Die DNS besteht aus zwei umeinandergewundenen Strängen und hat die Form einer Wendeltreppe oder einer in sich verdrehten Leiter. Die beiden Stränge sind durch Kombinationen von vier Verbindungen, die man Basen nennt, miteinander verknüpft. Jede Base des einen Strangs bildet mit einer Base des anderen Strangs ein Paar. Diese Basenpaare sind die Sprossen der in sich verdrehten DNS-Leiter. Die genaue Abfolge der Basen im DNS-Molekül ist für die genetische Information ausschlaggebend. Einfach ausgedrückt, bestimmt diese Abfolge so gut wie alles — von der Haarfarbe bis zur Nasenform.

Jedes Protein erfüllt eine spezielle Aufgabe, die von seinem DNS-Gen festgelegt wird. Doch wie wird die genetische Information in einem DNS-Gen entziffert, so daß ein bestimmtes Protein produziert werden kann? Wie die Grafik „Wie Proteine entstehen“ zeigt, muß die in der DNS gespeicherte genetische Information zuerst vom Zellkern in das Zytoplasma übertragen werden, wo sich die Ribosomen, die Proteinfabriken, befinden. Dieser Transfer wird von einer Vermittlerin bewerkstelligt, der Ribonukleinsäure (RNS). Die Ribosomen im Zytoplasma „lesen“ die RNS-Anweisungen und reihen Aminosäuren in der richtigen Reihenfolge aneinander, um ein bestimmtes Protein zu bilden. Somit gibt es eine Wechselbeziehung zwischen DNS, RNS und der Proteinherstellung.

(Genaue Textanordnung in der gedruckten Ausgabe)

Wie sich die DNS repliziert

Zur einfacheren Darstellung wurde die in sich verdrehte DNS-Helix flach abgebildet.

1 Bevor sich Zellen teilen, um die nächste Zellgeneration hervorzubringen, müssen sie die DNS replizieren (eine Kopie der DNS herstellen). Zunächst sind Proteine daran beteiligt, Abschnitte der doppelsträngigen DNS aufzutrennen.

Protein

2 Dann verbinden sich nach den strengen Regeln der Basenpaarbildung freie (verfügbare) Basen in der Zelle mit den entsprechenden Basen an den zwei ursprünglichen Strängen.

Freie Basen

3 Schließlich entstehen zwei Ausfertigungen des Bauplans. Wenn sich die Zelle also teilt, bekommt jede neue Zelle den gleichen DNS-Bauplan.

Protein

Protein

Die DNS-Basenpaarregel:

A immer mit T

A T Thymin

T A Adenin

C immer mit G

C G Guanin

G C Cytosin

[Diagramm auf Seite 8, 9]

(Genaue Textanordnung in der gedruckten Ausgabe)

Wie Proteine entstehen

Zur einfacheren Darstellung ist ein aus 10 Aminosäuren bestehendes Protein abgebildet. Die meisten Proteine bestehen aus mehr als 100.

1 Ein spezielles Protein trennt einen Abschnitt der DNS-Stränge auf.

Protein

2 Freie RNS-Basen heften sich an die freigelegten DNS-Basen nur eines Stranges und bilden so einen Strang Boten-RNS.

Freie RNS-Basen

3 Die neugebildete Boten-RNS löst sich ab und bewegt sich auf die Ribosomen zu.

4 Eine Transfer-RNS nimmt eine Aminosäure auf und transportiert sie zu dem Ribosom.

Transfer-RNS

Ribosom

5 Während sich das Ribosom an der Boten-RNS entlangbewegt, werden Aminosäuren miteinander zu einer Kette verknüpft.

Aminosäuren

6 Während die Proteinkette gebildet wird, beginnt sie die Form anzunehmen, die ihre richtige Funktion garantiert. Dann wird die Kette vom Ribosom freigegeben.

Die Transfer-RNS hat zwei wichtige Enden:

Das eine erkennt den Kode der Boten-RNS

Das andere Ende trägt die richtige Aminosäure

Transfer-RNS

RNS-Basen verwenden U statt T, daher paart sich U mit A

A U Uracil

U A Adenin

Blinder Zufall?

Zwei britische Wissenschaftler sind kürzlich zu Ergebnissen gelangt, die bestätigen, daß der genetische Kode kein Zufallsprodukt ist. „Ihre Untersuchung hat gezeigt, daß ... [der genetische Kode] der beste von über einer Trillion möglichen Kodes ist“, heißt es in der Zeitschrift New Scientist. Von den rund 10²⁰ (100 Trillionen) möglichen genetischen Kodes wurde nur einer in der frühen Geschichte des Lebens ausgewählt. Warum gerade dieser? Weil er Fehler bei der Proteinherstellung oder durch Mutationen verursachte Fehler auf ein Mindestmaß begrenzt. Mit anderen Worten: Durch diesen speziellen Kode wird sichergestellt, daß die Gesetze der Vererbung streng eingehalten werden. Einige schreiben die Auswahl dieses genetischen Kodes zwar einem „starken Selektionsdruck“ zu, aber wie die beiden Forscher folgerten, „ist es außerordentlich unwahrscheinlich, daß ein solch leistungsfähiger Kode durch Zufall zustande gekommen ist“.