Nucleinsäuren - das Leben hängt an einem Faden |
- Nucleinsäuren sind die Träger der Erbinformation.
- Es existieren zwei Formen von Nucleinsäuren: die DNA und die RNA.
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DNA - Desoxyribonucleinsäure |
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Was kennzeichnet das DNA-Molekül?
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- Die DNA ist ein langes fadenförmiges Molekül.
- DNA Moleküle bestehen aus zwei Einzelsträngen (Primärstruktur), die sich gegenüberliegen.
- Die Einzelstränge winden sich schraubenförmig um eine gemeinsame Achse. Sie bilden eine Doppelhelix (Sekundärstruktur).
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Woraus bestehen die Einzelstränge? |
- Analysiert man die Zusammesetzung der DNA, so lassen sich der Zucker Desoxyribose, ein Phosphatrest und vier Stickstoffbasen nachweisen.
- Die Desoxiribose gehört zu den Pentosen, einem Zucker der als Grundgerüst 5 Kohlenstoffatome besitzt. Die C-Atome sind im Uhrzeigersinn nummeriert.
- Am 2' C-Atom hat der Zucker keine OH-Gruppe, deshalb wird er chemisch als 2 Desoxyribose bezeichnet.
- Die Zucker, der Phosphatrest und eine der vier Basen bilden den Grundbaustein der DNA: das Nucleotid.
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Zucker - Desoxyribose |
Phosphatrest |
Basen |
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jeweils:
- Adenin
- Thymin
- Cytosin
- Guanin
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Für das Verständnis über DNA-Aufbau oder die Verdopplung der DNA ua. benötigt man die Bezeichnungen 3' C-Atom und 5' C-Atom oder 3'-Ende - 5'-Ende. Sie geben dem Molekül eine Richtung, Polarität. Das 5'-Ende ist oben, das 3'-Ende ist unten. (Ähnlich wie auf einer Landkarten, wo oben Norden und unten Süden ist.) |
Das Nucleotid - Baustein der DNA |
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 Abb.01
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- Das Nucleotid (Abb.01) bildet den Grundbaustein der Nucleinsäuren.
- Am 5' Kohlenstoffatom (5' C-Atom) hängt ein Posphatrest.
- Am 1' Kohlenstoffatom bindett eweils eine Base. Deshalb gibt es 4 verschiedene Nucleotide.
- Die OH-Gruppe am 3' C-Atom ist frei.
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Im Nucleotid wird die Polarität deutlicher sichtbar. Am 5'-Ende des Zuckers lagert sich der Phosphatrest an, während das 3'-Ende noch eine freie OH-Gruppe hat. Auch in der DNA findet man solche freien OH-Gruppen des 3'-Endes. |
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Wie sind die Nucleotide in der DNA angeordnet? |
- In der DNA bilden die Nucleotide zwei sich gegenüberliegende Ketten.
- Verglichen mit einer Leiter bilden die wechselnden Zucker - Phospateinheiten die Holme und die sich gegenüberliegenden Basen die Sprossen.
- Die Nucleotide bilden feste Paare: Adenin - Thymin - Paar und Guanin - Cytsin - Paar.
- Wie in einer guten Ehe ähneln sich die Partner: Die etwas rundlichen Typen G und C gehören eben zusammen genauso wie die etwas eckig und kantig wirkenden Typen A und T.
- Die Basen sind komplementär, das heißt, sie bedingen sich einander (komplementäre Basenpaarung):
- Adenin - Thymin
- Guanin - Cytosin
- Die Basenpaarung resuliert daraus, dass Adenin und Thymin zwei Wasserstoffbrücken, Guanin und Cytosin drei Wasserstoffbrücken ausbilden.
- Die beiden Einzelstränge stehen sich antiparallel gegenüber. Der rechte Einzelstrang steht sozusagen auf dem "Kopf".
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An den Enden des DNA-Fadens finden man jeweils ein 5' und 3'-Ende. Nur die 3'-Enden verfügen über eine freie OH-Gruppe. Enzyme, sogenannate Polymerasen können hier neue Nucleotide anlagern: Replikation. |
RNA - Ribonucleinsäuren |
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Wie ist die RNA aufgebaut und wodurch unterscheidet sie sich von der DNA bezüglich des Zuckers und der Nucleotidbasen? |
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- Die RNA liegt in der Regel als Einzelstrang vor.
- Wie die DNA besteht die RNA aus einem Rückgrat von wechselnden Zucker- und Phosphateinheiten.
- Der Zucker ist eine Ribose.
- An diesem Rückgrat sitzen wie bei der DNA die Basen Adenin (A), Cytosin (C) und Guanin (D).
- Die Base Thymin wird durch die Base Uracil (B) ersetzt.
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RNA - Funktionen sind wichtig für Proteinsynthese |
m-RNA (Messenger-RNA)
- Botenmolekül, das die in der DNA gespeicherte Information überträgt.
t-RNA (Transfer-RNA)
- transportiert die Aminosäuren zum Ribosom während der Translation
r-RNA (Ribosomale-RNA):
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Zucker - Ribose |
Phosphatrest |
Basen |
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- Adenin
- Uracil
- Cytosin
- Guanin
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