DNA: Aufbau, Funktion und Testverfahren einfach erklärt

Die DNA steckt in jeder Zelle unseres Körpers und macht jeden Menschen einzigartig. Sie ist die Grundlage der Genetik und bestimmt, wie wir wachsen, funktionieren und welche Erbinformation wir von unseren Eltern bekommen. In diesem Artikel erfahren Sie, was DNA bedeutet, wie sie aufgebaut ist, warum der genetische Fingerabdruck so besonders ist und wie moderne DNA-Tests ablaufen.

Was sind die wichtigsten Fakten über DNA?

• Definition: Die DNA ist der Bauplan des Lebens und enthält sämtliche Erbinformationen, die unseren Organismus prägen. Die typische Doppelhelix-Struktur sorgt dafür, dass die DNA stabil bleibt und sich leicht vervielfältigen kann.
• Ort: Obwohl die DNA extrem lang ist, befindet sie sich kompakt organisiert im Zellkern, in den Chromosomen.
• Testverfahren: Ein DNA-Test kann den genetischen Fingerabdruck einer Person aufdecken.

Was ist DNA und wofür steht die Abkürzung?

Die DNA – ausgeschrieben „Desoxyribonukleinsäure“ oder auf Deutsch auch DNS – ist ein Molekül, das wie ein Bauplan in fast jeder lebenden Zelle gespeichert wird. Die DNA enthält genetische Informationen dazu, wie unser Körper aufgebaut ist, sich entwickelt und funktioniert. Ihr Erbgut bestimmt beispielsweise Augenfarbe, Haarstruktur und viele weitere Merkmale.

Innerhalb der DNA liegen einzelne Gene: Sie enthalten die Informationen dafür, wie bestimmte Proteine gebildet werden. Die Proteine übernehmen wichtige Aufgaben im Körper, etwa im Stoffwechsel, im Immunsystem oder bei der Zellteilung.

Wie ist DNA aufgebaut und was ist ein DNA-Doppelstrang?

Das typische Bild der DNA ist die berühmte Doppelhelix. Der Doppelstrang sieht aus wie eine verdrehte Strickleiter. Zwei lange DNA-Stränge winden sich umeinander, um die genetischen Informationen im Inneren zu schützen.

Die DNA besteht aus den Grundbausteinen, den sogenannten Nukleotiden. Jedes der Nukleotide setzt sich aus einer Zuckergruppe, einer Phosphatgruppe und einer Base zusammen. Die vier Basen lagern sich immer nach dem Komplementärprinzip paarweise an:

• Adenin (A) bindet an Thymin (T),
• Cytosin (C) an Guanin (G)

Diese Basenpaare verbinden die beiden DNA-Stränge und sorgen über Wasserstoffbrücken für Stabilität. Die Zucker- und Phosphatgruppen bilden das stabile Rückgrat, an dem die Basen verankert sind. So bleibt die Erbinformation sicher und zuverlässig erhalten. Das Zuckergerüst der DNA besteht hauptsächlich aus Desoxyribose.

Wie lang ist die DNA in einer menschlichen Zelle?

Würde man die komplette DNA einer einzigen Zelle auseinanderziehen, wäre sie etwa zwei Meter lang. Diese beeindruckende DNA Länge wird gefaltet und ganz kompakt im Zellkern verstaut, und zwar in einer Struktur namens Chromosomen. So bleibt die DNA geschützt und bei der Zellteilung kann sie exakt kopiert und an Tochterzellen weitergegeben werden.

Was ist ein Chromosom und welche Aufgabe hat es?

Chromosomen sind spezielle Pakete aus kompakt gewundener DNA. Sie sitzen im Nukleus jeder menschlichen Zelle, also im „Kern“. Wir Menschen besitzen meistens 46 Chromosomen, geordnet in 23 Paaren, wobei jedes Set jeweils eines von jedem Elternteil geerbt wird. Chromosomen beherbergen die Gene und somit die Informationen, wie Zellen wachsen, sich teilen und Informationen weitergeben. Als Träger der Gene gewährleisten Chromosome die präzise Verteilung der Erbinformation bei der Zellteilung.

Wie viele Gene hat der Mensch und was ist ein Gen eigentlich?

In der menschlichen DNA finden sich schätzungsweise 20.000 bis 25.000 verschiedene Gene. Ein Gen​ ist ein Abschnitt der DNA mit einer bestimmten Information, etwa als Bauplan für ein Protein. Die Proteine erfüllen lebenswichtige Aufgaben: Sie sind am Aufbau der Zellen und Gewebe beteiligt, helfen bei der Krankheitsabwehr und steuern diverse Körperfunktionen.

Jedes Gen wirkt wie ein individuelles Rezept, das den Zellen zeigt, wie der Aufbau und die Funktion der Proteine aussieht. Die Gesamtheit dieser Informationen nennt man Genom.

Wie funktionieren DNA-Tests?

Ein DNA-Test untersucht den individuellen genetischen Fingerabdruck – also die spezifische Abfolge der Basen in Ihrer DNA. Dazu genügt meist eine kleine Probe, beispielsweise aus dem Speichel, Blut oder der Haarwurzel. Im Labor werden die Zellen geöffnet und jeder Strang​ der DNA analysiert.

Mit modernen Methoden überprüft man die Gene zum Beispiel auf Verwandtschaftsverhältnisse, die Abstammung, bestimmte Erbanlagen oder Gesundheitsrisiken. Sogar bei forensischen Untersuchungen und Kriminalfällen hilft die DNA-Analyse, Spuren eindeutig einzelnen Personen zuzuordnen.

Wie läuft ein DNA-Test genau ab?

Das Verfahren beginnt damit, eine Probe zu nehmen, etwa Speichel. In Laboren wird die DNA aus den Zellen getrennt und verschiedene Markierungen und Abfolgen in der Struktur der DNA untersucht. Anschließend wird das Muster mit Datenbanken oder Referenzproben verglichen. So können Verwandtschaften oder Abstammungen bestimmt werden, aber auch Prädispositionen für Krankheiten und Merkmale. Dabei reichen selbst kleinste DNA-Mengen aus, um viele Informationen über Ihre Herkunft, Gesundheit und genetische Eigenschaften zu liefern.

Ein Beispiel: Beim Vaterschaftstest wird die DNA des Kindes mit der des potenziellen Vaters verglichen. Stimmen die Marker überein, bestätigt sich die Beziehung. Ähnliches gilt für ethnische Abstammungstests oder forensische DNA-Analysen.

Welche Arten von DNA-Tests gibt es?

Je nach Fragestellung werden unterschiedliche Verfahren in der Genetik eingesetzt:

• Abstammungs- und Herkunftstests (Ancestry): Zeigen, woher Ihre Vorfahren stammen
• Verwandtschaftstests: Klären biologische Beziehungen (Eltern, Geschwister)
• Gesundheits- und Erbkrankheiten-Tests: Erkennen genetisch bedingte Risiken für Prädispositionen und ihren „Carrier“-Status
• Forensische DNA-Tests: Abgleich von DNA-Spuren vom Tatort mit Verdächtigen.
• Genealogie-Tests: Verbinden DNA-Auswertung mit Stammbäumen und Familienforschung.