Die DNA: Der Bauplan des Körpers

Auch unser Körper hat einen Bauplan. Dieser befindet sich in unseren Zellen in der DNA und enthält unsere Erbinformationen.

In jeder einzelnen unserer Zellen ist der gesamte Bauplan unseres Körpers enthalten. Dieser Bauplan wird in Form von DNA ("Desoxyribonukleinsäure", englisch "deoxyribonucleic acid", abgekürzt "DNS" oder "DNA") gespeichert, welche vor allem im Zellkern und teilweise auch in den Mitochondrien enthalten ist. Die DNA ist ein langkettiges Makromolekül, welches die Form eines spiralförmigen Doppelstrangs (Doppelhelix) hat.¹ Man kann sich dies wie eine winzig kleine und lange Strickleiter vorstellen, welche in sich selbst verdreht ist. Diese Strickleiter besteht natürlich nicht aus Holz und Seilen, sondern aus den Bausteinen von Nukleinsäuren, den sogenannten "Nukleotiden".

Ein Nukleotid setzt sich dabei aus einem Basen-, einem Zucker- und einem Phosphat-Anteil zusammen.² Für uns ist hier vor allem der Basen-Anteil interessant, denn es gibt vier unterschiedliche Basen, mit denen die Erbinformation gespeichert wird. Diese vier Basen heißen "Adenin", "Guanin", "Cytosin" und "Thymin".³ Die Benennung ist dabei nicht so wichtig, doch Sie sollten sich merken, dass die unterschiedlichen Basen mit den Buchstaben "A", "G", "C" und "T" abgekürzt werden. Sie können sich diese Buchstaben etwa wie die Bits und Bytes in Ihrem Computer vorstellen, mit denen Sie Ihre Daten speichern können (wodurch bei vier unterschiedlichen Basen dann jede Base einen Informationsgehalt von zwei Bit darstellen kann). Durch die Abfolge der Nukleotide (Nukleotidsequenz) In der DNA sind also die Erbinformationen kodiert. Dabei bilden die Basen immer Paare mit ihren entsprechenden Gegenstücken ("komplementäre Basenpaarung"). Adenin (A) bildet dabei immer ein Paar mit Thymin (T), und Guanin (G) bildet dabei immer ein Paar mit Cytosin (C). Auf unserer "Strickleiter" besteht jede "Sprosse" daher aus jeweils einem Basen-Paar, entweder "A-T" oder "G-C" oder "C-G" oder "T-A".⁴

Beim Menschen ist die DNA im Zellkern dabei in 46 Chromosomen (23 Chromosomen-Paare) aufgeteilt.⁵

Image by OpenClipart-Vectors from Pixabay

Abbildung: Zelle - Zellkern - Chromosomen - DNA als Doppelhelix - Nukleotidsequenz mit Basen-Paaren

Im Laufe der Zeit sammeln sich in der DNA jedoch Veränderungen (Mutationen) an. Über viele Generationen betrachtet haben Mutationen die Evolution und damit die Entstehung des Menschen überhaupt erst möglich gemacht. Aus Sicht eines Einzelnen sind diese Mutationen jedoch in den allermeisten Fällen schädlich. Solche Veränderungen können dadurch entstehen, dass im DNA-Strang Basenpaare geändert, entfernt, hinzugefügt oder an eine andere Stelle verschoben werden. Dadurch kann die Funktion der Zellen (und damit unseres ganzen Körpers) gestört werden und die Produktion von Proteinen beeinträchtigt werden.

Solche Mutationen können auf verschiedene Weise entstehen. Beispielsweise können beim Kopiervorgang der Zelle Fehler auftreten und zu Mutationen führen. Außerdem können diese auch durch äußere Einflüsse wie z.B. die Bestrahlung mit UV-Licht entstehen (was jeden Tag der Fall ist, wenn wir uns in der Sonne befinden). Ebenso auch durch den Einfluss von Sauerstoffradikalen (englisch reactive oxygen species, "ROS"). Eine weitere Ursache können auch Viren sein, die das Genom einer verändern, indem sie Teile ihrer eigenen DNA dort einfügen. In unseren Zellen befinden sich zwar spezielle Reparaturmechanismen um einige dieser entstandenen Schäden wieder zu beheben. Trotzdem sammelt sich im Laufe der Zeit eine immer größere Anzahl von Mutationen dort an.^{6 7}

Image by NHS National Genetics and Genomics Education Centre, CC BY 2.0, via Wikimedia Commons

Abbildung: Eine Mutation in der DNA durch Änderung einer Base

Genomische Instabilität ist daher eines der neun "Kennzeichen des Alterns". ⁸ Als Lösung wird die Eliminierung von beschädigten Zellen vorgeschlagen. ⁹

Um der Ansammlung von Mutationen entgegenzuwirken, soll der Körper also von beschädigten Zellen befreit werden. In Studien an Tieren wurde herausgefunden, dass die Verabreichung von "NMN" (einem Vorprodukt von "NAD") den DNA-Reparaturmechanismus unterstützt. Entsprechende Auswirkungen beim Menschen werden derzeit untersucht.¹⁰

• zum Artikel: NAD
• zum Artikel: Warum altern wir?
• zum Artikel: Die Zelle
• zum Artikel: Proteine
• nächster Artikel: Zellteilung
• nach oben: Wissen
• zur Hauptseite

Image by Darwin Laganzon from Pixabay

Abbildung: In der DNA ist der Bauplan unseres Körpers gespeichert (Symbolbild)

1 https://de.wikipedia.org/wiki/Desoxyribonukleins%C3%A4ure

2 https://de.wikipedia.org/wiki/Nukleotide

3 https://de.wikipedia.org/wiki/Nukleinbasen

4 https://de.wikipedia.org/wiki/Basenpaar

5 https://de.wikipedia.org/wiki/Chromosom

6 https://www.youtube.com/watch?v=9tb-FxOXoaQ

7 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3836174/#S2title

8 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3836174/#S2title

9 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3836174/#S39title

10 https://youtu.be/9tb-FxOXoaQ?t=459