Das Erbgut, auch als Genom bezeichnet, umfasst die Gesamtheit der genetischen Informationen eines Organismus. Es stellt den Bauplan des Lebens dar und ist in Form von Desoxyribonukleinsäure (DNA) oder, bei einigen Viren, Ribonukleinsäure (RNA) organisiert. Diese Moleküle enthalten die Anweisungen, die zur Entwicklung, Funktion, Fortpflanzung und Erhaltung eines Lebewesens notwendig sind. Das Erbgut ist in den Zellen eines Organismus lokalisiert, bei Eukaryoten hauptsächlich im Zellkern und in den Mitochondrien, während es bei Prokaryoten frei im Zytoplasma vorkommt. Es dient als Grundlage der Vererbung, da es von Generation zu Generation weitergegeben wird und die spezifischen Merkmale eines Lebewesens festlegt.

Das Erbgut ist in einzelne Abschnitte unterteilt, die Gene genannt werden. Gene enthalten die Informationen zur Synthese von Proteinen oder funktionellen RNA-Molekülen, die für die Regulation und Durchführung biologischer Prozesse entscheidend sind. Neben den Genen enthält das Erbgut auch große Abschnitte nicht-kodierender DNA, deren Funktionen lange Zeit nicht vollständig verstanden wurden. Diese nicht-kodierenden Regionen spielen jedoch eine wichtige Rolle in der Genregulation, Struktur und Stabilität des Genoms.

Das menschliche Erbgut, das Human-Genom, besteht aus etwa 3,2 Milliarden Basenpaaren, die auf 23 Chromosomenpaare verteilt sind. Dabei trägt jedes Chromosom eine Vielzahl von Genen, die in ihrer Gesamtheit die physischen und funktionellen Eigenschaften eines Individuums bestimmen. Die Variation im Erbgut, wie etwa Mutationen oder Polymorphismen, führt zu den Unterschieden zwischen Individuen und ist ein zentraler Faktor in der Evolution und Anpassungsfähigkeit von Arten.

Die Analyse und Manipulation des Erbguts hat durch Fortschritte in der Gentechnologie und Genomik revolutionäre Entwicklungen ermöglicht. Sequenzierungstechnologien erlauben es, die genaue Basenabfolge eines Genoms zu bestimmen, wodurch Wissenschaftler die genetischen Grundlagen von Krankheiten besser verstehen und gezielte Therapien entwickeln können. Verfahren wie die CRISPR/Cas-Technologie haben neue Möglichkeiten geschaffen, das Erbgut gezielt zu verändern, was sowohl in der Grundlagenforschung als auch in der Medizin Anwendung findet.

Neben seiner biologischen Funktion ist das Erbgut auch ein Speicher der evolutionären Geschichte. Durch den Vergleich der Genome verschiedener Organismen können Wissenschaftler phylogenetische Beziehungen rekonstruieren und die Mechanismen der Evolution auf molekularer Ebene untersuchen. Gleichzeitig wirft die Beschäftigung mit dem Erbgut ethische Fragen auf, insbesondere in Bezug auf die Nutzung genetischer Daten und die Eingriffe in die genetische Integrität von Lebewesen.

Das Erbgut ist somit weit mehr als nur die Ansammlung von Genen – es ist ein komplexes, dynamisches System, das die Grundlage des Lebens bildet und zahlreiche biologische und wissenschaftliche Herausforderungen mit sich bringt.