am Puls Biologie 8, Schulbuch

14 In der DNA bilden zwei Nukleotidstränge eine Doppelhelix, die RNA ist ein Einzelstrang Wie kann ein Stoff aussehen, der Erbinformatio- nen speichern und weitergeben kann? Er muss stabil sein, um die Lebenszeit einer Zelle zu über- dauern sowie die Informationen lesbar, übertrag- bar und regulierbar aufweisen. Genetikern und Genetikerinnen war klar, dass die Aufklärung der molekularen Struktur der DNA Wissenschaftsgeschichte schreiben würde. Der Durchbruch gelang schließlich James D. Watson 1 und Francis Crick 2 , die anhand aller verfügbaren Informationen ein Modell entwickelten, das sich als korrekt erwies. Parallel erstellten Rosalind Franklin 3 und Maurice Wilkins 4 Untersuchungen an DNA-Kristallen, die das Modell von Francis und Crick bestätigten: Das DNA-Molekül hat die Form einer Strickleiter, die um ihre Längsachse verdreht ist. Man nennt diese Form eine Doppel- helix ( k Abb. 5 links). Die beiden Ränder der Doppelhelix werden von sich abwechselnden Zucker- (Desoxyribose) und Phosphatmolekülen gebildet. Die Stränge sind gegenläufig angeordnet: Dem Anfang des einen liegt das Ende des anderen Strangs gegenüber. Die Sprossen der Strickleiter bestehen immer aus Basenpaaren, und zwar jeweils einer größeren Purin-Base ( Adenin oder Guanin ) und einer klei- neren Pyrimidin-Base ( Thymin oder Cytosin ). Die Basen der beiden Stränge sind mit Wasser- stoffbrücken verbunden: Adenin (A) bindet über zwei Wasserstoffbrücken mit Thymin (T), Guanin (G) bindet über drei Wasserstoffbrücken mit Cy- tosin (C). A passt also zu T, G passt zu C – es sind komplementäre Basen . In der Reihenfolge der Basen, der Basensequenz, steckt verschlüsselt die Erbinformation. Neben der doppelsträngigen DNA gibt es einen weiteren Typ von Nukleinsäure, die RNA (Ribo- nukleinsäure, k Abb. 5 rechts). Im Unterschied zur DNA besitzt sie eine Ribose statt einer Desoxyribose und die Pyrimidinbase Uracil statt Thymin. Zudem liegen RNA-Moleküle meist als Einzelstränge vor, die viel kürzer sind als DNA-Moleküle. Wenn du die DNA eines Organismus als eine Bib- liothek zahlreicher Bücher betrachtest, stellt die RNA dann die Abschrift einzelner Seiten da. Die- se Abschriften können verschiedene Funktionen erfüllen, etwa Information aus dem Zellkern zu transportieren (S. 27) oder Strukturen wie Ribo- somen ihre Form zu geben. Ein DNA-Molekül bildet eine Doppel- helix aus zwei gegenläufigen Nukleotid-Strängen Ein RNA-Molekül ist einzelsträngig und kürzer als DNA und besitzt Ribose als Zucker sowie Uracil anstelle von Thymin 1 2 3 4 3‘ 5‘ 3‘ 5‘ DNA doppelsträngig Desoxyribose Uracil 3‘ 5‘ Phosphat Ribose Ribose Wasserstoff- brückenbindung 3‘- Ende 5‘- Ende 3‘ -Ende 5‘ -Ende A A A A A A A C C C C C C C T T T T T T T G G G G G G G RNA einzelsträngig Adenin Cytosin Thymin Guanin CH 5 Phosphat Die Identifizierung der 3‘- und 5‘-Enden von DNA- und RNA-Strängen basiert auf der Nummerierung der Koh- lenstoffatome des Zuckers Ribose bzw. Desoxyribose. RNA enthält im Unter- schied zur DNA Ribose und die Base Uracil (U). Abb. 5: DNA und RNA. Die DNA ist eine Doppelhelix aus zwei Strängen, die RNA ist meist einzelner Strang. Glossar 1 James D. Watson (geb. 1928), US-amerikani- scher Molekularbiologe 2 Francis Crick (1916–2004), britischer Moleku- larbiologe. 3 Rosalind Franklin (1920–1958), britische Bio- chemikerin. 4 Maurice Wilkins (1916–2004), neuseeländi- scher Physiker. 1.2 Die Struktur der Nukleinsäuren Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv