Friedrich Nietzsche sagte, jeder Mensch sei ein einmaliges Wesen und niemals werde „ein so wunderlich buntes Mancherlei zum Einerlei, wie er es ist, zum zweiten Male zusammengeschüttelt werden“. Die Architekten dieser Einzigartigkeit sind unsere Gene. Entdecken wir, wie sie jeden von uns unverwechselbar machen.
Der 25. April ist der internationale DNA-Tag, an dem wir die Entdeckung der DNA-Struktur feiern. Im Jahr 1953 veröffentlichte eine Gruppe von Forschern, darunter der Biologe James Watson und der Physiker Francis Crick, in der Zeitschrift Nature Arbeiten über die Struktur der DNA – die Doppelhelix. Im Jahr 2003 wurde dann am selben Datum bekannt gegeben, dass das Humangenomprojekt abgeschlossen war.
Natürlich gibt es noch viel mehr zu erzählen! Eine kurze Geschichte der Gentests finden Sie hier.
Werfen wir nun einen Blick in unsere Zellen und lernen die komplizierten, aber faszinierenden Mechanismen der Genetik kennen.
Was ist ein Gen?
Wir wissen, dass Gene mit Vererbung zusammenhängen. Sie sorgen dafür, dass wir die Locken unserer Mutter und die braunen Augen unseres Vaters haben. Was genau ist also ein Gen?
Es ist eine grundlegende Einheit der Vererbung, die eine bestimmte Stelle auf dem DNA-Molekül einnimmt.
Ganz einfach gesagt enthalten Gene die Anweisungen für einzelne Merkmale des menschlichen Körpers. Dazu steuern sie die Bildung von Proteinen, die wiederum Augenfarbe, Körpergröße, Stoffwechselgeschwindigkeit und viele andere Eigenschaften beeinflussen.
Die unsterbliche Spirale
DNA (Desoxyribonukleinsäure) ist ein Molekül, das unsere genetischen Informationen enthält. Ein DNA-Molekül ist eine lange Kette aus Paaren von vier chemischen Basen, sogenannten Nukleotiden. Diese DNA-Bausteine kommen in vier Varianten vor: Adenin (A), Cytosin (C), Guanin (G) und Thymin (T). Sie bilden die Paare A–T und C–G.
Die Kette aus Nukleotidpaaren ist zu einer Spirale gedreht, der sogenannten Doppelhelix. Sie ähnelt einer verdrehten Leiter: Die Basenpaare in der Mitte bilden die Sprossen, Zucker- und Phosphatmoleküle die Seiten der Leiter.
Obwohl die Nukleotide bei allen Menschen und sogar bei anderen Tieren gleich sind, schafft ihre unterschiedliche Reihenfolge diese unglaubliche Vielfalt an Lebewesen. DNA befindet sich in nahezu jeder Zelle unseres Körpers, hauptsächlich im Zellkern. Die menschliche DNA besteht aus etwa drei Milliarden Nukleotidbasen.
Von der DNA zum Chromosom
Nukleotidpaare in Form einer Doppelhelix bilden ein DNA-Molekül, und ein Gen entspricht einem bestimmten Abschnitt dieses Moleküls. Ein einzelnes Gen kann aus einigen Hundert bis zu mehr als zwei Millionen DNA-Basen bestehen.
Zusammen mit Proteinen ist das DNA-Molekül zu einer fadenförmigen Struktur organisiert, dem Chromosom. Menschen haben 46 Chromosomen, genauer gesagt 23 Paare – jeweils eines von der Mutter und eines vom Vater.
Deshalb besitzen wir zwei Kopien jedes Gens: eine von jedem Chromosom und damit eine von jedem Elternteil.
Gen oder Allel?
Jedes Gen liegt in zwei Kopien vor, eine von der Mutter und eine vom Vater. Diese können widersprüchliche Anweisungen für das Merkmal geben, das sie codieren!
Nehmen wir die Augenfarbe als Beispiel. Es gibt blaue, braune und grüne Augen mit vielen Zwischentönen, von Haselnussbraun bis Grau. Hier sprechen wir von Allelen – unterschiedlichen Varianten eines bestimmten Gens. Wie entscheidet der Körper also, welchen Anweisungen er folgt?
Manche Allele sind dominant, andere hingegen rezessiv. Ein Allel für braune Augen ist dominant gegenüber dem Allel für blaue Augen, das stets rezessiv ist. Rezessive Allele kommen nur dann zur Ausprägung, wenn beide Kopien dieselben Anweisungen enthalten – wenn also beide Eltern das blaue Allel weitergegeben haben.
Aber selbst dann steht das Ergebnis nicht unverrückbar fest. Forschende haben entdeckt, dass nicht nur ein Gen, sondern viele Gene die endgültige Augenfarbe beeinflussen. Auch wenn braunäugige Eltern höchstwahrscheinlich ein Kind mit braunen Augen bekommen, können sie deshalb von haselnussbraunen, grauen oder anderen unerwarteten Farbtönen überrascht werden!
Ihr Genotyp ist Ihre vollständige und einzigartige genetische Identität. Ihr Phänotyp beschreibt dagegen Ihre tatsächlichen körperlichen Merkmale – von Größe und Haarfarbe über Gesundheit bis hin zum Verhalten.
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Die treibende Kraft hinter Veränderung und Evolution
Genetik und Mutationen haben bei der menschlichen Evolution schon immer eine entscheidende Rolle gespielt – von der Entstehung des ersten mehrzelligen Organismus bis zur Entwicklung der modernen Medizin.
Die Erkenntnisse aus der Untersuchung unseres Erbguts haben der Menschheit bereits sehr geholfen. Mit dem wachsenden Verständnis der Genetik werden sie voraussichtlich künftig eine noch größere Rolle spielen.
Schon heute können Sie von einem Blick in Ihr Genom profitieren! Anhand von nur einer Speichelprobe zeigen DNA-Tests Ihre genetischen Veranlagungen für ein breites Spektrum an Merkmalen: Ernährungsweise, Nährstoffe, sportliche Fähigkeiten, Stress und Schlaf, Hautgesundheit und sogar Ihr genetisches Krankheitsrisiko.
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In seinem beeindruckenden Werk The Selfish Gene sagte Richard Dawkins: »Wir sind Maschinen, geschaffen von unseren Genen.«
Mit diesem kleinen Ausflug in die Tiefen Ihrer Zellen wollten wir Ihnen neues Wissen und Verständnis dafür vermitteln, wie wir funktionieren. Hoffentlich hat er Sie auch dazu angeregt, einen Blick in Ihr eigenes Genom zu werfen!
