non puoi pretendere di parsare il contenuto di una textarea come se fosse il DOM html

al max puoi utilizzare un div nascosto che riempirai con il contenuto della textarea da modificare tramite js (uan sorta di cache nella pagina stessa)

ecco un esempio
codice:
<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN">
<html>
  <head>
  <meta http-equiv="content-type" content="text/html; charset=windows-1250">
  <meta name="generator" content="PSPad editor, www.pspad.com">
  <title></title>
<script>
function updateTextarea()
  {
  var cache=document.getElementById('tmp_cache');
  var TxtArea=document.getElementById('contenitore');
  var newContent='ciao universo';
  cache.innerHTML=TxtArea.value;
  document.getElementById('div2').innerHTML=newContent;
  TxtArea.value=cache.innerHTML;
  cache.innerHTML="";
  }
</script>

  </head>
  <body>
<textarea id="contenitore" cols="20" rows="10">
<div id="div1">ciao mondo</div>
<div id="div2">ciao vialattea</div>
</textarea>
<input type="button" value="aggiorna" onClick="updateTextarea()">

<div id="tmp_cache" style="display: none"></div>
  </body>
</html>