DNA – Definition, Aufbau und Funktion einfach erklärt

Die DNA ist das Erbgut aller Lebewesen und trägt alle genetischen Informationen. Ihr Aufbau umfasst Zucker, Basen und Phosphatreste, die sich zu einem Doppelstrang verbinden. Entdecke die Aufgaben der DNA, den Unterschied zwischen Prokaryoten und Eukaryoten und mehr! Interessiert? Lies weiter für eine einfache Erklärung.

Inhaltsverzeichnis zum Thema DNA

Das Quiz zum Thema: Dna und Dna Aufbau

Was sind die Bestandteile der DNA?

Frage 1 von 5

Wie viele DNA-Stränge sind in einem DNA-Doppelstrang enthalten?

Frage 2 von 5

Was ist ein Gen?

Frage 3 von 5

Welche Basen bilden in der DNA Wasserstoffbrückenbindungen?

Frage 4 von 5

Wofür steht die Abkürzung DNA?

Frage 5 von 5

DNA im Überblick

  • Die DNA ist das Erbgut aller Lebewesen, sie enthält alle wichtigen Informationen. Einfach erklärt heißt die Abkürzung DNA bzw. auf Deutsch DNS, ausgeschrieben Desoxyribonukleinsäure.
  • Die Bestandteile der DNA sind die Desoxyribose (Zucker), vier verschiedene organische Basen (Adenin, Guanin, Cytosin und Thymin) und ein Phosphatrest (Säure).

  • Zucker, Base und Phosphatrest zusammen nennt man Nukleotid, die miteinander zum DNA-Einzelstrang verknüpft werden.
  • Der Aufbau der DNA wird beschrieben als DNA-Doppelstrang aus zwei Einzelsträngen.
  • Einfach erklärt ist die DNA in verschiedenen Phasen des Zellzyklus (Interphase und Zellteilung) unterschiedlich verpackt. Chromosomen und Chromatin beschreiben die verschiedenen Verpackungszustände der DNA während des Zellzyklus.
Dna und Dna Aufbau: Lernvideo

Quelle sofatutor.com

DNA/DNS – Definition und Biologie

Einfach erklärt beschreiben wir dir, was genau DNA ist. Die DNA enthält die gesamte genetische Information einer Zelle (Genom). Bei den verschiedenen Lebewesen kann das Genom unterschiedlich groß sein. Bei den Prokaryoten, also den Einzellern ohne Zellkern, kann das Genom wie beispielsweise bei den Bakterien als ringförmiges DNA-Molekül vorliegen. Bei den Eukaryoten, also den Ein- oder Vielzellern mit Zellkern, liegt die DNA in mehreren DNA-Doppelsträngen vor. Der Aufbau des DNA-Moleküls (Doppelhelix) besteht aus zwei DNAEinzelsträngen aus untereinander kovalent verbundenen Nukleotiden. Die Reihenfolge der Nukleotide ist der Schlüssel zu unserer genetischen Erbinformation.

DNA – Aufbau

Zu den Bestandteilen der DNA gehören die Desoxyribose (Zucker) und vier verschiedene organische Basen (die Purinbasen Adenin und Guanin sowie die Pyrimidinbasen Cytosin und Thymin). Dabei sind Base und Zucker über eine kovalente Bindung verbunden. Dieser DNA-Baustein heißt Nukleosid. Ist am Zucker noch ein Phosphat gebunden, nennt man die Einheit Nukleotid. Der Phosphatrest fungiert als Protonendonator, also als Säure. Das Nukleotid ist somit negativ geladen. Die DNA-Einzelstränge sind aus mehreren Millionen kovalent verbundenen Nukleotiden aufgebaut (Polynukleotidstrang). Die Einzelstränge haben ein 3’- und ein 5’-Ende. Das 3’-Ende beschreibt das dritte Kohlenstoffatom (C-Atom) der Desoxyribose mit einer OH-Gruppe, das 5’-Ende beschreibt das fünfte C-Atom, an dem der Phosphatrest hängt. Jeweils zwei dieser DNA-Einzelstränge lagern sich zu einem stabilen DNA-Doppelstrang zusammen. Zwischen den Basen der beiden Einzelstränge bilden sich Wasserstoffbrückenbindungen aus. Dabei paaren sich Adenin und Thymin (zwei Wasserstoffbrücken) sowie Guanin und Cytosin (drei Wasserstoffbrücken). Bei der Basenpaarung gilt die sogenannte Chargaff-Regel. Das heißt, die entsprechenden Basen liegen in einer nahezu gleichen Anzahl vor. Phosphatreste und Zucker zeigen nach außen und bilden das Rückgrat. Modellhaft kann man sich die DNA als Leiter vorstellen. Zusätzlich ist der DNA-Doppelstrang zu einer Helix gedreht und wird daher auch als DNA-Doppelhelix bezeichnet. Einfach erklärt kann man sich die Struktur der DNA-Doppelhelix auch als Wendeltreppe vorstellen.

DNA – Aufgaben

Bestimmte DNA-Abschnitte, die für eine sogenannte funktionelle Einheit codieren, nennt man Gen. Einfach erklärt versuchen wir, dir zu beschreiben, was genau ein Gen ist. Darunter versteht man bestimmte DNA-Abschnitte mit einer vorgegebenen Reihenfolge der Basen oder Nukleotide. In dieser Reihenfolge ist die Information für eine funktionelle Einheit wie beispielsweise ein Protein gespeichert. Um diese Information umzusetzen, wird die DNA zunächst in eine sogenannte mRNA umgeschrieben. Einfach erklärt heißt dieser Ablauf Transkription. Anschließend wird die mRNA in ein Protein übersetzt (Translation). Neben Proteinen gibt es weitere funktionelle Einheiten, für die ein Gen codieren kann.

Chromatin und Chromosom – Definition und Biologie

Die gesamte DNA-Menge einer Zelle liegt als 3 m langer DNA-Faden vor. Der Zellzyklus unterteilt sich in Interphase und Zellteilung. In der Interphase findet die Verdopplung der DNA statt, während der Zellteilung wird die DNA auf zwei Tochterzellen verteilt. In den unterschiedlichen Phasen muss die DNA also unterschiedlich verpackt werden, damit sie ihre Funktion erfüllen kann. In der Interphase liegt die DNA als wenig dicht verpackter diffuser DNA-Faden vor. Die Funktion dieses sogenannten ChromatinFadens liegt in der Bereitstellung der DNA für die Replikation während der Interphase. Während der Zellkernteilung (Mitose) liegt die DNA kondensiert vor, also als dicht verpackter Chromatin-Faden. Diese Verpackungsform wird als Chromosom bezeichnet. Die Unterschiede in Aufbau und Aufgabe von Chromatin und Chromosom begründen sich also im unterschiedlichen Verpackungszustand der DNA in den verschiedenen Phasen des Zellzyklus. 

In der folgenden Tabelle findest du Aufbau, Bestandteile und Funktion von Chromatin und Chromosom einfach erklärt:

Verpackungsstufe Bestandteile und Funktion
Nukleosom Einheit aus DNA und Proteinkomplex (Histon)
Viele Nukleosome hintereinander erinnern an eine Perlenkette.
Chromatin-Faden/Chromatin (Interphase/Replikation) Chromatin-Faden entsteht durch weiteres Eindrehen der Nukleosomenkette. Chromatin entsteht durch weitere Schleifen des Chromatin-Fadens mittels Proteingerüst.  
Euchromatin/Heterochromatin Euchromatin: aufgelockertes, aktives Chromatin; Heterochromatin: dicht gepacktes, inaktives Chromatin
Chromatid/Chromosom

(Mitose)

Weiteres Falten führt zu kondensiertem Zustand: Zwei-Chromatid-Chromosom.

Im folgenden Bild siehst du die unterschiedlichen Ebenen der DNA-Verpackung nochmals anschaulich zusammengefasst. Die verschiedenen Verpackungszustände der DNA sind dabei beschriftet.

Verpackungsstufen der DNA

Häufig gestellte Fragen zum Thema DNA

Die DNA enthält die gesamte genetische Information einer Zelle. Sie wird auch als Genom bezeichnet.

Die DNA baut sich aus zwei Polynukleotidsträngen auf, die über Wasserstoffbrückenbindungen zu einem DNA-Doppelstrang verbunden sind. Dieser Doppelstrang wird gedreht und auch als Doppelhelix bezeichnet. Es gibt verschiedene Verpackungsstufen.

Die Bestandteile der DNA sind die Desoxyribose (Zucker), vier verschiedene organische Basen (Adenin, Guanin, Cytosin und Thymin) und ein Phosphatrest (Säure).

Bei Bakterien (Prokaryoten) befindet sich die ringförmige DNA frei im Cytoplasma, bei den Eukaryoten liegt die DNA in mehreren Doppelsträngen im Zellkern vor.

Der Mensch besitzt 46 Chromosomen.

Hier kommt die Chargaff-Regel zum Tragen. Das heißt, die entsprechenden Basen liegen in einer nahezu gleichen Anzahl vor. Da die Einzelstränge aus mehreren Millionen Nukleotiden zusammengesetzt sind, müssen entsprechend auch so viele Basenpaare vorhanden sein.

Mehrere Wissenschaftler wirkten an der Entdeckung der DNA mit. 1953 wurde von Watson und Crick die Struktur der DNA, die DNA-Doppelhelix, entdeckt.

Dabei handelt es sich um eine Verpackungsstufe der DNA während der Interphase.

Sie bestehen vor der Mitose aus zwei Chromatiden, die über das Centromer zusammengehalten werden.

Als ein wenig dicht verpackter diffuser DNA-Faden, der um Proteine gewickelt ist.

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