Aufbau Der DNA

8/3/2019 Aufbau Der DNA

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DNA Doppelhelix



Aufbau der DNAEine Zelle ist die kleinste lebende Einheit. Sie kannwachsen und sich vermehren und gibt dabei ihrenNachkommen dieselbe Information mit, die sie selbst insich trägt. Dadurch sind ihre Nachkommen ebenfalls in

der Lage zu wachsen und sich zu vermehren.Eine wichtige Rolle bei der Informationsspeicherungund der Informationsweitergabe spielt die DNA.



Aufbau der DNADie DNA ist der Speicher der Erbinformation jeder Zelle.Sie enthält den Bauplan sämtlicher Proteine, die einOrganismus bilden kann. Dazu gehören zum Beispieldie Enzyme, ohne die keine chemische Reaktion in

einem Lebewesen stattfinden könnte. Auch beimAblesen der genetischen Information spielen Enzymeeine entscheidende Rolle, ebenso wie bei sämtlichenReparatur- und Vervielfältigungsmechanismen.



Aufbau der DNADie DNA ist ein polymeres Molekül. Die Grundbausteineder DNA sind die sogenannten Nucleotide, die sich auseiner Phosphatgruppe, einem Zuckerteil und einer organischen Base zusammensetzen. Im Fall der DNA

handelt es sich bei dem Zucker um die Desoxyribose,daher auch der Name DNA von deoxyribonucleic acid,der Desoxyribonucleinsäure. Im deutschen Sprachraumwird manchmal auch die Bezeichnung DNS verwendet,

international ist aber DNA gebräuchlich. Im Unterschiedzur DNA enthält die RNA Ribose als Zuckerrest.



Nucleotide sind die Bausteine der DNA und der RNA. Sie setzen sichaus einer oder mehrerenPhosphatgruppen, einem Zucker und einer organischen Base

zusammen.Bei dem Zucker handelt es sich imFall der DNA um Desoxyribose, imFall der RNA um Ribose.

Nucleotide- Zucker OCH

2OH

H

OH

H

H

H

OH

H

OCH2OH

H

OH

H

OH

H

OH

H

Desoxyribose

Ribose



Nucleotide – BasenDie organische Base kann einePurin- oder eine Pyrimidin

Grundstruktur besitzen. Zu denPyrimidinbasen zählen Cytosin,Thymin und Uracil, zu den

Purinbasen Adenin und Guanin. Inden Nucleinsäuren kommen jeweilsnur vier dieser fünf Basen vor:Adenin, Thymin, Cytosin und Guaninin der DNA und Adenin, Uracil,

Cytosin und Guanin in der RNA.

N

N

N

NH

Purin

N

N

Pyrimidin



komplementären BasenpaareBei der DNA handelt es sich um ein langes, fadenförmigesMolekül. Die räumlichen Struktur der DNA ist eine Doppelhelix, wieJames D. Watson und Francis H. Crick 1953 postulierten. DasGrundgerüst der DNA ist eine Kette aus sich wiederholendenZucker - Phosphat - Gruppen mit variablen Seitenketten, den

Basen. Die beiden DNA - Stränge werden durch Wasserstoff-brückenbindungen zwischen den sogenannten komplementärenBasen zusammengehalten. Die komplementären Basenpaare sindAdenin und Thymin (A - T) und Cytosin und Guanin (C - G). DieseKomplementarität der Basen bewirkt nicht nur die räumliche

Struktur der DNA, sie ist auch von grundlegender Bedeutung für Replikation (DNA - Synthese), Transkription (Abschreiben der Information von DNA auf RNA) und Translation (Übersetzung der Information von der DNA - Sprache in die Proteinsprache).



Thymin Adenin

N

N

O

OCH3

H

H

N

N

N

N

N

H

H

H

Wasserstoffbrückenbindungen

Desoxyribose

Desoxyribose



Die Doppelhelix der DNA wird durch Wasserstoffbrücken zu-sammengehalten. Adenin und Thymin bilden ein Basenpaar.Zwischen ihnen können sich 2 Wasserstoffbrückenbindungenausbilden.

komplementären Basenpaare

N

N

O

OCH3

H

D

N

N

N

N

N

D

H

H

T

A

O



O

O

CH2

OO

H

N

N

OH

H

N

N N

N

AdeninThymin

`5

5'

3' Guanin

Cytosin

3'

5'O

O

CH2

OP

O

O

H3C

O

H

N

N

HO N

N

N N

N

H

5

N

N

N

NOCH2

O

PO

O

NHO

H

N

N H

N H O

5'

3'

O CH2

O

P

O O

O

OH

5'

O CH2

O

PO

O

3'

5'O CH2

3'

O

5'

-

-

-

-



O

O

CH2

OP

OO

O

H

H

H N

N

N

OH

H

N

ON

N N

N

AdeninThymin

`5

5'

3' Guanin

Cytosin

3'

5'O

O

CH2

OP

O

O

H3C

O

H

N

N

HO N

N

N N

N

H

5

N

N

N

NO

O

CH2

O

PO

O

H

NHO

H

N

N H

N H O

5'

3'Cytosin

Guanin

Thymin

Adenin

5'

3'

3'

OCH2

OP

O O

O

OH

5'

O CH2

OP

O

O

3'

5'O CH2

O

P

O O

O

O CH2

O

P

OO

O5'

3'

3'

O

5'

OCH2

O CH3N

N

O

N

N

N

H

H O

H N

N

OH

P

O

O

6

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-

-

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-

-

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Cytosin Guanin

N

N

O

N

H

H

H

N

N

N

N

O

N

HH

H

H

Desoxyribose

DesoxyriboseWasserstoffbrückenbindungen



Das andere Basenpaar bilden Guanin und Cytosin. Zwischen ihnen bestehen 3Wasserstoffbrückenbindungen. Entsprechend binden Guanin und Cytosin auch fester aneinander als Adenin und Thymin. Wird die DNA einer Wärmebehandlungunterzogen, öffnen sich zuerst die Wasserstoffbrücken zwischen Adenin und Thymin.Für die DNA - Verdoppelung(Replikation) ist es wichtig, dass

sich die Stränge voneinander lösen. Auch dies geschieht inden AT - reichen Sequenzenleichter als in GC - reichen.Gene, die sehr häufig undschnell abgelesen werdenmüssen, die also sehr

transkriptionsaktiv sind, liegenaus diesem Grund meist in AT -reichen Sequenzen der DNA.

komplementären Basenpaare

N

N

O

N

D

H

H

N

N

N

N

O

N

HD

H

H

C --- G

O O O



Adenin

Thymin3'

5'O

O

CH2

OO

O

N

N N

N NH

5

N

N

N

NO

O

CH2

O

PO

O

H

NHO

H

N

N H

N H O

5'

3'Cytosin

Guanin

5'

O O

O CH2

OP

O

O

3'

5'O CH2

O

P

O O

O

'

3'

O

5'

OCH2

O CH3N

N N

N

H

H O

H N

P

O

O

6

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-

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O

O

CH2

OP

OO

O

H

H

H N

N

N

OH

H

N

ON

N N

N

AdeninThymin

`5

5'

3' Guanin

Cytosin

3'

5'O

O

CH2

OP

O

O

H3C

O

H

N

N

HO N

N

N N

N

H

5

N

N

N

NO

O

CH2

O

PO

O

H

NHO

H

N

N H

N H O

5'

3'Cytosin

Guanin

Thymin

Adenin

5'

3'

3'

OCH2

OP

O O

O

OH

5'

O CH2

OP

O

O

3'

5'O CH2

O

P

O O

O

O CH2

O

P

OO

O5'

3'

3'

O

5'

OCH2

O CH3N

N

O

N

N

N

H

H O

H N

N

OH

P

O

O

6

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