DNA – Desoxyribonucleinsäure

Die sogenannte DNA-Struktur wurde 1953 entdeckt.

Was heisst das?

Jedes Lebewesen besteht aus einer Vielzahl von Zellen. In ihrem Innern hat jede Zelle einen Kern in welchem die Erbinformationen gespeichert werden. Mit Hilfe der DNA-Struktur ist es möglich die Erbanlagen bis ins Detail zu analysieren und eventuell zu manipulieren. Mit der Analyse ist eine genaue Identifikation von Lebewesen möglich.

In Zukunft wird man auch in der Elektronikwelt vermehrt auf die Abkürzung "DNA" treffen. Forscher sind daran DNA-Computer zu entwickeln.

Entdeckung:

Die Wissenschaft beschäftigte sich in der ersten Hälfte des zwanzigsten Jahrhunderts vor allem mit der Kernphysik. Man versuchte die Geheimnisse des Atoms zu entschlüsseln und kleinste Teile des Universums zu erforschen.

1953 entdeckten James Watson und Francis Crick die DNA-Struktur und begründeten damit einen neuen Wissenschaftszweig, die Molekularbiologie. Mit Hilfe der Molekularbiologie war / ist es möglich die letzten Geheimnisse des Lebens zu erforschen, zu zerlegen und fast grenzenlos zu manipulieren. Vieles wie etwa das Klonen von Genen, die Genbanken und die genetische Identifizierung waren vor drei Jahrzehnten unvorstellbar.

Dank dieser Entdeckung wird man in Zukunft viele Krankheiten heilen bzw. verhindern können, allerdings könnte dieses Wissen in falschen Händen verheerende Folgen haben.

Aufbau einer Zelle:

Zellen sind die Grundbausteine aller Lebewesen, die meisten sind winzige Gebilde mit nur wenigen Tausendstelmillimetern Durchmesser. Der menschliche Körper besteht aus rund 100'000 Milliarden Zellen. Man kann sich Zellen als einfache Säckchen vorstellen, die mit verschiedenen lebensnotwendigen Stoffen wie Eiweissen, Nucleinsäuren, Fetten und Kohlehydraten gefüllt sind. Im Innern der Zelle liegt ihr wichtigster Teil, der Kern, ohne den die Zelle nicht leben kann. Hier wird in den Chromosomen die Erbinformation gespeichert. Sie enthalten die Erbanlagen oder Gene, die aus Desoxyribonucleinsäure (DNA) bestehen. In der menschlichen Keimzelle befinden sich 23 Chromosomen, jedes enthält ungefähr 100'000 Gene.

Die DNA-Struktur:

Die DNA besitzt zwei sehr wichtige Eigenschaften: Sie speichert Informationen, die zum Bau und zur Aufrechterhaltung eines Lebewesens nötig sind und sie kann sich verdoppeln. Das DNA-Molekül ist sehr lang, wenn es auch insgesamt viel zu klein ist, um in einem optischen Mikroskop sichtbar zu sein. Sein Bau erinnert an eine verdrillte Strickleiter mit Millionen von Sprossen. In der DNA kommen nur vier verschiedene Basen vor: Adenin(A), Thymin(T), Cytosin(C) und Guanin(G). Eine Sprosse besteht jeweils aus zwei Basen (entweder A und T oder G und C). Wenn sich ein DNA-Strang wie ein Reissverschluss der Länge nach teilt, wird die fehlende Hälfte immer nach dem alten Bauplan ergänzt. Die beiden neu gebildeten Doppelstränge gleichen dem ursprünglichen in ihrer Basenabfolge vollkommen. Dadurch entstehen bei der Zellteilung identische Zellen.

Genetische Identifizierung:

Die DNA-Bandmuster sind bei nah verwandten Personen sehr ähnlich, bei nicht miteinander verwandten aber sehr unterschiedlich. Die einzelnen Bänder entsprechen sogenannten Kernsequenzen in der DNA. Durch Strahlung werden die Bänder auf einen Film belichtet.

Solche genetische Fingerabdrücke kann man für Vaterschaftsnachweise und in der Gerichtsmedizin verwenden. Man braucht nur eine kleine Probe Blut, Sperma oder sonstiges Körpergewebe wie zum Beispiel ein Haar ! Die Verbrechensbekämpfung per DNA-Fingerabdruck begann 1987 in England. Um einen Mörder aufzuspüren nahm man von etwa 5000 Männern DNA-Blutteste.

Zukunft:

Das Problem vieler Computer-Benutzer ist, dass immer mehr Speicherplatz benötigt wird. Forscher sind daran, nach dem biologischen Vorbild des DNA-Moleküls einen DNA-Computer zu entwickeln. Ein solcher Computer hätte riesige Vorteile: geringer Energieverbrauch, extrem hohe Speicherdichte! Ein einziger Kubikzentimeter mit DNA- Flüssigkeit wäre in der Lage, bis zu einer Billion Gigabit zu speichern.

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