Big Bang HTL 4, Schulbuch

32 Biochemie und Biotechnologie (IV. Jahrgang, 7. Semester) 2.4 Bauanleitungen des Lebens Nukleinsäuren Es gibt heute keinen Fernsehkrimi ohne DNA-Analyse mehr. In den Medien wird über Gentechnik diskutiert und irgend- wer erklärt einem, dass nur Gen-freie Nahrungsmittel ge- sund sind. Warum diese letzte Aussage Blödsinn ist und was wirklich hinter Genen und DNA steckt werden wir jetzt erkunden. Die Information für den Aufbau der unzähligen verschiede- nen Proteine in unserem Körper steckt in den Genen. Diese bestehen aus einem Molekül namens D esoxyribo n uklein- s äure (kurz DNA, wobei A für acid, also Säure, steht). Zusam- men mit den unterschiedlichen Arten der Ribonukleinsäure (RNA) bilden sie die Nukleinsäuren. Alle Nukleinsäuren bestehen aus 3 einfachen Bausteinen: – Phosphat: PO 4 3– (Anion der Phosphorsäure) – Pentose : Die DNA enthält als Zuckerbaustein die Desoxy- ribose , die RNA die Ribose . Die beiden Zucker unterschei- den sich nur durch einen Sauerstoff, der bei der Desoxyri- bose fehlt: Links ist ein aktives Zentrum mit Substrat dargestellt. Bestimme welcher der rechts abgebil- deten Stoffe ein Substrat oder Inhibitor sein könnte. L In Wild-West Filmen werden als Erste-Hilfe-Maßnah- me bei Schlangenbissen oft die Wunden mit heißen Messern ausgebrannt. Obwohl das keine empfehlens- werte Maßnahme in der Realität ist, lässt sich die Wirkungsweise dieser Methode erklären! Wie? L F22 A2 Abb. 2.45 F23 B2 Welche 3-D Struktur hat die DNA? Die Sprache der DNA verwendet nur 4 Buchstaben A, T, G und C. Wofür stehen diese Buchstaben und wie können damit so viele Proteine beschrieben werden? Wie lang ist unsere DNA? F24 F25 F26 Abb. 2.46: Links: Desoxyvibose, rechts: Ribose – Base : Die organischen stickstoffhältigen zyklischen Ver- bindungen der Basen haben zwei Grundformen : Pyrimi- dine : Cytosin, Thymin, Uracil (in RNA) und Purine : Guanin, Adenin Ein Phosphat + ein Zucker + eine Base verknüpfen sich und bilden ein Nukleotid: Viele dieser Nukleo- tide verknüpfen sich zu langen Kettenmo- lekülen. In der Kette wechseln immer Phosphat und Zucker ab. Am Zucker ist dann jeweils eine Ba- se gebunden. Die Nukleotidkette hat eine Richtung bzw. unterschiedliche Enden, welche mit 5´ und 3´ benannt wer- den. Das 5 ´ Ende der Kette endet mit einer Phosphatgruppe am C 5 der Pentose, das 3 ´ Ende endet mit einer freien OH-Gruppe am C 3 der Pentose. Im Falle der DNA verbinden sich zwei solche Ketten zu einem Doppelstrang . Sie werden durch Wasserstoffbrücken zwischen den Basen aneinander gebunden. Die Basen kön- nen nicht beliebig kombiniert werden: Adenin bindet über zwei H-Brücken an Thymin ( A=T ), Guanin über drei H-Brü- cken mit Cytosin ( G C ). Dadurch ist die Abfolge der Basen (die sogenannte Basensequenz) des zweiten Stranges be- kannt, wenn man die des ersten Stranges kennt. z. B.: erster Strang: 5´GACTTAAGCGTTA3´ zweiter Strang: 3´CTGAATTCGCAAT 5´ Abb. 2.47: Basen der DNA Abb. 2.48: Nukleotidstruktur Abb. 2.49: Verknüpfte Nukleotide Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv