DNA ist ein doppelsträngiges Molekül. Jeder DNA-Strang wird durch die alternative Kombination von vier DNA-Nukleotiden gebildet: Adenin (A), Guanin (G), Cytosin (C) und Thymin (T). Adenin und Guanin sind Purine, während Cytosin und Thymin Pyrimidine sind. Jedes DNA-Nukleotid besteht aus einer stickstoffhaltigen Base und einer Phosphatgruppe, die an einen Desoxyribose-Zucker gebunden ist. Die beiden Stränge werden durch die Wasserstoffbrücken zwischen den stickstoffhaltigen Basen der DNA-Nukleotide zusammengehalten. Im Allgemeinen paaren sich Purine mit Pyrimidinen. So bildet Adenin mit Thymin zwei Wasserstoffbrückenbindungen, während Cytosin mit Guanin drei Wasserstoffbrückenbindungen bildet.

Abgedeckte Schlüsselbereiche

1. Was ist DNA? – Definition, Struktur, Funktion 2. Wie bilden die Nukleotide in DNA-Paaren? – Paarung von Purinen mit Pyrimidinen

Schlüsselbegriffe: Adenin, Cytosin, DNA, Guanin, Wasserstoffbrücken, Thymin

Was ist DNA?

DNA (Desoxyribonukleinsäure) ist das Erbmaterial der meisten Organismen. Bei Eukaryoten befindet sich der Großteil der DNA im Zellkern. Einige können auch in Mitochondrien und Chloroplasten verbleiben. In Prokaryonten findet sich DNA in einer speziellen Region, die als Nukleoid im Zytoplasma bekannt ist. Die DNA trägt die genetischen Anweisungen für Entwicklung, Funktion und Fortpflanzung eines bestimmten Organismus.

Im Allgemeinen ist DNA ein doppelsträngiges Molekül. Das Rückgrat der DNA wird durch die alternative Kombination von DNA-Nukleotiden gebildet: A, G, C und T. Jedes DNA-Nukleotid besteht aus einer stickstoffhaltigen Base und einer an Desoxyribose gebundenen Phosphatgruppe. Die Bildung von Phosphodiesterbindungen zwischen der Phosphatgruppe des ankommenden Nukleotids und der 3' OH-Gruppe des Desoxyribose-Zuckers im vorhandenen Nukleotid bildet das Rückgrat jedes DNA-Strangs und wird als Zucker-Phosphat-Rückgrat bezeichnet. Die Struktur der DNA ist in Abbildung 1 dargestellt.

Abbildung 1: DNA

Die beiden DNA-Stränge werden durch die Wasserstoffbrücken zwischen den stickstoffhaltigen Basen der beiden Stränge zusammengehalten. Die beiden Stränge werden weiter gewunden, um eine DNA-Doppelhelix zu bilden. Jeder Strang der Doppelhelix verläuft in entgegengesetzte Richtungen. Ein Strang verläuft von 5′ nach 3′, während der andere Strang von 3′ nach 5′ verläuft. Dadurch sind die beiden Stränge antiparallel.

Wie bilden die Nukleotide in DNA-Paaren?

Die doppelsträngige DNA wird durch die Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den komplementären Nukleotiden der beiden Stränge gebildet. Im Allgemeinen paaren sich Purine mit Pyrimidinen. So paart sich Adenin mit Thymin, während Cytosin mit Guanin paart. Die resultierenden Wasserstoffbrückenbindungen zwischen komplementären Nukleotiden der beiden DNA-Stränge sind in Abbildung 2 dargestellt.

Abbildung 2: Wasserstoffbrückenbindungen zwischen komplementären Nukleotiden

Im Allgemeinen bildet Adenin mit Thymin zwei Wasserstoffbrückenbindungen, während Cytosin mit Guanin drei Wasserstoffbrückenbindungen bildet. Daher ist die Wechselwirkung zwischen Adenin und Thymin schwächer als die Wechselwirkung zwischen Cytosin und Guanin.

Abschluss

DNA ist ein doppelsträngiges Molekül, das aus der abwechselnden Kombination von vier DNA-Nukleotiden besteht. Die beiden Stränge werden durch die Wasserstoffbrückenbindungen zwischen Purin und Pyrimidin zusammengehalten. Im Allgemeinen bildet Adenin mit Thymin zwei Wasserstoffbrückenbindungen, während Cytosin mit Guanin drei Wasserstoffbrückenbindungen bildet.

Referenz:

1. Alberts, Bruce. "Die Struktur und Funktion der DNA." Molekularbiologie der Zelle. 4. Auflage., U.S. National Library of Medicine, 1. Januar 1970, hier erhältlich.

Bild mit freundlicher Genehmigung:

1. „DNA simple2“ von Forluvoft – Eigene Arbeit (Public Domain) über Commons Wikimedia 2. „DNA Nucleotides“ von OpenStax College – Anatomy & Physiology, Connexions-Website. 19. Juni 2013 (CC BY 3.0) über Commons Wikimedia