DNA ist das Grundmolekül des menschlichen Körpers. Träger der genetischen Information und verantwortlich für die Merkmale die jeden Menschen zu einem einzigartigen Individuum machen und ihn von den anderen unterscheiden. Seit ihrer Entdeckung im Jahr 1953 steht die DNA im Mittelpunkt vieler Untersuchungen, die versuchen, die vollständige Abfolge des darin enthaltenen Materials aufzudecken. Dabei wird gesucht, welcher Teil des Moleküls auf den jeweiligen menschlichen Charakter reagiert, und der Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung personalisierter Medizin.
Obwohl die DNA ein wirklich wesentlicher Teil des Lebens ist, gibt es sie einige Aspekte, die noch wenig bekannt sind. Von der überraschenden Ähnlichkeit, die wir Menschen teilen, bis hin zur immensen Länge der Nukleotidkette ist die DNA voller Kuriositäten, die zum Staunen und Nachdenken über die Komplexität und gleichzeitig die Vielfalt und Schönheit des Lebens einladen.
WIR MENSCHEN TEILEN 99,9 % UNSERER DNA
Ja, auch wenn es zunächst wie eine verrückte Zahl erscheint, alles Menschen Wir teilen praktisch 99,9 % unserer DNA. Tatsächlich ist diese erstaunliche genetische Ähnlichkeit die Grundlage unserer Spezies, wobei nur die restlichen 0,1 % für die individuellen Variationen verantwortlich sind, die uns zu einzigartigen Wesen machen. Allerdings ist die Einfluss der Umwelt Auch dies ist ein Element, das berücksichtigt werden muss: Umweltfaktoren wie Ernährung, Lebensstil und andere Gewohnheiten können einen erheblichen Einfluss auf unsere Biologie haben, selbst wenn wir eine so große Anzahl gemeinsamer Gene haben.
Und damit nicht genug: Auch wenn wir ganz anders aussehen als Schimpansen, mit denen wir 98 % unserer DNA teilen, ist auch unsere Verbindung zum Pflanzenreich überraschend eng: Der Anteil, den wir mit einem Kohlkopf teilen, ist zwischen 40 % und 50 %alles aufgrund der evolutionären Kontinuität, die alle Lebensformen auf unserem Planeten vereint.
Das große Volumen des Genoms
Haben Sie darüber nachgedacht, wie enorm groß das Genom sein kann? Im Falle einer menschlichen Frau mit 46 Chromosomen vom Typ XX hat ihr Genom ungefähr 12.859.525.002 Nukleotide. Bei einem Mann mit 46 Chromosomen und XY-Karyotyp ist diese Zahl hingegen etwas kleiner, aber ebenso kolossal: 12.661.898.042 Nukleotide. Das heißt, wenn wir uns jedes dieser Nukleotide als Buchstaben in einem Lehrbuch vorstellen würden, würde das menschliche Genom etwa 8,5 Millionen Seiten einnehmen: so etwas wie eine Bibliothek mit mehr als 8.500 Büchern!
Die Technik, die es Rosalind Franklin ermöglichte, DNA zu entschlüsseln
Bei diesem enormen Satz genetischer Informationen handelt es sich jedoch nicht nur um eine zufällige Ansammlung von Daten, sondern diese DNA enthält zwischen 20.000 und 25.000 Gene, die die wesentlichen Anweisungen für die Entwicklung, Funktionsweise und Fortpflanzung des Menschen kodieren. Dabei ist zu beachten, dass gerade diese immense Menge an genetischer Information die Komplexität und Vielfalt widerspiegelt, die unsere Spezies so auszeichnet.
Darstellung einer DNA-Kette
Das Neandertaler-Erbe in der DNA
Der Mensch trägt in seiner DNA so etwas wie ein Buch unserer Geschichte. Und im genetischen Material des Zellkerns findet sich ein Zeugnis unserer evolutionären Vergangenheit: zwischen 1 % und 4 % würden mit Neandertalern geteilteine Art, die nahe, aber anders ist Homo sapiens die vor Hunderttausenden von Jahren ausgestorben ist. Diese Entdeckung zeigt, dass Homo Sapiens und Neandertaler zu einem bestimmten Zeitpunkt in der Geschichte dasselbe Territorium und denselben gemeinsamen Vorfahren hatten und einen hinterließen genetischer Fingerabdruck das bleibt in unserer Spezies bestehen.
Neuere Forschungen haben sich mit der Rolle dieser Gene in unserer Biologie befasst und gezeigt, dass sie sogar eine Rolle spielen gewisse Bedeutung für unser Immunsystem und andere Aspekte unserer Biologie. Konkret wurden für eine an der Cornell University durchgeführte Studie genetische Daten der britischen Biobank verwendet und dabei bis zu 235.000 genetische Varianten identifiziert, die möglicherweise vom Neandertaler stammen. Davon schienen fast 4.300 mit menschlichen Merkmalen im Zusammenhang mit dem Stoffwechsel, der Entwicklung oder dem Immunsystem in Zusammenhang zu stehen.
1,2 Millionen Jahre alte Mammut-DNA geborgen
DIE DNA DES JAPANISCHEN PARIS
Und wussten Sie, dass es eine Blume gibt, deren Genom ist? 50-mal größer als das eines Menschen? Dabei handelt es sich um Paris japonica, eine in Japan beheimatete weiße Pflanzenart, deren Genom fast 150 Millionen Basenpaare aufweist. Allerdings ist Größe in der Welt der Genetik nicht immer ein Vorteil: Auch wenn diese beeindruckende Größe auf eine große genetische Komplexität hindeuten könnte, deutet alles darauf hin, dass es sich in Wirklichkeit möglicherweise um eine große genetische Komplexität handelt evolutionärer Nachteil für die Art.
Fotografie der Pariser Japonica aufgenommen am Mount Haku im Jahr 2003.
Dieses Problem würde sich aus den praktischen Auswirkungen eines so großen Genoms ergeben. Je älter es ist, desto schwieriger und langwieriger wird der Prozess der Zellvervielfältigung, ein wirklich wesentlicher Aspekt bei der Fortpflanzung, dem Wachstum und der Entwicklung von Organismen. Diese Schwierigkeit kann zu a führen geringere Effizienz bei der Reproduktion und folglich zu einer Verringerung der Überlebenswahrscheinlichkeit der Art.
Das virale Erbe des Genoms
Es besteht also kein Zweifel daran, dass die DNA eine wahre Aufzeichnung der Evolutionsgeschichte ist. Tatsächlich deutet alles auf ungefähr eins hin 8 % unseres Genoms besteht aus DNA von Retroviren, eine Klasse von Viren, die es geschafft haben, sich in unser genetisches Material zu integrieren und über verschiedene Generationen hinweg bestehen zu bleiben. Diese einst infektiösen Retroviren sind im Laufe der Jahre mutiert und zu einem weiteren Teil unseres genetischen Erbes geworden.
Mit anderen Worten: Das Vorhandensein dieser Viren in unserem Genom ist das Ergebnis von alte Infektionen Das wirkte sich auf die Zellen aus und ermöglichte die Integration des viralen genetischen Materials in unsere eigene DNA. Während sich diese Zellen vermehrten und von Generation zu Generation weitergegeben wurden, wurde die virale DNA zusammen mit dem Rest des Genoms vererbt und wurde zu einem weiteren in uns.
