DNA, Genetischer Code & Proteine: Grundlagen der Vererbung

Die DNA: Genetischer Code und seine Übersetzung

Die klassische Genetik widmet sich der Erforschung der Mechanismen der Vererbung. Bereits in den 1930er Jahren wurden grundlegende Fragen aufgeworfen, und Genetiker begannen, die Natur des Gens zu erforschen. Schon vor den 1940er Jahren gab es keine Zweifel an der Existenz von Genen.

Die Erforschung des Gens und der DNA

Die erste chemische Analyse von genetischem Material zeigte, dass eukaryotische Chromosomen aus Desoxyribonukleinsäure (DNA) und Proteinen bestehen. Sowohl DNA als auch Proteine waren gute Kandidaten für das Molekül, das das genetische Material trägt.

Die Entdeckung der DNA-Struktur

Im Jahr 1953 sammelten Watson und Crick Daten aus verschiedenen Studien über die DNA. Sie postulierten ein Modell für die DNA-Struktur und konnten daraus ableiten, dass die DNA eine lange, miteinander verflochtene Doppelhelix ist. Eine wesentliche Eigenschaft des genetischen Materials ist seine Fähigkeit, genaue Kopien von sich selbst zu machen. Watson und Crick nahmen an, dass ein Weg gefunden werden musste, wie DNA-Moleküle sich schnell replizieren könnten. Sie schlugen einen Mechanismus für die DNA-Replikation vor und leiteten ab, dass das DNA-Molekül durch einen semikonservativen Prozess repliziert wird, wobei die Hälfte des ursprünglichen Moleküls erhalten bleibt. Das Modell von Watson und Crick zeigte, wie Informationen im DNA-Molekül gespeichert werden.

Proteine, RNA und der Genetische Code

In den 1940er Jahren begannen Biologen zu bemerken, dass alle biochemischen Aktivitäten lebender Zellen von bestimmten, spezifischen Proteinen abhängig sind. Es war immer klar, dass die Besonderheiten einzelner Enzyme das Ergebnis der primären Struktur der Proteine sind. Das DNA-Molekül enthält kodierte Anweisungen für biologische Strukturen und Funktionen. Zudem werden diese Anweisungen von Proteinen ausgeführt.

Die Rolle der RNA bei der Übersetzung

Ribonukleinsäure (RNA) war ein guter Kandidat, um eine Rolle bei der Übersetzung der Informationen zu spielen. Es gibt drei Arten von RNA:

• Boten-RNA (mRNA)
• Transfer-RNA (tRNA)
• Ribosomale RNA (rRNA)

Wenn man den genetischen Code kennt, kann man sich dem Problem widmen, wie Informationen, die in der DNA kodiert und in der mRNA vorliegen, dann in eine bestimmte Reihenfolge von Aminosäuren in Proteine übersetzt werden.

Mutationen und die Universalität des Codes

De Vries definierte Mutation in Bezug darauf, dass Funktionen im Phänotyp erscheinen. Eine Mutation ist eine Veränderung in der Nukleotidsequenz der DNA. Der genetische Code ist für nahezu alles Leben universell.