Die Geschichte der DNA

Von einem LunaDNA-Autor. Zuletzt bearbeitet von LunaPBC am September 2019

Das menschliche Erbmaterial, bekannt als Desoxyribonukleinsäure oder DNA, ist ein langes Molekül, das die Informationen enthält, die Organismen sowohl zur Entwicklung als auch zur Fortpflanzung benötigen. DNA befindet sich in jeder Zelle des Körpers und wird von den Eltern an die Kinder weitergegeben.

Obwohl die Entdeckung der DNA 1869 durch den in der Schweiz geborenen Biochemiker Fredrich Miescher stattfand, dauerte es mehr als 80 Jahre, bis ihre Bedeutung vollständig erkannt wurde. Und auch heute, mehr als 150 Jahre nach ihrer Entdeckung, bieten spannende Forschung und Technologie immer noch mehr Einblicke und eine bessere Antwort auf die Frage: Warum ist DNA wichtig? Erfahren Sie hier mehr über DNA, einschließlich:

• Was ist DNA?
  ◦ Woraus besteht DNA?◦ Wie funktioniert DNA?
• Wie wurde DNA entdeckt?
  ◦ Wer hat die DNA entdeckt?
  ◦ Wann wurde DNA entdeckt?
• Die Zukunft der DNA

Was ist DNA?

DNA ist selbstreplizierendes Material, das sich in jedem lebenden Organismus befindet. Im einfachsten Sinne ist es ein Träger aller genetischen Informationen. Es enthält die Anweisungen, die Organismen benötigen, um sich zu entwickeln, zu wachsen, zu überleben und sich zu vermehren. Es ist ein langes Molekül, das unseren genetischen „Code“ oder Rezept enthält. Dieses Rezept ist der Ausgangspunkt für unsere Entwicklung, aber die Interaktion der DNA mit äußeren Einflüssen wie Lebensstil, Umwelt und Ernährung bildet letztendlich den Menschen.Während die meiste DNA im Zellkern gefunden wird, kann eine kleine Menge auch in den Mitochondrien gefunden werden, die Energie erzeugen, damit Zellen richtig funktionieren können. Der vielleicht faszinierendste Teil des Prozesses ist die Tatsache, dass fast jede Zelle in Ihrem Körper die gleiche DNA hat.

Woraus besteht DNA?

DNA besteht aus Molekülen, die als Nukleotide bekannt sind. Jedes Nukleotid enthält eine Zucker- und Phosphatgruppe sowie Stickstoffbasen. Diese Stickstoffbasen werden weiter in vier Typen unterteilt, einschließlich:

• Adenin (A)
• Cytosin (C)
• Guanin (G)
• Thymin (T)

Die DNA-Struktur ist eine doppelsträngige Helix und ähnelt dem Aussehen einer verdrehten Leiter. Der Zucker und die Phosphate sind Nukleotidstränge, die die langen Seiten bilden. Die Stickstoffbasen sind die Sprossen. Jede Sprosse besteht eigentlich aus zwei Arten von Stickstoffbasen, die sich zu einer vollständigen Sprosse paaren und die langen Nukleotidstränge zusammenhalten. Denken Sie daran, es gibt vier Arten von Stickstoffbasen, und sie paaren sich spezifisch – Adeninpaare mit Thymin und Guanin mit Cytosin.Die menschliche DNA ist insofern einzigartig, als sie aus fast 3 Milliarden Basenpaaren besteht, von denen etwa 99 Prozent bei jedem Menschen gleich sind. Es ist jedoch die Reihenfolge dieser Basen, die bestimmt, welche Informationen verfügbar sind, um einen Organismus aufzubauen und zu erhalten.Stellen Sie sich DNA wie einzelne Buchstaben des Alphabets vor – Buchstaben verbinden sich in einer bestimmten Reihenfolge und Form miteinander, um Wörter, Sätze und Geschichten zu bilden. Die gleiche Idee gilt für DNA – wie die Stickstoffbasen in DNA-Sequenzen geordnet sind, bildet die Gene, die Ihren Zellen sagen, wie sie Proteine herstellen. Ribonukleinsäure (RNA), eine andere Art von Nukleinsäure, wird während des Transkriptionsprozesses gebildet (wenn DNA repliziert wird). Die Funktion der RNA besteht darin, genetische Informationen von DNA in Proteine zu übersetzen, wie sie von einem Ribosom gelesen werden.

Wie funktioniert DNA?

DNA ist im Wesentlichen ein Rezept für jeden lebenden Organismus. Es enthält wichtige Informationen, die von einer Generation zur nächsten weitergegeben werden. DNA-Moleküle im Zellkern wickeln sich eng zusammen, um Chromosomen zu bilden, die dazu beitragen, die DNA sicher und an Ort und Stelle zu halten und wichtige Informationen in Form von Genen zu speichern, um die genetische Information eines Organismus zu bestimmen.

DNA kopiert sich selbst in dieses einzelsträngige Molekül namens RNA. Wenn DNA die Blaupause ist, können Sie sich RNA als Übersetzer von Anweisungen vorstellen, die in der Blaupause geschrieben sind. Während dieses Prozesses wickelt sich die DNA ab, damit sie repliziert werden kann. RNA ähnelt der DNA, enthält jedoch einige signifikante molekulare Unterschiede, die sie auszeichnen. RNA fungiert als Botenstoff und trägt lebenswichtige genetische Informationen in einer Zelle von DNA durch Ribosomen, um Proteine zu erzeugen, die dann alle Lebewesen bilden.

Wie wurde DNA entdeckt?

DNA wurde 1869 vom Schweizer Forscher Friedrich Miescher entdeckt, der ursprünglich versuchte, die Zusammensetzung lymphoider Zellen (weiße Blutkörperchen) zu untersuchen. Stattdessen isolierte er ein neues Molekül namens Nuclein (DNA mit assoziierten Proteinen) aus einem Zellkern. Während Miescher als erster die DNA als eigenständiges Molekül definierte, haben mehrere andere Forscher und Wissenschaftler zu unserem relativen Verständnis der DNA, wie wir sie heute kennen, beigetragen. Und erst in den frühen 1940er Jahren wurde die Rolle der DNA bei der genetischen Vererbung überhaupt erforscht und verstanden.

Wer hat die DNA entdeckt?

Die vollständige Antwort auf die Frage, wer DNA entdeckt hat, ist komplex, denn in Wahrheit haben viele Menschen zu dem beigetragen, was wir darüber wissen. Die DNA wurde zuerst von Friedrich Miescher entdeckt, aber Forscher und Wissenschaftler erläutern seine Arbeit bis heute, da wir immer noch mehr über ihre Geheimnisse erfahren. Wie sich herausstellte, war Mieschers Entdeckung nur der Anfang.James Watson und Francis Crick, die Mieschers Entdeckung fast 100 Jahre später mit ihrer eigenen bahnbrechenden Forschung vorangetrieben haben, wird oft fälschlicherweise die Ehre zuteil, die DNA zuerst identifiziert haben. Watson und Crick trugen weitgehend zu unserem Verständnis der DNA in Bezug auf die genetische Vererbung bei, aber ähnlich wie Miescher, lange vor ihrer Arbeit, Andere machten auch große Fortschritte und Beiträge auf diesem Gebiet.

• 1866 – Vor den vielen bedeutenden Entdeckungen und Erkenntnissen war Gregor Mendel, der als „Vater der Genetik“ bekannt ist, der erste, der vorschlug, dass Merkmale von Generation zu Generation weitergegeben werden. Mendel prägte die Begriffe, die wir heute alle als rezessiv und dominant kennen.
• 1869 – Friedrich Miescher identifizierte das „Nukleinat“, indem er ein Molekül aus einem Zellkern isolierte, das später als DNA bekannt wurde.
• 1881 – Der Nobelpreisträger und deutsche Biochemiker Albrecht Kossel, dem die Namensgebung der DNA zugeschrieben wird, identifizierte Nukleinsäure als Nukleinsäure. Er isolierte auch die fünf Stickstoffbasen, die heute als Grundbausteine von DNA und RNA gelten: Adenin (A), Cytosin (C), Guanin (G) und Thymin (T) (das in RNA durch Uracil (U) ersetzt wird).
• 1882 – Kurz nach Kossels Erkenntnissen widmete Walther Flemming der Zytologie, der Untersuchung von Chromosomen, Forschung und Zeit. Er entdeckte die Mitose 1882, als er als erster Biologe eine völlig systematische Untersuchung der Chromosomenteilung durchführte. Seine Beobachtungen, dass sich Chromosomen verdoppeln, sind für die später entdeckte Theorie der Vererbung von Bedeutung.
• Anfang der 1900er Jahre – Theodor Boveri und Walter Sutton arbeiteten unabhängig voneinander an der sogenannten Boveri-Sutton-Chromosomentheorie oder der Chromosomentheorie der Vererbung. Ihre Erkenntnisse sind grundlegend für unser Verständnis, wie Chromosomen genetisches Material tragen und von Generation zu Generation weitergeben.
• 1902 – Mendels Theorien wurden schließlich von Sir Archibald Edward Garrod mit einer menschlichen Krankheit in Verbindung gebracht, der 1902 die ersten Ergebnisse einer Studie zur rezessiven Vererbung beim Menschen veröffentlichte. Garrod öffnete die Tür für unser Verständnis genetischer Störungen, die auf Fehler in chemischen Wegen im Körper zurückzuführen sind.
• 1944 – Oswald Avery skizzierte zuerst die DNA als das transformierende Prinzip, was im Wesentlichen bedeutet, dass es DNA ist, nicht Proteine, die Zelleigenschaften transformieren .
• 1944 – 1950 – Erwin Chargaff entdeckte, dass die DNA für die Vererbung verantwortlich ist und dass sie zwischen den Arten variiert. Seine Entdeckungen, bekannt als Chargaffs Regeln, bewiesen, dass Guanin- und Cytosineinheiten sowie Adenin- und Thymineinheiten in doppelsträngiger DNA gleich sind, und er entdeckte auch, dass DNA zwischen Spezies variiert.
• Ende der 1940er Jahre – Barbara McClintock entdeckte die Mobilität von Genen und stellte letztendlich praktisch alles in Frage, was einst angenommen wurde. Ihre Entdeckung des „springenden Gens“ oder der Idee, dass sich Gene auf einem Chromosom bewegen können, brachte ihr den Nobelpreis für Physiologie ein.
• 1951 – Roslind Franklins Arbeit in der Röntgenkristallographie begann, als sie anfing, Röntgenbeugungsfotos von DNA zu machen. Ihre Bilder zeigten die helikale Form, die Watson und Crick fast zwei Jahre später bestätigten. Ihre Ergebnisse wurden erst posthum anerkannt.1953 – Watson und Crick veröffentlichten über die Doppelhelixstruktur der DNA, die sich zu der leiterartigen Struktur verdreht, an die wir denken, wenn wir uns DNA vorstellen.

Wann wurde DNA entdeckt?

Was wir heute über DNA wissen, ist weitgehend James Watson und Francis Crick zu verdanken, die 1953 die Struktur der DNA entdeckten. Obwohl es sowohl vor als auch nach ihrer Arbeit viele wichtige Entdeckungen gab, entdeckten sie in diesem Jahr die Doppelhelix oder spiralförmige, ineinander verschlungene Struktur der DNA, die für unser heutiges Verständnis der DNA als Ganzes von grundlegender Bedeutung ist.

Die Zukunft der DNA

Die Zukunft der DNA hat großes Potenzial. Während Forscher und Wissenschaftler das, was wir über die Komplexität der DNA und die Erkenntnisse, für die sie kodiert, wissen, weiter vorantreiben, können wir uns eine Welt mit weniger und besser beherrschbaren Krankheiten, längeren Lebensdauern und einer personalisierten Sicht der Medizin vorstellen, die speziell auf Einzelpersonen und nicht auf die Bevölkerung als Ganzes anwendbar ist.

DNA Insights ermöglichen bereits heute die Diagnose und Behandlung genetischer Erkrankungen. Die Wissenschaft hofft auch, dass die Medizin Fortschritte machen wird, um die Kraft unserer eigenen Zellen zur Bekämpfung von Krankheiten nutzen zu können. Zum Beispiel ist Gentherapie entworfen, um genetisches Material in Zellen einzuführen, um anormale Gene zu kompensieren oder ein therapeutisch nützliches Protein zu machen.Forscher verwenden auch weiterhin DNA-Sequenzierungstechnologie, um mehr über alles zu erfahren, von der Bekämpfung von Ausbrüchen von Infektionskrankheiten bis zur Verbesserung der Ernährungssicherheit.

Letztlich wird die DNA-Forschung beschleunigen die Form der one-size-fits-all-Ansatz für die Medizin zu brechen. Jede neue Entdeckung in unserem Verständnis von DNA verleiht weitere Fortschritte in der Idee der Präzisionsmedizin, eine relativ neue Art und Weise Ärzte nähern Gesundheitswesen durch die Verwendung von genetischen und molekularen Informationen, um ihren Ansatz für die Medizin zu führen. Bei der Präzisions- oder personalisierten Medizin berücksichtigen Interventionen die einzigartige Biologie des Patienten und werden individuell auf jeden Patienten zugeschnitten, anstatt auf der vorhergesagten Reaktion für alle Patienten zu basieren. Mithilfe der Genetik und einer ganzheitlichen Betrachtung der individuellen Genetik, des Lebensstils und der Umwelt von Fall zu Fall können Ärzte nicht nur genaue Präventionsstrategien vorhersagen, sondern auch effektivere Behandlungsoptionen vorschlagen.

Wir sind sprunghaft von unserem Verständnis der DNA vor 150 Jahren entfernt. Trotzdem gibt es viel zu lernen. Und mit dem Potenzial, dass ein tieferes Verständnis der DNA die menschliche Gesundheit und Lebensqualität in unserer Welt verbessern wird, wird die Forschung zweifellos fortgesetzt. Ein vollständiges Verständnis der DNA von und zwischen allen Lebewesen könnte eines Tages zur Lösung von Problemen wie Welthunger, Krankheitsprävention und Bekämpfung des Klimawandels beitragen. Das Potenzial ist wirklich unbegrenzt, und gelinde gesagt, extrem aufregend.

Wie man mehr mit seiner DNA macht

Bis vor kurzem waren Individuen Quellen von Proben im traditionellen Forschungsmodell. Heute schließt sich die Lücke zwischen Forschung und Individuum und die Gemeinschaft kommt zusammen, um Gesundheitsdaten beizutragen, um die Forschung in großem Maßstab zu unterstützen, die Wissenschaft voranzutreiben und medizinische Entdeckungen bei LunaDNATM zu beschleunigen.Wenn Sie Forschern helfen möchten, Sie, Ihre Familie und Ihre Familiengeschichte besser zu verstehen, nehmen Sie an der LunaDNA Family Health History Survey teil oder teilen Sie Ihre DNA-Datendatei. Je mehr Menschen zusammenkommen, um Gesundheitsdaten zum Wohle der Allgemeinheit beizutragen, desto schneller und effizienter wird die Forschung skalieren und die Lebensqualität für uns alle verbessern.

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