Molekulare Physiologie 4: Desoxyribonukleinsäure - DNA - der Bauplan der Zelle

midine heissen Thymin (T) und Cytosin (C). Ein Thymin paart sich über zwei Wasserstoffbrücken (Abb. 1 x: rot-weisse Schraffierung) immer mit Adenin, ein Cytosin über drei Wasserstoffbrükken immer mit Guanin. Diese energiearme Konformation der komplementären Basenpaarung zwingt die DNA in ihre typische Doppelhelixstruktur. Beachten Sie bitte das folgende, scheinbar kleine, für die Nukleinsäure-Orthographie allerdings entscheidende Detail: Nukleinsäuren sind chemisch polar, d.h. asymmetrisch aufgebaut. Jede Nukleinsäurekette, also DNA und RNA, hat ein sogenanntes 3’und ein 5’-Ende (sprich «drei strich» respektive «fünf strich»). Am 5’-Ende beginnt die DNA immer mit einem Phosphatrest, und am 3’-Ende endet sie immer mit einem Zucker (Abb. 1: Pfeilköpfe). DNA kann nur am 3’-Ende verlängert werden. Es gibt keine DNA-Polymerase, d.h. ein DNA-synthetisierendes Enzym, das die Nukleinsäurekette am 5’-Ende verlängern kann. Die beiden DNAStränge in einer Doppelhelix sind antiparallel ausgerichtet, d.h. der eine verläuft von 5’ nach 3’, der andere von 3’ nach 5’. Dieses unscheinbare Detail, d.h. die chemische Polarität der DNA, ist für die meisten enzymatischen Manipulationen von Nukleinsäuren wichtig. Zudem ist sie Grundlage für die international einheitliche Gensequenzdefinition. Die vier verschiedenen Basen bilden durch die schier unendliche Vielfalt möglicher Kombinationen innerhalb eines Kettenmoleküls die Gesamtheit der genetischen Information aller menschlichen Individuen, ja aller Lebewesen. Die Reihenfolge der Basen, d.h. die Basensequenz, kodiert die genetische Information. Die komplementäre Basenpaarung ist Voraussetzung für die Kopierbarkeit der DNA (Abb. 2 x). Jeder DNA-Strang dient als Gussform (template) der Synthese eines komplementären Strangs. Das präzise Kopieren von DNA ist Voraussetzung für die Vererbbarkeit genetischer Information. Die Replikation der DNA einer sich Molekulare Physiologie 4