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DNA und RNA einfach erklärt - Aufbau, Funktion und Unterschiede

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DNA und RNA einfach erklärt - Aufbau, Funktion und Unterschiede
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Sofia Cubaleski

@sofia.cubaleski

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Die DNA (Desoxyribonukleinsäure) ist der Träger der Erbinformation in allen Lebewesen. Sie hat eine komplexe Struktur und spielt eine entscheidende Rolle bei der Vererbung und Proteinbiosynthese. Die RNA (Ribonukleinsäure) ist eng mit der DNA verwandt, unterscheidet sich aber in Aufbau und Funktion. Beide Moleküle bestehen aus Nukleotiden als Grundbausteinen.

3.10.2021

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Doppel-Helix
(schematisch)
Adenin
Nucleotid
2 nm
Durch Verdich-
messer tung
DNA-
Desoxyribose
Wasserstoffbrücken
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RNA im Vergleich zur DNA

Die RNA unterscheidet sich in mehreren Aspekten von der DNA:

  1. Aufbau: RNA-Nukleotide bestehen aus Ribose (statt Desoxyribose), Phosphat und einer der vier Basen: Cytosin, Guanin, Adenin oder Uracil (statt Thymin).

  2. Struktur: RNA liegt meist als Einzelstrang vor, kann aber durch Basenpaarungen komplexe dreidimensionale Strukturen bilden.

  3. Lebensdauer: RNA hat eine geringere Lebensdauer als DNA.

Definition: Ribozyme sind RNA-Moleküle mit enzymatischer Aktivität, ähnlich wie Proteine.

Es gibt verschiedene RNA-Klassen mit unterschiedlichen Funktionen:

  • mRNA (messenger RNA): Codiert Proteine
  • rRNA (ribosomal RNA): Bildet die Grundstruktur der Ribosomen
  • tRNA (transfer RNA): Dient als Adapter zwischen mRNA und Aminosäuren
  • miRNA (micro RNA): Reguliert die Genexpression
  • snRNA (small nuclear RNA): Wichtig für Prozesse im Zellkern
  • siRNA (small interfering RNA): Reguliert die Genexpression und Chromatinstruktur

Example: Die tRNA fungiert als "Übersetzer" zwischen der genetischen Information der mRNA und den Aminosäuren, aus denen Proteine aufgebaut werden.

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DNA-Replikation und PCR

Die DNA-Replikation ist ein komplexer Prozess, bei dem die DNA verdoppelt wird. Wichtige Enzyme und Proteine dabei sind:

  1. DNA-Polymerase: Synthetisiert neue DNA-Stränge
  2. Helicase: Trennt die DNA-Doppelhelix
  3. Primase: Synthetisiert RNA-Primer
  4. Topoisomerase: Entspiralisiert die DNA
  5. DNA-Ligase: Verknüpft DNA-Fragmente

Highlight: Die DNA-Replikation ist semikonservativ, d.h. jeder neue Doppelstrang enthält einen alten und einen neu synthetisierten Strang.

Die PCR (Polymerase-Kettenreaktion) ist eine Methode zur Vervielfältigung von DNA im Labor. Dafür werden benötigt:

  • Zu vervielfältigende DNA
  • DNA-Nukleotide
  • Hitzestabile DNA-Polymerase
  • Primer

Vocabulary: Primer - Kurze DNA-Sequenzen, die als Startpunkt für die DNA-Synthese dienen.

Diese Techniken sind fundamental für die moderne Molekularbiologie und haben zahlreiche Anwendungen in Forschung und Medizin.

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Der Aufbau der DNA einfach erklärt

Die DNA hat eine charakteristische Doppelhelix-Struktur, die aus zwei antiparallelen Einzelsträngen besteht. Diese Stränge sind durch Wasserstoffbrücken zwischen komplementären Basen miteinander verbunden. Die Bausteine der DNA sind Nukleotide, die aus drei Komponenten bestehen:

  1. Phosphat (säurehaltig)
  2. Desoxyribose (Zucker)
  3. Base (stickstoffhaltig)

Es gibt vier verschiedene Basen in der DNA:

  • Purin-Basen: Adenin und Guanin
  • Pyrimidin-Basen: Cytosin und Thymin

Highlight: Komplementäre Basenpaare sind Cytosin-Guanin (ca. 40%, 3 Wasserstoffbrücken) und Adenin-Thymin (ca. 60%, 2 Wasserstoffbrücken).

Die DNA wird in mehreren Stufen im Zellkern verpackt:

  1. Nukleosomen: DNA um Histone gewickelt
  2. Chromatinfaser: Aufgewickelte Nukleosomenstränge
  3. Schleifen und Rosetten: Durch Proteine gebildete Strukturen
  4. Chromatin: Spirale aus 30 Rosetten
  5. Chromatid: Hochkondensiertes Chromatin

Vocabulary: Histon - Proteine, um die sich die DNA wickelt, um Nukleosomen zu bilden.

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Die DNA (Desoxyribonukleinsäure) ist der Träger der Erbinformation in allen Lebewesen. Sie hat eine komplexe Struktur und spielt eine entscheidende Rolle bei der Vererbung und Proteinbiosynthese. Die RNA (Ribonukleinsäure) ist eng mit der DNA verwandt, unterscheidet sich aber in Aufbau und Funktion. Beide Moleküle bestehen aus Nukleotiden als Grundbausteinen.

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RNA im Vergleich zur DNA

Die RNA unterscheidet sich in mehreren Aspekten von der DNA:

  1. Aufbau: RNA-Nukleotide bestehen aus Ribose (statt Desoxyribose), Phosphat und einer der vier Basen: Cytosin, Guanin, Adenin oder Uracil (statt Thymin).

  2. Struktur: RNA liegt meist als Einzelstrang vor, kann aber durch Basenpaarungen komplexe dreidimensionale Strukturen bilden.

  3. Lebensdauer: RNA hat eine geringere Lebensdauer als DNA.

Definition: Ribozyme sind RNA-Moleküle mit enzymatischer Aktivität, ähnlich wie Proteine.

Es gibt verschiedene RNA-Klassen mit unterschiedlichen Funktionen:

  • mRNA (messenger RNA): Codiert Proteine
  • rRNA (ribosomal RNA): Bildet die Grundstruktur der Ribosomen
  • tRNA (transfer RNA): Dient als Adapter zwischen mRNA und Aminosäuren
  • miRNA (micro RNA): Reguliert die Genexpression
  • snRNA (small nuclear RNA): Wichtig für Prozesse im Zellkern
  • siRNA (small interfering RNA): Reguliert die Genexpression und Chromatinstruktur

Example: Die tRNA fungiert als "Übersetzer" zwischen der genetischen Information der mRNA und den Aminosäuren, aus denen Proteine aufgebaut werden.

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Die DNA-Replikation ist ein komplexer Prozess, bei dem die DNA verdoppelt wird. Wichtige Enzyme und Proteine dabei sind:

  1. DNA-Polymerase: Synthetisiert neue DNA-Stränge
  2. Helicase: Trennt die DNA-Doppelhelix
  3. Primase: Synthetisiert RNA-Primer
  4. Topoisomerase: Entspiralisiert die DNA
  5. DNA-Ligase: Verknüpft DNA-Fragmente

Highlight: Die DNA-Replikation ist semikonservativ, d.h. jeder neue Doppelstrang enthält einen alten und einen neu synthetisierten Strang.

Die PCR (Polymerase-Kettenreaktion) ist eine Methode zur Vervielfältigung von DNA im Labor. Dafür werden benötigt:

  • Zu vervielfältigende DNA
  • DNA-Nukleotide
  • Hitzestabile DNA-Polymerase
  • Primer

Vocabulary: Primer - Kurze DNA-Sequenzen, die als Startpunkt für die DNA-Synthese dienen.

Diese Techniken sind fundamental für die moderne Molekularbiologie und haben zahlreiche Anwendungen in Forschung und Medizin.

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Der Aufbau der DNA einfach erklärt

Die DNA hat eine charakteristische Doppelhelix-Struktur, die aus zwei antiparallelen Einzelsträngen besteht. Diese Stränge sind durch Wasserstoffbrücken zwischen komplementären Basen miteinander verbunden. Die Bausteine der DNA sind Nukleotide, die aus drei Komponenten bestehen:

  1. Phosphat (säurehaltig)
  2. Desoxyribose (Zucker)
  3. Base (stickstoffhaltig)

Es gibt vier verschiedene Basen in der DNA:

  • Purin-Basen: Adenin und Guanin
  • Pyrimidin-Basen: Cytosin und Thymin

Highlight: Komplementäre Basenpaare sind Cytosin-Guanin (ca. 40%, 3 Wasserstoffbrücken) und Adenin-Thymin (ca. 60%, 2 Wasserstoffbrücken).

Die DNA wird in mehreren Stufen im Zellkern verpackt:

  1. Nukleosomen: DNA um Histone gewickelt
  2. Chromatinfaser: Aufgewickelte Nukleosomenstränge
  3. Schleifen und Rosetten: Durch Proteine gebildete Strukturen
  4. Chromatin: Spirale aus 30 Rosetten
  5. Chromatid: Hochkondensiertes Chromatin

Vocabulary: Histon - Proteine, um die sich die DNA wickelt, um Nukleosomen zu bilden.

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