DNA: Struktur, Funktionen und Biotechnologie

**DNA: Das Molekül des Lebens**

DNA (Desoxyribonukleinsäure) ist das Biomolekül, das die genetische Information enthält. Sie ist ein Teil der Chromosomen und befindet sich im Kern der eukaryotischen Zellen. DNA gehört zu den Nukleinsäuren. Ein DNA-Nukleotid besteht aus einem Monosaccharid, einer Phosphorsäure und einer stickstoffhaltigen Base. DNA besteht aus vier Nukleotiden: Adenin, Thymin, Cytosin und Guanin. DNA besteht aus zwei Ketten von Nukleotiden, die sich umeinander winden und eine Doppelhelix bilden. Adenin und Thymin sind komplementär, ebenso wie Cytosin und Guanin. Die Sequenz ist die Reihenfolge, in der die verschiedenen Nukleotide angeordnet sind. Bei der DNA-Replikation teilt sich die Zelle und erstellt eine exakte Kopie ihrer DNA, sodass beide Tochterzellen die gleiche genetische Information erhalten.

**Grundlegende Definitionen**

• Gen: Ein Stück DNA, das die Information für ein bestimmtes Merkmal trägt.
• Chromosom: Eine stabförmige Struktur, die aus stark gewickelter DNA besteht. Ein Chromosom enthält mehrere Gene.
• Genom: Die Gesamtheit aller Gene eines Individuums.
• Aminosäuren: Organische Moleküle, die sich zu Proteinen verbinden.
• RNA: Ein einzelner Strang, der eine zu DNA komplementäre Basensequenz enthält, wobei Thymin durch Uracil ersetzt ist.
• Genetischer Code: Ein Satz von Regeln, der die DNA-Nukleotidsequenz mit der Aminosäuresequenz eines Proteins in Beziehung setzt.
• Enzyme: Proteine, die chemische Reaktionen in lebenden Organismen steuern. Sie sind spezifisch für bestimmte Moleküle.

**Biotechnologie und Gentechnik**

• Biotechnologie: Die Anwendung von Organismen oder deren Bestandteilen in technischen Verfahren. Ein Beispiel ist die Injektion von menschlichem Insulin in Bakterien, damit diese es herstellen. Das Bakterium wird dadurch zu einem genetisch veränderten Organismus (GVO), da es DNA einer anderen Art enthält.
• Gentechnisch veränderter Organismus (GVO): Ein Organismus, dessen Erbgut durch Gentechnik verändert wurde.
• Rekombinante DNA-Technologie: Eine Technik zum Isolieren, Kombinieren und Kopieren von DNA-Fragmenten.
• Humangenom: Die Gesamtheit aller Gene einer Art, die in allen ihren Chromosomen enthalten sind.
• DNA-Analyse: Eine Technik, die es ermöglicht, Personen durch die Analyse ihrer DNA zu identifizieren. Sie kann verwendet werden, um Unfallopfer, Verdächtige, Vaterschaft und menschliche Überreste anhand von Blut-, Haar-, Haut- oder Spermaproben zu identifizieren.
• Thermocycler: Ein Gerät, das zur DNA-Amplifikation verwendet wird.
• Biotechnologische Arzneimittel oder therapeutische Verbindungen: Beispiele sind menschliches Insulin, Wachstumshormon (seit 1985 durch Gentechnik hergestellt, vorher aus Leichen gewonnen), Faktor VIII (für Personen mit Blutgerinnungsstörungen), Hepatitis-A- und -B-Impfstoffe und Antibiotika.
• Transgene Pflanzen: Pflanzen, deren Erbgut verändert wurde, indem ein oder mehrere neue Gene eingefügt oder die Funktion eines eigenen Gens verändert wurde.

**Klonen und Stammzellen**

• Klonen: Der Prozess, durch den Klone erzeugt werden, d. h. genetisch identische Zellen oder Individuen.
• Reproduktives Klonen: Die Gewinnung von Zellen aus adulten Säugetieren zum Klonen von Embryonen.
• Therapeutisches Klonen: Die Erzeugung einer Art von embryonalen Zellen für therapeutische Zwecke. Diese Zellen können in Kulturen gehalten werden.
• Stammzellen: Zellen, die sich unbegrenzt teilen und zu einem oder mehreren Geweben entwickeln können.

Die genetische Information bestimmt die Merkmale eines Individuums. Der einzige Unterschied zwischen den DNA-Molekülen verschiedener Individuen ist die Reihenfolge der Nukleotide.