteine die transformierende Substanz ist.

Das Hershey-Chase-Experiment mit radioaktiv markierten Bakteriophagen zeigte endgültig, dass die Erbinformation in der DNA und nicht in Proteinen gespeichert ist.

Zur Isolierung von DNA werden mehrere Schritte durchgeführt:

1. Mechanische Zerkleinerung zur Oberflächenvergrößerung
2. Einsatz von Spülmittel zur Zerstörung von Zellwänden und Kernmembranen
3. Erhitzen und schnelles Abkühlen zum Schutz der DNA
4. Filtrieren zur Trennung von Zellwänden und DNA
5. Proteinabbau durch Zusatz von Fleischentzerner
6. Ausfällen der DNA mit Ethanol

Der Aufbau der DNA wurde als Doppelhelix aus zwei antiparallelen Einzelsträngen entschlüsselt. Die Bausteine sind Desoxyribose, Phosphorsäure und die organischen Basen Adenin, Guanin, Thymin und Cytosin. Die Basenpaarung erfolgt spezifisch zwischen A-T und G-C.

Vocabulary: Doppelhelix - Die spiralförmige Struktur der DNA, bestehend aus zwei umeinander gewundenen Einzelsträngen.

Die Verpackung der DNA erfolgt in mehreren Stufen vom histonfreien Doppelstrang über die Perlschnurstruktur und Chromatinfaser bis zum kondensierten Chromatid.

Das Meselson-Stahl-Experiment bewies den semikonservativen Mechanismus der DNA-Replikation. Dabei wird jeweils ein elterlicher Strang mit einem neu synthetisierten Strang kombiniert.

Example: Bei der semikonservativen Replikation entsteht aus einem schweren DNA-Strang (N15-markiert) ein mittelschwerer Strang (ein schwerer, ein leichter Strang) in der ersten Generation und in der zweiten Generation je zur Hälfte mittelschwere und leichte DNA-Stränge.