Chemie begreifen, Schulbuch

Worum geht es? Was lässt sich beobachten? Was lässt sich beobachten? Überlegungen Überlegungen Die RNA (Ribonucleinsäure) X3 263 Makromoleküle können sehr interessante Eigenschaften aufweisen: Manche sind elastisch oder besitzen große Festigkeit, einige eignen sich als Basis für Klebemittel oder Lacke, andere wiederum leiten den Strom oder wirken als Lichtsammler. Die erstaunlichste Fähigkeit besitzen Polynucleotide: Sie können sich selbst kopieren. Die Bezeichnungen Nucleotid und Nucleinsäure weisen auf den Zellk e r n als Herkunftsort hin. Zu den Polynucleotiden zählt die RNA (englisch: acid = Säure), die sich von der Phosphorsäure (H 3 PO 4 ) ableitet. Das Ziel ist, die Fähigkeit zur selbstständigen Vermehrung am Beispiel der RNA-Moleküle zu verstehen. Welche reaktiven Stellen im Adenin, Guanin, Cytosin und Uracil wirken als Basen? Welchen Stoffklassen können die Nucleotid-Bausteine zugeordnet werden? Durch welchen Reaktions- typ schließen sich Ribose, Phosphat-Ion und »Base« zu einem Nucleotid zusammen? Warum funktioniert der Aufbau der Polynucleotide nur, wenn statt einer Phosphatgruppe zwei oder besser drei Phosphatgruppen an die Ribose gebunden sind? Werden gelöste Nucleotide in Anwesenheit geeigneter Katalysatoren (Enzyme) zu einem einzigen RNA-Molekül gegeben, so bilden sich von selbst Makromoleküle. 50 % von diesen stimmen mit dem ursprünglichen RNA-Molekül genau überein, die restlichen 50 % sind eine Art »Negativ«. Dabei entspricht jedes Adenin einem Uracil, jedes Guanin einem Cytosin und umgekehrt jedes Uracil einem Adenin und jedes Guanin einem Cytosin. Warum beträgt die Häufigkeit der Kopien 50 %? Warum kommt beim »Negativ« immer an die Stelle einer »Base« mit zwei Ringsystemen eine kleinere mit einem Ring und an die Stelle einer kleineren »Base« eine große? Nach welchem Prinzip können Moleküle einen ganz bestimmten Platz finden? Warum können sich zwischen Guanin und Cytosin 3 Wasserstoffbrücken ausbilden und zwischen Adenin und Uracil nur 2? Ein Nucleotid besteht aus 1–3 Phosphatgruppen, einem Ribose-Molekül und einer »Base«: zB Adenosin (Veränderte Stellen bei der DNA: * O fehlt) ** * * Phosphat- gruppe Ribose »Base« (Adenin) Adenosin Guanin Uracil Cytosin Adenin 4 verschiedene Moleküle eignen sich bei der RNA – einem Polynucleotid – als » Base « : (Veränderte Stellen bei der DNA: ** zusätzliche Methylgruppe) Die „Basen“ A(denin), U(racil), T/hymin), G(uanin) und C(ytosin) wirken zum Teil auch als Säuren. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv