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Chromosom und DNS 
Die geheimnisvolle Ordnung der genetischen Botschaft


Damit aus Weizenkörnern wieder Weizen wird und aus dem Entenei ein Entenküken schlüpft, müssen die Erbinformationen vollständig und identisch an die Nachkommen weitergegeben werden. Im Laufe der Evolution haben sich unzählige Arten herausgebildet . "Zu einer Art gehören alle Individuen, die sich miteinander paaren können und fruchtbare Nachkommen haben." Vermischungen mit Artverwandten kommen vor, die Nachkommen daraus sind jedoch fast immer unfruchtbar, wie z.B. das Maultier, eine Kreuzung aus Pferd und Esel. Die Gene als Träger der Erbinformation bestimmen die Art, die Rasse bzw. Sorte sowie die individuelle Ausgestaltung der Nachkommen. Wenn wir Bild 1 die menschlichen Gene miteinander vergleichen, stimmen sie zu 99,9 Prozent miteinander überein. Die individuellen Unterschiede sind nur durch 0,1 Prozent unserer Gene bedingt.

Die Gesamtheit der genetischen Informationen eines Individuums wird als Genom bezeichnet. Im Inneren unserer Zellen befindet sich ein Zellkern, den wir auch als "Schatzkammer der genetischen Information" auffassen können, denn jede Zelle von Pflanze, Tier und Mensch beherbergt in ihrem Kern wohl geordnet auf den Chromosomen die Informationsgrundlage für den gesamten Organismus. Außer den Keimzellen (Ei- und Samenzelle) besitzt jede Zelle des menschlichen Organismus in ihrem Zellkern 46 Chromosomen, die in 23 Chromosomenpaaren angeordnet sind. Davon stammen jeweils 23 vom Vater und 23 von der Mutter. In der Menge des genetischen Materials spiegelt sich nicht unbedingt die Komplexität des Lebewesens wieder. Manche Farnarten besitzen mehr als 600 Chromosomen. Auf den Chromosomen befindet sich die Gesamtheit aller Anweisungen, sozusagen der "individuelle Code", der erforderlich ist, um einen lebenden Organismus hervorzubringen und zu erhalten.

Die Chromosomen bestehen aus langen Strängen der chemischen Wundersubstanz, die wir Desoxyribonukleinsäure oder DNS nennen und die als >das ungewöhnlichste Molekül auf Erden< bezeichnet wurde. Diesen Doppelstrang (eine dreidimensionale Doppelhelix) kann man sich räumlich wie eine gedrehte Strickleiter vorstellen. Die seitlichen "Seile" der Leiter bestehen aus einem Gerüst aus Zucker und Phosphat, das als Desoxyribose bezeichnet wird, die gesamte Doppelhelix ist eine Nukleinsäure, darum der Name Desoxyribonukleinsäure (DNS). Die Sprossen bestehen jeweils aus zwei Basen, die sich in dem Zwischenraum der Stränge miteinander verbinden. Diese Paarbildung kann nur in zwei Kombinationen stattfinden und zwar verbinden sich immer nur Adenin mit Thymin (A-T) und Cytosin mit Guanin (C-G). Eine Funktionseinheit dieser Basenpaare, die ein bestimmtes Merkmal im Organismus bewirkt, wird als Gen bezeichnet. Gene sind Anweisungen zur Herstellung von Proteinen (Eiweißen). Das menschliche Genom besteht aus etwa 30.000 Genen mit etwa 3,2 Milliarden Basenpaaren, das der Kulturpflanzen aus etwa 25.000, das der Bakterien aus etwa 2.000. Um die komplexen körperlichen Eigenschaften eines Menschen zu entwickeln und zu koordinieren, müssen seine 30.000 Gene perfekt zusammenarbeiten. Wie dieses Zusammenspiel der Gene im Einzelnen funktioniert, ist noch nicht erforscht. In jeder Zelle ist ein ungeheuer großer Informationsumfang gespeichert, den wir auch als "Bibliothek des Lebens" bezeichnen können.

Wird im Organismus eine "Anleitung" zur Bildung eines Proteins gebraucht, trennen sich die beiden DNS-Stränge wie ein Reißverschluß und jede der beiden Hälften wird von einem Enzym abgelesen, das sich in der Zelle befindet. Auf diese Weise entsteht ein neuer Strang, die Matritze, RNS (Ribonukleinsäure) genannt (Bild 3). Die DNS als "Bibliothek" bleibt geschützt und unversehrt im Zellkern, während die benötigte abgelesene Information als einzelsträngiges RNS-Molekül zu den Ribosomen in der Zelle transportiert wird. Das sind die "Eiweißfabriken" in denen auf Grund der in der RNS enthaltenen Bauanweisung durch die Aminosäuren gezielt das jeweilige Protein (Eiweiß) gebildet wird. Proteine sind für die Zellen lebensnotwendig, denn sie sind an allen biochemischen Reaktionen beteiligt wie Atmung, Wachstum, Zellteilung. Sie regeln und koordinieren als Hormone oder Enzyme alle Abläufe im Organismus. Die DNS ist also das Informationszentrum, aus dem alle Anweisungen für die Funktionen der Zelle abgeholt werden, die RNS gibt die Information weiter, die Proteine setzen den Informationsplan praktisch um.



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