Desoxyribonukleinsäure (DNA) ist eine Nukleinsäure, die in den Zellen aller lebenden Organismen vorhanden ist. Es wird oft als „Bausteine des Lebens“ bezeichnet, da es das genetische Material codiert, das bestimmt, zu was sich ein Organismus entwickelt. Neben der Aufrechterhaltung des genetischen Bauplans für ihren Elternorganismus erfüllt die DNA noch eine Reihe weiterer lebenswichtiger Funktionen.
Diese Nukleinsäure wurde erstmals 1889 identifiziert, als der Forscher Friedrich Miescher in menschlichen Zellen eine Substanz fand, die er „Nuclein“ nannte. Im frühen 20. Jahrhundert führten mehrere Forscher, darunter Phoebus Levene und William Astbury, zusätzliche Forschungen zu Nuklein durch und begannen, seine Komponenten, Struktur und Rolle im Leben zu verstehen. Ein wegweisender Artikel, der 1953 von James Watson und Franklin Crick in Nature veröffentlicht wurde, wird oft als Durchbruch bezeichnet, da er die unterschiedliche Struktur dieser Säure mit maßgeblicher Hilfe der Wissenschaftlerin Rosalind Franklin richtig postulierte.
Die DNA besteht aus Nukleotidketten, die auf einem Zucker- und Phosphat-Rückgrat aufgebaut und in Form einer Doppelhelix umeinander gewickelt sind. Das Rückgrat trägt vier Basen: Guanin, Cytosin, Adenin und Thymin. Guanin und Cytosin sind komplementär und stehen sich auf der Helix immer gegenüber, ebenso wie Adenin und Thymin. Dies ist bei der Reproduktion des genetischen Materials von entscheidender Bedeutung, da es einem Strang ermöglicht, sich zu teilen und sich selbst zu kopieren, da er nur die Hälfte des Materials in der Helix benötigt, um erfolgreich zu duplizieren.
Diese Nukleinsäure ist zur Selbstreplikation fähig und enthält auch den für die Synthese von RNA, einer weiteren kritischen Nukleinsäure, notwendigen Code. Es enthält Sätze von Basenpaaren, die zusammenkommen, um den genetischen Code zu erstellen, der Dinge wie Augenfarbe und Körperstruktur bestimmt. Jede Zelle im Körper enthält mehr oder weniger identische DNA, wobei ständig mehr produziert wird, wenn sich die Zellen selbst replizieren. Die überwiegende Mehrheit der meisten Organismen ist nicht kodierend, was bedeutet, dass sie keine bekannte Funktion zu haben scheint.
Wenn die DNA durch eine als Mutagen bekannte Substanz verändert wird, kann dies gesundheitliche Probleme verursachen. Einige Mutagene haben einen Einfluss auf die DNA in den Eiern und Spermien oder auf sich entwickelnde Organismen, wodurch sie Geburtsfehler entwickeln. Andere können lebende Organismen verändern und zur Entwicklung einer Vielzahl von Gesundheitsproblemen beitragen. Mutagene führen oft zu Fehlern in der Kopierphase, was bedeutet, dass diese Fehler viele Male repliziert werden, während sich das beschädigte Material fortsetzt.