Im Jahr 1869 macht ein junger Schweizer Forscher namens Friedrich Miescher eine bahnbrechende Entdeckung in einem Labor im alten Schloss Tübingen. Er untersucht weiße Blutkörperchen, die er aus Eiter von Klinikverbänden extrahiert hat. Nach vergeblichen Versuchen, Proteine zu klassifizieren, stößt er auf eine phosphorsäurehaltige Substanz – Nuclein, wie er sie nennt, heute bekannt als DNA.
Mieschers Vorgesetzter Felix Hoppe-Seyler, ein Pionier der Biochemie, überprüft die Ergebnisse zweifach und veröffentlicht sie erst 1871. Doch es dauert Jahrzehnte, bis die Bedeutung der DNA erkannt wird. Selbst Miescher zweifelt daran, dass eine einzige Substanz die Vielfalt des Lebens kodieren kann.
Bis in die 1940er-Jahre halten viele Wissenschaftler Proteine für den Träger der Vererbung, da sie komplexer wirken. Chromosomen – Spulen aus DNA und Proteinen – wurden bereits 1840 entdeckt und teilen sich bei der Zellteilung. Gregor Mendels Erbsenexperimente von 1865 legen nahe, dass Merkmale in diskreten Einheiten vererbt werden.
Als Mendels Arbeit 1900 wiederentdeckt wird, orten Forscher Gene auf Chromosomen. Albrecht Kossel, Schüler von Hoppe-Seyler, identifiziert 1880er-Jahre die DNA-Basen: Adenin (A), Thymin (T), Cytosin (C) und Guanin (G). Phoebus Levene präzisiert die Struktur: Nukleotide aus Zucker (Desoxyribose), Phosphat und Base bilden ein Rückgrat – doch er irrt mit seinem "Tetranukleotid"-Modell.
Levene unterstreicht die Protein-Theorie. Um die Wahrheit zu enthüllen, entwickeln William Henry und William Lawrence Bragg 1912–1914 die Röntgenkristallographie. Inspiriert von Max von Laue, messen sie Beugungsmuster und gewinnen 1915 den Nobelpreis.
William Astbury wendet 1937 die Methode auf DNA an: Seine Bilder zeigen Stapelabstände der Basen. Torbjörn Caspersson beweist zuvor, dass DNA ein langes Polymer ist.
Der Wettlauf um die DNA-Struktur
Oswald Avery verfeinert 1944 Griffiths Experiment: Nur DNA überträgt Erbmuster. Nach dem Zweiten Weltkrieg strömen Physiker wie Maurice Wilkins zur Biologie. Am King’s College London erzeugen Wilkins und Raymond Gosling scharfe Röntgenbilder. Rosalind Franklin tritt 1951 bei, entdeckt A- und B-Formen der DNA – doch Konflikte mit Wilkins bremsen sie.
Am Cavendish Laboratory modellieren James Watson und Francis Crick die Struktur. Ihr erstes Modell scheitert 1951. Franklins Foto 51 (Mai 1952) zeigt die Helix – Wilkins teilt es 1953 mit Watson.
Foto 51: Der Schlüssel zum Puzzle
Inspiriert und mit Daten von Franklin, Chargaffs Basenregeln (A=T, C=G) und Paulings Fehlern bauen Watson und Crick das Doppelhelix-Modell: Zwei antiparallele Ketten mit gepaarten Basen als Sprossen.
Im Februar 1953 ist es fertig. Franklin akzeptiert es. Die Publikation in Nature (April 1953) revolutioniert die Biologie. Watson, Crick und Wilkins erhalten 1962 den Nobelpreis; Franklin stirbt 1958.
Lesen Sie mehr über DNA:
- Instant Genius: DNA
- Der Ursprung des Lebens
- Eine genetische Mutation könnte uns helfen zu verstehen, wie wir Schmerzen stoppen können
- In Armut aufzuwachsen kann sowohl Ihre DNA als auch Ihre Gesundheit beeinträchtigen
Lesen Sie mehr über die Entdeckung der DNA:
- Foto 51: Die Schlüsselentdeckung hinter der Struktur der DNA
- DNA: Eine Zeitachse der Entdeckungen
- DNA verstehen: Fünf Schlüsselwissenschaftler, die die Helix entwirrt haben
- Wer hat die DNA wirklich entdeckt?
Seit 1953 entschlüsseln wir Replikation, Proteinsynthese und Genomdetails – Grundlage moderner Genetik.