Mendelsche Regeln (1866)
Gregor Mendel verbrachte 8 Jahre damit, 29.000 Erbsenpflanzen anzubauen, Sorten zu kreuzen und die Nachkommen zu zählen. Er identifizierte zwei Gesetze: das Spaltungsgesetz (jeder Elternteil liefert einen 'Faktor' pro Merkmal; Faktoren spalten sich bei der Gametenbildung) und das Unabhängigkeitsgesetz (Faktoren für verschiedene Merkmale werden unabhängig vererbt). 1866 veröffentlicht, 34 Jahre lang ignoriert.
Chromosomen und Morgan (1910)
Thomas Hunt Morgan bewies bei der Arbeit mit Fruchtfliegen, dass Gene physisch auf Chromosomen lokalisiert sind. Er entdeckte die geschlechtsgekoppelte Vererbung und genetische Kopplung – Gene auf demselben Chromosom werden gemeinsam vererbt. Seine Gruppe erstellte die ersten genetischen Karten, die die relativen Positionen der Gene auf den Chromosomen zeigten.
DNA als genetisches Material (1944–1953)
Oswald Avery zeigte 1944, dass DNA, nicht Protein, das genetische Material ist. Watson und Crick bestimmten 1953 die Doppelhelix-Struktur der DNA unter Verwendung von Röntgenkristallographie-Daten von Rosalind Franklin. Die Struktur deutete sofort darauf hin, wie genetische Information kopiert wird: Die beiden Stränge trennen sich und jeder dient als Vorlage für einen neuen Komplementärstrang.
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IQ-Test starten →Rekombinante DNA und Biotechnologie (1970er Jahre)
Restriktionsenzyme (1970er Jahre) konnten DNA an spezifischen Sequenzen schneiden; Ligase konnte Stücke verbinden. Wissenschaftler konnten nun DNA verschiedener Organismen kombinieren – rekombinante DNA-Technologie. Insulin wurde 1982 in Bakterien produziert, das erste biotechnologische Medikament. Die Industrie produziert heute Hunderte von Medikamenten, Impfstoffen und industriellen Enzymen.
Humangenomprojekt und CRISPR
Das Humangenomprojekt (1990–2003) sequenzierte alle 3 Milliarden Basenpaare der menschlichen DNA. CRISPR-Cas9 (2012, Jennifer Doudna und Emmanuelle Charpentier) lieferte ein präzises, günstiges Werkzeug zur Gen-Editierung: eine molekulare Schere, die DNA an jeder spezifischen Sequenz schneiden kann. Der Nobelpreis für Chemie 2020 würdigte ihre Arbeit. Klinische Studien für CRISPR-Behandlungen genetischer Krankheiten laufen.
Häufig gestellte Fragen
Wer entdeckte die DNA?
Die DNA wurde 1869 als Molekül von Friedrich Miescher entdeckt. Ihre Rolle als genetisches Material wurde 1944 von Oswald Avery bewiesen. Watson und Crick bestimmten 1953 die Doppelhelix-Struktur unter Verwendung entscheidender Röntgendaten von Rosalind Franklin. Watson, Crick und Wilkins erhielten 1962 den Nobelpreis; Franklin war 1958 verstorben.
Was ist CRISPR?
CRISPR-Cas9 ist ein Werkzeug zur Gen-Editierung, das aus einem bakteriellen Immunsystem abgeleitet ist. Es verwendet eine RNA-Führung, um das Cas9-Enzym anzuweisen, DNA an einer spezifischen Sequenz zu schneiden, was es Wissenschaftlern ermöglicht, Gene mit beispielloser Präzision zu löschen, zu modifizieren oder einzufügen. Jennifer Doudna und Emmanuelle Charpentier gewannen für dessen Entwicklung den Nobelpreis für Chemie 2020.
Was fand das Humangenomprojekt heraus?
Das Humangenomprojekt (1990-2003) sequenzierte alle ~3 Milliarden Basenpaare menschlicher DNA. Wichtige Erkenntnisse: Menschen haben ~20.000-25.000 proteinkodierende Gene (weit weniger als erwartet); nur ~1,5% des Genoms kodieren für Proteine; Menschen teilen ~99,9% ihrer DNA; und der Vergleich mit anderen Arten enthüllte eine umfassende gemeinsame Evolutionsgeschichte.