Die Basenpaarungsregeln für DNA werden oft als Chargaffs Regeln der DNA-Basenpaarung. Die beiden DNA-Stränge werden durch die Wasserstoffbrückenbindungen zwischen komplementären Nukleotiden zusammengehalten und bilden das doppelsträngige DNA-Molekül. Jeder Strang besteht aus einer alternativen Kombination von DNA-Nukleotiden. Diese Nukleotide können entweder Purine oder Pyrimidine sein. Die Purine sind Adenin (A) und Guanin (G), während die Pyrimidine Cytosin (C) und Thymin (T) sind. Im Allgemeinen paart sich Adenin mit Thymin, während Cytosin mit Guanin paart. Adenin bildet mit Thymin zwei Wasserstoffbrückenbindungen, während Cytosin mit Guanin drei Wasserstoffbrückenbindungen bildet.

Abgedeckte Schlüsselbereiche

1. Was ist DNA? – Definition, Struktur, Funktion 2. Was sind die Basenpaarungsregeln für DNA? – Die Paarung von Purinen mit Pyrimidinen

Schlüsselbegriffe: Adenin, Chargaff-Regeln, Cytosin, doppelsträngige DNA, Guanin, Wasserstoffbrückenbindungen, Thymin

Was ist DNA?

DNA (Desoxyribonukleinsäure) ist das Erbmaterial der meisten Organismen. Es enthält genetische Anweisungen für die Entwicklung, Funktion und Fortpflanzung eines bestimmten Organismus. Das Rückgrat des doppelsträngigen DNA-Moleküls wird durch die alternative Kombination von DNA-Nukleotiden gebildet: A, G, C und T. DNA-Nukleotide bestehen aus einer stickstoffhaltigen Base und einer an Desoxyribose gebundenen Phosphatgruppe. Jedes Nukleotid ist durch Phosphodiesterbindungen miteinander verbunden, die zwischen der Phosphatgruppe des ankommenden Nukleotids und der 3'-OH-Gruppe des Desoxyribose-Zuckers im bestehenden Nukleotid gebildet werden. Da im DNA-Rückgrat abwechselnd Zucker- und Phosphatmoleküle gehalten werden, wird es als Zucker-Phosphat-Rückgrat bezeichnet. Die Struktur der DNA ist in Abbildung 1 dargestellt.

Abbildung 1: DNA

Die Wasserstoffbrücken zwischen den komplementären Nukleotiden halten die beiden Stränge zusammen. Die doppelsträngige DNA wird weiter gewunden, um die DNA-Doppelhelix zu bilden. Jeder Strang in 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.

Was sind die Basenpaarungsregeln für DNA?

Die Basenpaarungsregeln der DNA werden als Chargaff-Regeln der DNA-Basenpaarung bezeichnet. Die vier Arten von DNA-Nukleotiden sind Adenin, Guanin, Cytosin und Thymin. Adenin und Thymin sind Purine, während Cytosin und Guanin Pyrimidine sind. Im Allgemeinen bilden Purine Basenpaare mit Pyrimidinen. Daher paart sich Adenin mit Thymin, während Cytosin mit Guanin paart. Adenin bildet mit Thymin zwei Wasserstoffbrückenbindungen, während Cytosin mit Guanin drei Wasserstoffbrückenbindungen bildet. Somit ist Adenin die komplementäre Base von Thymin, während Cytosin die komplementäre Base von Guanin ist.

Abbildung 2: Wasserstoffbrückenbindungen zwischen komplementären Nukleotiden

Die Wechselwirkung zwischen Adenin und Thymin ist aufgrund der geringeren Anzahl von gebildeten Wasserstoffbrücken zwischen Adenin und Guanin weniger stark als die Wechselwirkung zwischen Cytosin und Guanin.

Abschluss

Die beiden DNA-Stränge werden durch Wasserstoffbrückenbindungen zwischen komplementären Nukleotiden der beiden DNA-Stränge zusammengehalten. Die vier Nukleotide in der DNA sind Adenin, Guanin, Cytosin und Thymin. Adenin bildet 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-Doppelhelix (13081113544)" Von Genomics Education Program - DNA-Doppelhelix (CC BY 2.0) über Commons Wikimedia2. „DNA-chemische Struktur“ Von Madprime (Gespräch · Beiträge) – Eigene Arbeit. Der Quellcode dieser SVG ist gültig. Diese Vektorgrafik wurde mit Inkscape (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia erstellt