Nach Zusammentreffen einer mütterlichen Eizelle und eines väterlichen Spermiums besitzt jeder Mensch in jeder Zelle zwei mal 23 Chromosomen. Die Chromosomen sind die Träger der Erbinformation, der Desoxiribonukleinsäure oder kurz DNS (engl. DNA).

	Nukleotid © DHGP

Die Buchstaben der genetischen Information sind die Basen Adenin (A), Guanin (G), Thymin (T) und Cytosin (C). Je drei der vier Basen ergeben ein "Wort", das Gen. Der Mensch besitzt ungefähr 30.000 Gene. Die Gesamtheit all dieser Gene nennt man Genom, welches im Zellkern jeder Körperzelle in jeweils identischer Kopie vorliegt.

Vom Gen zum Protein
Der Prozess, der die Gene abliest und in Aminosäuren, Proteine und Eiweiße übersetzt, ist die Proteinbiosynthese. Zum Ablesen der DNA muss zunächst der DNA-Doppelstrang im Zellkern getrennt werden. Das Enzym Polymerase kann an bestimmte Andockstellen des nun vorliegenden Einzelstranges binden und ihn kopieren (Transkription).

Die DNA-Kopie wird als mRNA (engl. messenger RNA) oder auch BotenRNA bezeichnet. Die mRNA transportiert das kurze Stück kopierter Erbinformation, in der die Base Thymin durch Uracil (U) ersetzt wurde, aus dem Zellkern zu den Ribosomen. Diese werden nach ihrer Funktion auch als "Eiweißfabriken" der Zelle bezeichnet.

In den aus zwei Untereinheiten bestehenden Ribosomen werden die codierenden Gene des Einzelstranges nacheinander zu Aminosäuren übersetzt (Translation). Es gibt 20 verschiedene Aminosäuren. Jede von ihnen ist jeweils an ein kurzes, aus drei "Buchstaben" bestehendes Stück RNA, die so genannte tRNA (transport RNA) angeheftet.

Passt nun eine dieser Dreiersequenzen der tRNA zu einem Codon auf der mRNA, wird die zu der tRNA gehörende Aminosäure an die Aminosäure der "Nachbarsequenz" gebunden. Bei der Translation bilden sich so nach und nach aneinandergehängt Polypettidketten und schließlich Proteine, die für den Aufbau und Erhalt der Zelle und deren Aufgaben sorgen.

Epigenetik
ReplikationAber es gibt noch weitere Faktoren, die das "Ablesen" der DNA beeinflussen. Dies scheint logisch, denn aus dem exakt gleichen Genmaterial, zum Beispiel bei Geschwistern, entstehen zwei unterschiedliche Individuen. Und warum entsteht aus einer Zelle ein Organ und aus einer anderen ein Blutgefäß, obwohl in jedem Zellkern das gleiche Genom vorliegt?

Eine mögliche Erklärung liefern epigenetische Mechanismen, die quasi die Lesbarkeit oder Nicht-Lesbarkeit der genetischen Erbinformation zu einem bestimmten Zeitpunkt in der Entwicklung einer Zelle steuern.

So können sich kleine Methylgruppen an die Base Cystein anlagern und damit ganze Abschnitte als gelöscht markieren. Das gleiche gilt für Histone, die die DNA wie auf Lockenwickler aufwickeln und zeitweise den Ablesemechanismus blockieren. Gene sind also nicht alles. Die Übersetzung der genetischen Information ist weitaus komplexer als die reine Summe seiner Gene.