Aufbau der DNA


Wie ist diese fadige Substanz aufgebaut?

Der Träger der Erbinformationen, die DNA ist gar nicht mal so komplex aufgebaut.
Die Grundbausteine sind die Nukleotide. Jedes Nukleotid setzt sich aus einem Molekül Desoxyribose, einer Phosphatgruppe und einer von 4 organischen Basen zusammen. Die Desoxyribose ist ein C5-Zucker, dessen OH-Gruppen (Hydroxylgruppen) an den C-Atomen 1,3 und 5 Bindungen zu anderen Molekülen aufbauen können. Die Phosphorsäure bildet Bindungen zu OH-Gruppen, wie zu denen der Desoxyribose (siehe oben). Die 4 bereits erwähnten organischen Basen werden nochmals in Purinbasen (Adenin und Guanin) und Pyrimidinbasen (Thymin und Cytosin) differenziert. Da die DNA/DNS logischerweise nicht aus einem einzigen Nukleotid besteht, sondern aus mehreren Millionen wird sie auch als Polynukleotid bezeichnet.
Die Bindungen zwischen den einzelnen Nukleotiden sind schon ein wenig komplizierter.
Die Phosphatgruppe eines Nukleotids bindet sich an die OH-Gruppen des nächsten Desoxyribosemoleküls. Es entsteht ein Einzelstrang, der nach den nicht geladenene Enden der Desoxyribose benannt wird: Freie OH-Gruppe am 3' Ende, freie Phosphatgruppe am 5' Ende. Der zweite Einzelstrang ist entgegengerichtet, verläuft also von 5' nach 3' und ist somit antiparallel. Andres würde es auch nicht funktionieren, da sich nur so komplementäre Basen paaren können. Thymin mit Adenin, Cytosin mit Guanin. Sie bilden Wasserstoffbrückenbindungen und halten so die Einzelstränge zusammen. Die Außenseiten bestehen aus abwechselnd gereihten Zucker- und Phosphatgruppen.

DNA-Strang

Auf der Basis der Forschungen von Chargaff und anderen entwickelten Watson und Crick 1953 das DNA-Doppelhelix-Modell, und erklärten somit die räumliche Struktur der DNS. Dieses Modell ist auch heute noch gültig.

Erbinformationen werden durch die Nukleotidsequenz ( spezielle Basenabfolgen ) verschlüsselt, ähnlich wie unsere Buchstaben in verschiedenen Abfolgen verschiedene Wörter bilden. Da die Erbinformationen, die zum Funktionieren eines Organismus notwendig sind gewaltig sind, ist auch die Länge con ca. 6 Milliarden Basenpaaren (das entspricht einer Länge von 1,80 m pro Zelle) erklärbar und vorstellbar.

Während der Interphase liegt die DNS entspiralisiert im Arbeitskern vor. Der Spiralisierungsprozess ist die Verkürzung der DNS zum Chromosom. Dabei wickelt sich die Doppelhelix je zweimal um spezielle, im Nukleus liegende Proteine, die Histone. So entstehen die Grundbausteine der Chromosomen, die als Nukleosome bezeichnet werden. Dieses Aufwinden wird mehrmals wiederholt, bis schließlich bei einer Zellteilung eine ca. 700nm dicke Chromatide vorliegt.
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