Aufbau der DNA und Nukleinsäuren
Die DNA (Desoxyribonukleinsäure) ist der zentrale Träger der Erbinformation in Lebewesen. Sie kommt bei Eukaryoten im Zellkern, in Mitochondrien und Chloroplasten vor, während manche Prokaryoten zusätzlich kleine DNA-Ringe, sogenannte Plasmide, besitzen. Ein Gen ist ein Abschnitt der DNA, der für ein bestimmtes Protein codiert, wodurch die DNA als Bauplan für die Proteinherstellung fungiert.
Die Grundbausteine der DNA sind Nukleotide, die aus drei Komponenten bestehen:
- Phosphorsäure-Moleküle
- Zucker-Moleküle (Desoxyribose)
- Stickstoffhaltige, organische Basen
Vocabulary: Die Basen der DNA werden in zwei Gruppen unterteilt:
- Purinbasen: Adenin (A) und Guanin (G)
- Pyrimidinbasen: Cytosin (C) und Thymin (T)
Die Verknüpfung dieser Bausteine erfolgt in mehreren Schritten. Zunächst bildet sich ein Nukleosid aus der Verbindung von Zucker und Base. Ein Nukleotid entsteht dann durch die Verknüpfung des Nukleosids mit Phosphorsäure. Die Verbindung vieler Nukleotide führt zur Bildung eines Polynukleotidstrangs.
Definition: Ein Codon ist die Gesamtheit von drei aufeinanderfolgenden Basen einer Nukleinsäure, die den Schlüssel für eine Aminosäure im Protein darstellen.
Die räumliche Struktur der DNA wurde 1953 von Watson und Crick beschrieben. Sie besteht aus zwei gegenläufigen, antiparallelen Polynukleotidsträngen, die eine Doppelhelix bilden. Die Zucker-Phosphat-Bänder bilden dabei das Rückgrat der DNA, während die Basen nach innen gerichtet sind.
Highlight: Die komplementäre Basenpaarung durch Wasserstoffbrückenbindungen ist ein Schlüsselmerkmal der DNA-Struktur: Adenin paart mit Thymin (zwei H-Brücken), Cytosin paart mit Guanin (drei H-Brücken).
Die DNA-Doppelstrang-Struktur weist 10 Basenpaare pro Windung der Doppelhelix auf. Die Abfolge der Basen, auch als Basensequenz bezeichnet, bestimmt die genetische Information.
