Wie funktionieren die Nukleotide in DNA-Paaren?

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 Desoxyribosezucker gebunden ist. Die beiden Stränge werden durch die Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den stickstoffhaltigen Basen der DNA-Nukleotide zusammengehalten. Im Allgemeinen paaren sich Purine mit Pyrimidinen. So bildet Adenin zwei Wasserstoffbrückenbindungen mit Thymin, während Cytosin drei Wasserstoffbrückenbindungen mit Guanin bildet.

Wichtige Bereiche

1. Was ist DNA?
      - Definition, Struktur, Funktion
2. Wie funktionieren 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. In Eukaryoten befindet sich die Mehrheit der DNA im Zellkern. Einige können auch in Mitochondrien und Chloroplasten verbleiben. In Prokaryoten kann DNA innerhalb einer speziellen Region gefunden werden, die als Nukleoid im Zytoplasma bekannt ist. DNA enthält die genetischen Anweisungen für die Entwicklung, Funktion und Reproduktion eines bestimmten Organismus.

Im Allgemeinen ist DNA ein doppelsträngiges Molekül. Das Rückgrat der DNA wird durch die alternative Kombination der DNA-Nukleotide gebildet: A, G, C und T. Jedes DNA-Nukleotid besteht aus einer stickstoffhaltigen Base und einer an Desoxyribose gebundenen Phosphatgruppe. Die Bildung von Phosphodiester-Bindungen zwischen der Phosphatgruppe des ankommenden Nucleotids und der 3'-OH-Gruppe des Desoxyribosezuckers im vorhandenen Nucleotid bildet das Rückgrat jedes DNA-Strangs und wird als Zuckerphosphat-Rückgrat bezeichnet. Die Struktur der DNA ist in gezeigt Abbildung 1.

Abbildung 1: DNA

Die beiden DNA-Stränge werden durch die Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den stickstoffhaltigen Basen der beiden Stränge zusammengehalten. Die beiden Stränge werden weiter zu einer DNA-Doppelhelix aufgewickelt. Jeder Strang in der Doppelhelix verläuft in entgegengesetzte Richtungen. Ein Strang verläuft von 5 'nach 3' Richtung, während der andere Strang von 3 'nach 5' Richtung verläuft. Dies macht die beiden Stränge antiparallel.

Wie funktionieren die Nukleotide in DNA-Paaren?

Die Doppelstrang-DNA wird durch die Wasserstoffbrücken zwischen den komplementären Nukleotiden der beiden Stränge gebildet. Im Allgemeinen paaren sich Purine mit Pyrimidinen. So paart sich Adenin mit Thymin und Cytosin mit Guanin. Die resultierenden Wasserstoffbrücken zwischen komplementären Nukleotiden der beiden DNA-Stränge sind in gezeigt Figur 2.

Abbildung 2: Wasserstoffbrücken zwischen komplementären Nukleotiden

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

Fazit

DNA ist ein doppelsträngiges Molekül, das alternativ aus vier DNA-Nukleotiden besteht. Die beiden Stränge werden durch die zwischen Purin und Pyrimidinen gebildeten Wasserstoffbrücken zusammengehalten. Im Allgemeinen bildet Adenin zwei Wasserstoffbrückenbindungen mit Thymin, während Cytosin drei Wasserstoffbrückenbindungen mit Guanin bildet.

Referenz:

1. Alberts, Bruce. "Die Struktur und Funktion von DNA." Molekularbiologie der Zelle. 4. Ausgabe., US National Library of Medicine, 1. Januar 1970, hier erhältlich.

Bildhöflichkeit:

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