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Molekulare Grundlagen der Genetik:

DNA Struktur: Grundlagen:

Chromosomen bestehen aus Proteinen und der Nucleinsäure DNA
Die Desoxiribonukleinsäure (DNA) ist der Träger der Erbinformation
Das Makromolekül DNA lässt sich in Phosphorsäure, Desoxyribose und 4 versch Stickstoffbasen (Cytosin, Thymin(= Gruppe Pyrimidinbasen), Adenin und Guanin(= Gruppe Purinbasen)) zerlegen.
Das Mengenverhältnis zwischen den Pyrimidinbasen und den Purinbasen ist jeweils immer 1:1, das heisst: Cytosin und Guanin 1:1 und Thymin und Adenin 1:1 (Chargaff'sche Regel!)
Nucleotide bezeichnet man Einheiten, die entstehen, wenn man mithilfes des Enzyms DNase die DNA zerlegt: Sie bestehen aus einem Molekül Desoxyribose, einer Phosphatgruppe und einer der 4 Basen.
Das heisst: Die DNA ist also ein aus 4 Nucleotid-Arten bestehendes Makromolekül, ein sogenannter Polynucleotid.
Die RNA (Ribonukleinsäure) ist eine 2te, kleinere Art von Nucleinsäuren in einer Zelle
Die RNA unterscheidet sich in 2 Bausteinen von der DNA.
Sie hat statt dem Thymin die Primidinbase Uracil
RNA ist Einzelsträngig, und nicht doppelsträngig wie die DNA.
Der Zucker der RNA ist die Ribose (bei der DNA ist es die Desoxyribose)

Die Entdeckung der DNA:

Versuch von Griffith 1928:

Griffith isolierte einen pathogenen(Krankheitserregend) und nicht-pathogenen (harmlosen) Bakterienstamm.
Er vermischte bei seinem Versuch durch Hitze abgetötete Bakterien (pathogen) mit den nicht-pathogenen Bakterien und erhielt nun einige Bakterienzellen, die nun wieder pathogen waren
Griffin sprach von einer Transformation, welche man heute definiert als eine Veränderung des Genotyps und Phänotyps einer Zelle durch die Aufnahme extrazellulärer DNA.
Das heisst: bakterielle DNA kann ein anderes Bakterium genetisch transformieren.

Avery und seine Kollegen McCarty und MacLeod:

Sie veröffentlichten im Jahr 1944, dass es sich bei dem transformierenden Prinzip um DNA handelt.
Ihre Schlussfolgerung stützte sich darauf, dass eine Transformation von Nicht-pathogenen Bakterien zum pathogenen Phänotyp nur mit denjenigen Ansätzen, die eine intakte DNA enthielten, reproduzierbar war.
Damals war die allgemeine Meinung, dass Proteine die Strukturträger des Erbmaterials sind, deshalb wurde seine Entdeckung mit grosser Skepsis aufgenommen

Umprogrammierung von Zellen durch virale DNA:

Ein Virus besteht nur aus der DNA und einer schützenden Proteinhülle.
Um sich zu vermehren, befällt ein Virus eine andere Zelle und benutzt deren Stoffwechsel für seine Vermehrung.
Viren, die sich auf den Befall von Bakterien spezialisiert haben, nennt man Bakteriophagen
Die Bakteriophage heftet sich an die Oberfläche eines Bakteriums und injiziert sein genetisches Material (nur die DNA dringt in die Wirtszelle ein, die Proteinhülle bleibt draussen)
Nun übernehmen virale Gene die Maschinerie der Wirtszelle, die neue Viren produziert
Das Bakterium platzt und setzt so weitere Viren frei.

Quelle: Biologie Heute, SII, Schroedel, 2011, S. 120 ff.

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