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Erbgut, Gene, Chromosomen

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Ob Mensch, Tier oder Pflanze: Jedes Lebewesen trägt in jeder einzelnen Zelle sein gesamtes Erbgut. Es wird bei der Befruchtung festgelegt und ist für jedes Individuum, mit Ausnahme von Klonen und eineigen Zwillingen, einzigartig.

So steckt in einer Muskelzelle ebenso die Information über die Augenfarbe, wie eine Herzzelle ein Risikogen für Alzheimer enthalten kann. Allerdings sind in jeder Körperzelle nur jene Erbinformationen aktiv, die die Zelle für ihre Funktion braucht. Die übrigen Gene sind stillgelegt.

Chromosomen - 46 Erbgutpäckchen

Gebündelt sind die Erbinformationen in den Chromosomen. 46 Stück hat davon jeder gesunde Mensch, zwei von jeder Art - eines vom Vater, eines von der Mutter. So kommt eine Durchmischung des Erbguts mit immer neuen Kombinationen zustande. Zwei der Chromosomen bestimmen das Geschlecht: Während Männer ein X- und ein Y-Chromosom besitzen, haben Frauen zwei X-Chromosomen.

DNS - der genetische Code

Chromosomen sind lange, fadenförmige Gebilde, die sich im Zellkern befinden. Sie bestehen aus Desoxiribonukleinsäure (DNS) beziehungsweise im Englischen Desoxiribonucleinacid (DNA). Im Grunde sind Chromosomen also Riesenmoleküle, die aus nur vier verschiedenen Bausteinen bestehen, den Nukleotiden. Jedes Nukleotid setzt sich aus einem Phosphatrest, dem Zucker Desoxyribose und einer von vier organischen Basen zusammen: Adenin, Thymin, Guanin und Cytosin. Aus diesen vier Buchstaben und ihren unendlichen Kombinationsmöglichkeiten setzt sich der gesamte genetische Code zusammen.

Jedes Chromosom besteht aus zwei solchen langen Fadenmolekülen, die wie ein Wollknäul eng aufgewickelt sind. Über die Basen sind sie miteinander verknüpft. Dabei liegen sich jeweils Adenin und Thymin, sowie Guanin und Cytosin gegenüber, die über eine Wasserstoffbrücke miteinander verbunden sind. Die Struktur der DNS ist vergleichbar mit einer in sich gedrehten Strickleiter. Dabei bilden die Basenpaare die einzelnen Stufen während der Phosphatrest die seitlichen Stränge darstellt. So entsteht die berühmte Form der Doppelhelix, die erstmals 1953 von dem Wissenschaftlerduo James Watson und Francis Crick beschreiben wurde.

Das Genom - Ein Code aus mehr 30.000 Genen

Das menschliche Genom setzt sich aus drei Millionen Basenpaaren und mehr als 30.000 Genen zusammen. Dabei machen die Gene nur einen Bruchteil des DNS-Strangs aus. Für den größten Teil der "Strickleiter" ist die Funktion noch unbekannt.

Das gilt auch für die meisten Gene: Zwar wurde das menschliche Genom bereits vor einigen Jahren entschlüsselt. Von den meisten Genen weiß man aber noch nicht, welche Aufgaben sie haben.

Im Schnitt umfasst ein Gen etwa 3000 Basenpaare. Die Gene dienen dabei als Bauanleitung für Proteine, die im Körper ganze verschiedene Aufgaben haben. Proteine sind nicht nur Baumateria für die Körperstrukturen, sondern übernehmen in Form von Hormonen beispielsweise auch Aufgaben als Botenstoffe.

Bauplan des Lebens

Soll ein Protein gebaut werden, spaltet sich der DNA-Strang an der betreffenden Stelle auf wie ein Reissverschluss, der aufgezogen wird. An den offen Strängen lagern sich Nukleotide an und bilden eine neue Kette. In der Regel ist das die die Messenger RNA (mRNA).

Diesen Prozess nennt man Transkription. Die mRNA ist eine spiegelverkehrte Version des Gens, allerdings enthält sie statt Thymin die Base Uracil. Anstelle des Zuckers Desoxyribose kommt in der RNA die Ribose vor.

Der mRNA-Strang wandert in bestimmte Zellstrukturen, die Ribosomen in ihnen wird anhand der Bauanleitung das bestimmte Protein konstruiert. Diesen Vorgang nennen Genetiker Translation. Auf ihr beruhen alle Auf- und Umbauprozesse im Körper - die Basis alles irdischen Lebens.

Quellen anzeigen Quellen ausblenden keyboard_arrow_down keyboard_arrow_up
Autor:
Christiane Fux
Quellen:
  • Janning, W., Knust, E.: Genetik: allgemeine Genetik, molekulare Genetik, Entwicklungsgenetik. Thieme 2004
  • Graw, J. Genetik. Springer 2010
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