Theorie:
Funktionen der DNS - ein Überblick
Die DNS ist Trägersubstanz der Erbinformation. In dem Wort "Erbinformation" stecken beide Funktionen der DNS: Einerseits enthält sie Information und andererseits wird diese Information vererbt. Daraus ergeben sich zwei Fragen:
1) Wie werden die Informationen vererbt?
2) Was für Informationen sind gespeichert?
2) Was für Informationen sind gespeichert?
1) Vererbung der Information
Um die Erbinformation weitergeben zu können, müssen exakte Kopien der DNS erstellt werden. Das Erstellen einer Kopie der DNS wird Replikation genannt. Vor jeder Zellteilung muss eine DNS-Replikation stattfinden, damit beide Tochterzellen alle Erbinformationen erhalten. Jede Zelle eines Organismus enthält eine idente Kopie der DNS. Das heißt: sowohl z.B. eine Magenschleimhautzelle als auch eine Nervenzelle besitzt die Information für das Verdauungsenzym Pepsin und die Information für den Neurotransmitter Acetycholin. Die Regulatorgene bewirken, dass nur die jeweils für die spezifische Zellfunktionen relevanten Strukturgene aktiv sind.
Um die Erbinformation weitergeben zu können, müssen exakte Kopien der DNS erstellt werden. Das Erstellen einer Kopie der DNS wird Replikation genannt. Vor jeder Zellteilung muss eine DNS-Replikation stattfinden, damit beide Tochterzellen alle Erbinformationen erhalten. Jede Zelle eines Organismus enthält eine idente Kopie der DNS. Das heißt: sowohl z.B. eine Magenschleimhautzelle als auch eine Nervenzelle besitzt die Information für das Verdauungsenzym Pepsin und die Information für den Neurotransmitter Acetycholin. Die Regulatorgene bewirken, dass nur die jeweils für die spezifische Zellfunktionen relevanten Strukturgene aktiv sind.
2) Art der Informationen
Die DNS enthält ausschließlich Informationen über die Proteinproduktion (= Protein(bio)synthese):
Die DNS enthält ausschließlich Informationen über die Proteinproduktion (= Protein(bio)synthese):
- einerseits Bauanleitungen für Proteine; solche Gene werden Strukturgene genannt
- andererseits Anweisungen, wann und unter welchen Umständen das betreffende Protein produziert werden soll; solche Gene werden Regulatorgene bezeichnet.
Wie werden aber dann andere Merkmale gespeichert? Wo steckt die Information für die Fettsynthese, für den Bau von Zellen, für Blütenfarbe usw.?
Alle Merkmale werden von Enzymen gesteuert. Enzyme sind aber Proteine. Das heißt: in der DNS steckt zwar nicht die Information, wie ein Fett gebaut ist, aber es ist die Information für Enzyme gespeichert, die Fette synthetisieren, die Zellstrukturen aufbauen und Blütenfarben produzieren. Außerdem enthält die DNS in den Regulatorgenen die Information, wann und unter welchen Umständen diese Enzyme produziert werden.
Alle Merkmale werden von Enzymen gesteuert. Enzyme sind aber Proteine. Das heißt: in der DNS steckt zwar nicht die Information, wie ein Fett gebaut ist, aber es ist die Information für Enzyme gespeichert, die Fette synthetisieren, die Zellstrukturen aufbauen und Blütenfarben produzieren. Außerdem enthält die DNS in den Regulatorgenen die Information, wann und unter welchen Umständen diese Enzyme produziert werden.
Replikation und Proteinsynthese (bestehend aus Transkription und Translation)
Wichtig!
Die Funktionen der DNS sind die Replikation und die Proteinsynthese.
Quellen:
Ruso, Bernhart. 2011. BIOLOGIE. Skriptum. Wien: Dr. Roland GmbH, 2011. 3.Auflage
http://bioinformatica.upf.edu/2003/projectes03/3.2.2/transcripciondna.html