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Die DNA/DNS -Aufbau 

Allgemeines:

Damit Lebewesen an die nachfolgende Generation Erbinformationen übertragen können, sind bestimmte Stoffe notwendig. Diese Stoffe sind die sogenannten Nukleinsäuren bzw. Desoxyribunucleinsäure (DNS, englisch "DNA". Das DNA/DNS Träger der Erbinformationen ist, fand man durch die Experimente von Griffith und Avery heraus. Dabei zeigte sich, dass die DNA von abgetöteten Bakterien "Erbinformationen" auf lebende Bakterienzellen übertragen können. Die Träger der Erbinformation ist also ein "chemischer" Stoff und keine biologische Zell(struktur).

Aufbau der DNA/DNS:

Damit Lebewesen an die nachfolgende Generation Erbinformationen übertragen können, sind bestimmte Stoffe notwendig. Diese Stoffe sind die sogenannten Nukleinsäuren bzw. Desoxyribunukleinsäure (DNS, englisch "DNA").

Grundaufbau der Desoxyribunukleinsäure (DNS, englisch "DNA")

DNS/DNA besteht aus Nukleinsäuren, die aus Desoxyribose (Kohlenhydrat mit 5 C-Atomen), Phosphat und einer der vier Basen (Adenin, Thymin, Cytosin und Guanin) gebildet werden. Diese Bestandteile liegen in Nukleinsäuren im Verhältnis 1:1:1 vor. Dabei sind die Basen Adenin und Guanin die sogenannten Purinbasen, Thymin und Cytosin sind Pyrimidinbasen. Die Verkettung dieser sogenannten DNA-Nukleotiden bildet den sogenannten DNA-Strang. Der Zucker Desoxyribose ist dabei über drei der fünf Kohlenstoffatome mit Phosphat und den Basen "verbunden". Die Phosphatgruppe ist an das 3-C-Atom des Zuckers bzw. 5-C-Atom des nachfolgenden Zuckers gebunden. Durch diese Bindung werden die einzelnen Desoxyribose-Moleküle miteinander verbunden. Die Base bindet dabei an das 1-C-Atom des Zuckers.


Aufbau eines DNA-Stranges

Durch die Verknüpfung der Desoxyribose-Moleküle, Phosphat und Basen zu einem DNA-Strang, hat jeder DNA-Strang ein Ende mit einer freien OH-Gruppe und ein Ende mit einer Phosphat-Gruppe. Damit hat eine DNA auch eine Leserichtung. Die Abfolge der sogenannten Nukleotid-Basen (auch als DNA-Nukleotidsequenz) verschlüsselt die Erbinformation, die in der heutigen Biologie als Buchstabenfolge (sogenannte Basensequenz) wiedergegeben wird, beispielsweise AAATTC.


Aufbau der DNA-Helix

Der Aufbau der DNA (Doppelstrang) wird durch das sogenannte DNA-Doppelhelixmodell von Watson und Crick beschrieben. Die beiden Forscher fanden heraus, dass die DNA auch zwei schraubenförmig gewundenen DNA-Einzelsträngen besteht. Die beiden DNA-Einzelstränge werden dabei über Wasserstoffbrückenbindungen zusammengehalten.

Die beiden Einzelstränge der DNA sind dabei gegenläufig angeordnet, d.h. jeweils ein 3' und ein 5'-Ende liegen sich gegenüber (Antiparalleliät der DNA-Stränge). Dadurch werden die Einzelstränge durch die Wasserstoffbrückenbindungen zusammengehalten. Dabei "binden" sich immer eine Purinbase und eine Pyrimidinbase über Wasserstoffbrückenbindungen. Dabei liegen zwischen Adenin und Thymin zwei Wasserstoffbrückenbindungen vor, während zwischen Guanin und Cytosin drei Wasserstoffbrückenbindungen vorliegen. Daher sagt man auch, dass die (Nukleotid)-Basen sogenannte komplementäre Basenpaare bilden: Adenin und Thymin bzw. Guanin und Cytosin. Dies erklärt auch, warum in einer DNA-Helix jeweils gleich viele Moleküle von Adenin und Thymin bzw. Cytosin und Guanin vorliegen (dies ist die sogenannte Chargaff-Regel).

Bei der DNA-Helix zeigen (aufgrund der Wechselwirkungen) die Basen nach innen und die Phosphatgruppen nach außen. Bei den Prokaryoten ist die DNA zu einem Ring geschlossen, bei Eukaryoten liegt die DNA als Doppelstrang vor. Dabei wird der Strang in einzelne Abschnitte unterteilt, die als Chromosome bezeichnet werden.




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