Wie ist die DNA aufgebaut?

Grundlagen sind wichtig, auch in der Genetik. Darum erzähle ich dir jetzt etwas über den Aufbau der DNA.

Ausgeschrieben heißt ‚DNA‘ Desoxyribonucleinacid (wie du siehst, ist das der englische Ausdruck). Auf deutsch wäre es ‚DNS‘ und somit Desoxyribonukleinsäure. Das „s“ steht für Säure.

An sich besteht die DNA aus einer Abfolge von unterschiedlichen Einzelbausteinen, den Nucleotiden.  Nucleotide sind aufgebaut aus einem Zuckermolekül (der Desoxyribose (Z)), einer Phosphatgruppe (P) und einer (von vier verschiedenen) Nucleobasen .

Abb. 1: Aufbau Nucleotid
Abb. 1: Aufbau Nucleotid

Den spiralförmigen Aufbau der DNA hast du schon mal vielleicht gesehen. Wenn nicht, dann kommt jetzt eine Beschreibung, die dir die Vorstellung davon erleichtern sollte:

Stell dir eine Strickleiter vor. Die zwei Seile außen sind das Zucker-Phosphat-Gerüst und die Sprossen sind die Basen. Nun hältst du eines der Seile fest und drehst das andere um dieses herum. Die dabei entstehende Form nennt man Doppelhelix. Dabei sind die Seile (DNA-Stränge) antiparallel zueinander. Was ist antiparallel?

Es ist nichts anderes, als wenn der eine Strang entgegengesetzt zum anderen Strang verläuft. Damit kannst du vielleicht trotzdem nicht viel anfangen, deshalb zum Verständnis eine Zeichnung (siehe Abb. 2).

Nun zu den Basen. Es gibt vier von ihnen: Adenin (A), Thymin (T), Cytosin (C) und Guanin (G).

Die Basen der zwei antiparallel verlaufenden DNA-Stränge sind dabei über Wasserstoffbrücken-bindungen (H-Brücken, die dir aus der Chemie bekannt sein könnten) verbunden. Es bilden sich immer dieselben gegenüberliegende, komplementäre Basenpaare:         

Adenin und Thymin sowie Cytosin und Guanin

 

Während zwischen Adenin und Thymin zwei Wasserstoffbrücken ausgebildet werden, bilden sich zwischen Cytosin und Guanin drei H-Brücken. Dieser Unterschied entsteht durch die Struktur der Basen.

Aus der Basenpaarung ergibt sich, dass A und T bzw. C und G im Doppelstrang immer gleich häufig (also im selben Mengenverhältnis) vorkommen (Chargaff’sche Regel). Als Beispiel nehme ich jetzt mal dich. Bei dir liegen Adenin und Thymin zu jeweils ca. 30,3% vor und Cytosin und Guanin zu jeweils ca. 19,7% vor (wie bei allen anderen Menschen auch). Dabei ist die Reihenfolge der Basen innerhalb der Einzelstränge nicht festgelegt.

Ich weiß, dass war jetzt viel auf einmal, aber halt noch ein bisschen durch. Zu guter Letzt müssen wir bezüglich der DNA noch zwischen Eukaryoten (z.B. der Mensch) und Prokaryoten (z.B. Bakterien) unterscheiden. Bei Eukaryoten befindet sich die DNA im Zellkern und bei Prokaryoten im Cytoplasma. Die DNA der Prokaryoten ist eine ringförmige Doppelhelix.

Abb. 2: DNA-Doppelhelix
Abb. 2: DNA-Doppelhelix