Physiologie kompakt für Dummies. Donna Rae Siegfried. Читать онлайн. Newlib. NEWLIB.NET

Автор: Donna Rae Siegfried
Издательство: John Wiley & Sons Limited
Серия:
Жанр произведения: Биология
Год издания: 0
isbn: 9783527839186
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aufgebaut ist. Desoxyribonukleinsäure ist DNA – das genetische Material in Form einer in sich gedrehten Leiter, die »Doppelhelix« genannt wird. Die Einheit, aus der die einzelnen DNA-Stränge bestehen, sind die sogenannten »Nukleotide«.

      

Jedes DNA-Nukleotid besteht aus:

       Desoxyribose (ein Zucker mit fünf Kohlenstoff-Molekülen)

       einer Phosphat-Gruppe

       einer Stickstoff-Base, und diese ist in der DNA entweder:Adenin (A)Cytosin (C)Guanin (G)Thymin (T)

      

Die Nomenklatur ist zugegebenermaßen nicht ganz einfach: Die Base Adenin plus der Zucker heißt Adenosin (entsprechend auch Guanosin, Cytosin und Thymidin). In der DNA ist jeweils ein Phosphatrest an die Stickstoff-Base plus den Zucker angehängt. Aus Adenosin wird Adenosinmonophosphat (AMP), aus Guanosin entsprechend Guanosinmonophosphat (GMP) und so weiter. Die Nukleotide in der freien Form kommen auch mit zwei oder drei Phosphatresten in den Zellen vor und übernehmen wichtige Aufgaben, zum Beispiel als Energieträger (siehe oben) oder Überträger von Phosphatgruppen. In diesem Fall wird aus Adenosinmonophosphat (AMP) zum Beispiel das Adenosindiphosphat (ADP) oder das Adenosintriphosphat (ATP).

      Gene sind die Baupläne für Ihren Körper. Gene bestimmen, wie Sie aussehen, wie schnell Sie altern, für welche Krankheiten Sie empfänglich sind und welche Stärken und Schwächen Sie haben. Kurz: Ihre Gene sind alles, was Sie sind. Gene kontrollieren die Produktion von Aminosäuren, den Bausteinen der Proteine, und Proteine sind Bestandteil von einfach allem: zum Beispiel von Zellmembranen, Haut, Knochen, Muskeln, Organen, Hormonen oder Enzymen. Proteine bestimmen Wachstum und Entwicklung sowie viele alltägliche Funktionen (wie beispielsweise die Homöostase). Und die Gene fungieren als Architekten der aus Aminosäuren zusammengesetzten Proteine. Sie bestimmen, wann welche Proteine an welchem Ort gebildet werden.

      Sie können ein Gen für – nun, sagen wir dunkelbraune Hautfarbe besitzen, doch dieses Gen ist für die Ausprägung der Hautfarbe nicht allein verantwortlich. Es beinhaltet lediglich Anweisungen für die Melanozyten (Hautzellen, die Pigmente herstellen), nach welchen Aminosäuren die Regale im Körper-Supermarkt durchsucht und wie diese Aminosäuren aneinandergereiht werden sollen. Die Reihenfolge der Aminosäuren bestimmt die Art des gebildeten Proteins. Und dieses Protein bestimmt die Menge des durch die Melanozyten hergestellten Farbstoffes. Wenn Ihre Gene sagen, dass Sie blaue Augen haben sollen, wird die Iris (der farbige Teil des Auges) Proteine herstellen, die eine Blaufärbung bewirken. Und wenn Sie ein Gen für lockiges Haar besitzen, produzieren Ihre Haarfollikel Haarzellen in wellenförmiger Anordnung.

      DNA und Chromosomen vermehren

      Während der DNA-Replikation muss die »gewundene Leiter« der Doppelhelix entwirrt und ähnlich wie bei einem Reißverschluss geöffnet werden, sodass die »Leitersprossen« in der Mitte regelrecht auseinanderbrechen. Diese Teilung wird von einem Enzym namens Helicase initiiert; das Ergebnis ist ein Y-förmiges DNA-Molekül mit einem Nukleotid auf dem rechten Strang des Y und einem Nukleotid auf seinem linken Strang (siehe Abbildung 2.2). Eine der beiden Seiten des Original-DNA-Strangs wird zu einem Vorlagen- oder Template-Strang. Ein Template ist eine Matrize oder ein Muster, nach dem etwas Neues aufgebaut wird. Der Template-Strang dient also als Vorlage für den neuen, komplementären Strang.

      

Die Reihenfolge der Basen ist wichtig, da sie die Gene festlegen, und die Gene wiederum vorgeben, welche Aminosäuren gebildet werden. Die Aminosäuren bestimmen, welches Protein aus ihnen gebildet wird, und Proteine sind, wie Sie inzwischen wissen, essenzielle Bestandteile aller Zellen. Proteine bilden sowohl Zellstrukturen als auch Enzyme, die für lebensnotwendige Vorgänge verantwortlich sind.

      

Wenn Sie einen Blick auf Abbildung 2.2 werfen, können Sie die Zahlen »3’« und »5’« (Lies: »3-Strich« bzw. »5-Strich«) erkennen. Diese Zahlen markieren die Ausrichtung des jeweiligen DNA-Stranges und somit die Richtung der DNA-Replikation: Der Template-Strang wird von 3’ zu 5’ gelesen, während der Komplementärstrang in Richtung 5’ zu 3’ wächst.

      Fehler können sich einschleichen, wenn die DNA-Polymerase den Template-Strang abliest und die entsprechenden Basen ans Ende des komplementären Stranges heftet. Wenn die Polymerase zwar ein »A« erkennt, aber trotzdem ein »C« statt ein »T« anbringt, wird die genetische Information verändert und ungenau. Glücklicherweise hat Mutter Natur an alles gedacht. Ein Fehler wird meist beim Korrekturlesen erkannt und eliminiert. Die falschen Basen werden ausgeschnitten, und die Polymerase fügt den richtigen Baustein ein. Wenn der Fehler wieder auftritt, versuchen Fehlpaarungs-Reparatur-Enzyme, im Zellkern die alte