BCBio

Genforschung im Überblick

DNA- die Doppelhelix

© A.Dreher / PIXELIO

Grundlage der Erbinformation sind vier chemische Moleküle, die als Basen bezeichnet werden. Zwei der Basen besitzen ein Purin-Grundgerüst, sie heißen Adenin (A) und Guanin (G). Die anderen beiden Basen, Thymin (T) und Cytosin (C) sind Pyrimidine. Mithilfe von Phosphatgruppen werden die Basen linear zu einem Strang verbunden. Die Kombination aus Phosphat, Zucker und Base nennt man dabei ein Nukleotid. Eine Besonderheit der Basen ist, dass sich A und T sowie G und C komplementär ergänzen. So finden sich im Organismus Doppelstränge gepaarter Basen, die in sich verdreht sind und so eine Doppelhelix bilden. Diese Doppelhelix ist der Normalzustand der DNA.

Woher kommt der Name DNA?

Da die DNA aus einzelnen Nukleotiden zusammengesetzt ist, bezeichnet man sie als Nukleinsäure. Außerdem hat sie als weiteren Bestandteil den Zucker Desoxyribose. Aus Nukleinsäure und Desoxyribose wird dann das Kunstwort Desoxyribonukleinsäure. Es war nicht einfach, diese komplizierte Struktur zu entdecken. Zwar isolierte schon 1869 ein Schweizer Arzt aus Zellkernen die Substanz, die die Erbinformation trägt, für die genaue Zusammensetzung und die Struktur der Doppelhelix bekamen aber erst 1962 drei Forscher den Nobelpreis für Medizin.

RNA- der erste Schritt auf dem Weg von der DNA zum Protein

Um aus der DNA-Bauanleitung ein Protein herstellen zu können, sind einige Schritte notwendig. Zuerst muss die DNA in RNA übersetzt werden. Diesen Vorgang nennt man „Transkription“. Die RNA (Ribonukleinsäure) dient dann den Ribosomen als Vorlage für die fertigen Proteine. Die Umsetzung von RNA in Proteine heißt in der Fachsprache „Translation“. Möchte man herausfinden, welche Funktion ein bestimmtes Protein hat, besteht die Möglichkeit, die Herstellung dieses Proteins zu unterbinden und dann zu beobachten, wie sich diese Unterbindung auswirkt. Dazu verwendet man unter anderem die Technik der RNA-Interferenz


RNA- Interferenz

Bringt man doppelsträngige RNA in einen Modellorganismus ein, zum Beispiel den Fadenwurm Caenorhabditis Elegans, wird die Herstellung des Proteins, das normalerweise aufgrund der eingebrachten RNA entsteht, unterdrückt. Dadurch wird indirekt das Gen stillgelegt. Dieses Verfahren nennt man RNA-Interferenz. Es funktioniert schon bei wenigen RNA-Molekülen, die in die Zelle injiziert werden. Der Einsatz beim Menschen, einem wesentlich komplexeren Organismus, birgt die Gefahr einer Immunantwort auf die fremde RNA. Darüber hinaus konkurrieren die eingebrachten RNA-Moleküle mit körpereigenen RNAs. Allerdings steht die Forschung auf diesem Gebiet noch am Anfang.