DNA-Verpackung und Avery-Versuch: Grundlagen der Genetik
Die Verpackung der DNA in eukaryotischen Zellen ist ein komplexer Prozess, der es ermöglicht, die lange DNA-Moleküle effizient im Zellkern zu speichern. In der Interphase liegen die Chromosomen entknäult vor und sind lang, dünn und fädrig. Während der Synthesephase besteht jedes Chromosom zunächst aus einer durchgehenden DNA-Doppelhelix mit einem Durchmesser von 2 nm, die sich dann zu zwei identischen DNA-Molekülen, den Schwesterchromatiden, verdoppelt.
Vocabulary: Nukleosomen sind die grundlegenden Verpackungseinheiten der DNA, bestehend aus DNA, die um Histone gewickelt ist.
Eine menschliche Zelle enthält etwa 30 Millionen Nukleosomen, die eine perlenartige Struktur bilden. Diese Struktur verdichtet sich weiter, wobei 2-3 Nukleosomen dichter nebeneinander liegen, was die zweite Ebene der DNA-Verpackung darstellt.
Highlight: Die mehrstufige Verpackung der DNA ermöglicht es, das gesamte Genom in den mikroskopisch kleinen Zellkern zu passen.
Der Versuch von Avery war bahnbrechend für das Verständnis der DNA als Träger der Erbinformation. Avery verwendete lebende R-Zellen (kapsellose Bakterien) und abgetötete S-Zellen (kapselbildende Bakterien). Er trennte die Proteine der abgetöteten S-Zellen von der DNA und mischte dann lebende R-Zellen entweder mit Proteinen oder mit DNA der abgetöteten S-Zellen.
Example: Während die Proteine nicht von den lebenden R-Zellen aufgenommen wurden und keine Veränderung bewirkten, führte die Aufnahme der DNA zur Bildung von lebenden S-Zellen.
Dieses Ergebnis bewies, dass die DNA, nicht die Proteine, der Träger der Erbinformation sein musste.
Definition: Die Erbsubstanz ist das Material, das die genetische Information trägt und von einer Generation zur nächsten weitergegeben wird.
Um als Erbsubstanz zu fungieren, muss ein Molekül bestimmte Eigenschaften aufweisen:
- Es muss Informationen speichern können.
- Es muss identisch verdoppelt werden können (DNA-Replikation).
- Die Informationen müssen abgelesen und in phänotypische Merkmale umgesetzt werden können.
- Die Erbsubstanz muss die Möglichkeit zur Mutation haben.
Quote: "Die DNA dagegen schon, folge war die Bildung von lebenden S-Zellen, damit war bewiesen, dass die DNA der Träger der Erbinformation seinen musste."
Diese Erkenntnisse legten den Grundstein für unser modernes Verständnis der Genetik und der Rolle der DNA als zentrales Molekül des Lebens.
