NukleinsäurenDNA

Nukleinsäuren sind Moleküle, die genetische Information speichern und übertragen. Die DNA (Desoxyribonukleinsäure) besteht aus langen Ketten von Nukleotiden. Jedes Nukleotid enthält eine Desoxyribose, eine Phosphatgruppe und eine von vier stickstoffhaltigen Basen: Adenin (A), Thymin (T), Cytosin (C) und Guanin (G). Die zwei Polynukleotidstränge sind zu einer Doppelhelix verdreht und bilden durch Wasserstoffbrückenbindungen A mit T sowie C mit G. Die Stränge verlaufen antiparallel zueinander und sind über das Phosphat-Zucker-Rückgrat miteinander verbunden.

DNA dient als Vorlage und Bauplan für genetische Information. In Zellen liegt DNA im Zellkern (bei Eukaryoten) bzw. in Organellen (Mitochondrien, Chloroplasten) sowie als extrachromosomale Plasmide bei Prokaryoten und einigen Protisten. Die Replikation der DNA ist semikonservativ: Jede der beiden Stränge dient als Vorlage für die Bildung eines neuen komplementären Strangs, unterstützt durch Enzyme wie Helikase, DNA-Polymerasen, Primase und Ligase. Der Informationsfluss folgt dem Zentralen Dogma der Molekularbiologie: DNA wird transkribiert in messenger RNA (mRNA), die dann von Ribosomen in Proteine übersetzt wird. Mutationen, Reparaturmechanismen und Chromatinstruktur beeinflussen Genexpression und Vererbbarkeit.

DNA spielt eine fundamentale Rolle in der Biologie und Evolution. Das Verständnis der Genomorganisation ermöglicht Techniken wie Polymerase-Kettenreaktion (PCR), Sequenzierung, Klonierung und Genom-Editierung (z. B. CRISPR). Medizinische Anwendungen umfassen Diagnostik, Personalmedizin und Grundlagenforschung. Die Stabilität und Replikation der DNA sind Gegenstand laufender Forschungen, da Fehler zu Erkrankungen führen können.