Aufbau Der DNA
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Aufbau der DNAEine Zelle ist die kleinste lebende Einheit. Sie kannwachsen und sich vermehren und gibt dabei ihrenNachkommen dieselbe Information mit, die sie selbst insich trägt. Dadurch sind ihre Nachkommen ebenfalls in
der Lage zu wachsen und sich zu vermehren.Eine wichtige Rolle bei der Informationsspeicherungund der Informationsweitergabe spielt die DNA.
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Aufbau der DNADie DNA ist der Speicher der Erbinformation jeder Zelle.Sie enthält den Bauplan sämtlicher Proteine, die einOrganismus bilden kann. Dazu gehören zum Beispieldie Enzyme, ohne die keine chemische Reaktion in
einem Lebewesen stattfinden könnte. Auch beimAblesen der genetischen Information spielen Enzymeeine entscheidende Rolle, ebenso wie bei sämtlichenReparatur- und Vervielfältigungsmechanismen.
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Aufbau der DNADie DNA ist ein polymeres Molekül. Die Grundbausteineder DNA sind die sogenannten Nucleotide, die sich auseiner Phosphatgruppe, einem Zuckerteil und einer organischen Base zusammensetzen. Im Fall der DNA
handelt es sich bei dem Zucker um die Desoxyribose,daher auch der Name DNA von deoxyribonucleic acid,der Desoxyribonucleinsäure. Im deutschen Sprachraumwird manchmal auch die Bezeichnung DNS verwendet,
international ist aber DNA gebräuchlich. Im Unterschiedzur DNA enthält die RNA Ribose als Zuckerrest.
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Nucleotide sind die Bausteine der DNA und der RNA. Sie setzen sichaus einer oder mehrerenPhosphatgruppen, einem Zucker und einer organischen Base
zusammen.Bei dem Zucker handelt es sich imFall der DNA um Desoxyribose, imFall der RNA um Ribose.
Nucleotide- Zucker OCH
2OH
H
OH
H
H
H
OH
H
OCH2OH
H
OH
H
OH
H
OH
H
Desoxyribose
Ribose
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Nucleotide – BasenDie organische Base kann einePurin- oder eine Pyrimidin
Grundstruktur besitzen. Zu denPyrimidinbasen zählen Cytosin,Thymin und Uracil, zu den
Purinbasen Adenin und Guanin. Inden Nucleinsäuren kommen jeweilsnur vier dieser fünf Basen vor:Adenin, Thymin, Cytosin und Guaninin der DNA und Adenin, Uracil,
Cytosin und Guanin in der RNA.
N
N
N
NH
Purin
N
N
Pyrimidin
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komplementären BasenpaareBei der DNA handelt es sich um ein langes, fadenförmigesMolekül. Die räumlichen Struktur der DNA ist eine Doppelhelix, wieJames D. Watson und Francis H. Crick 1953 postulierten. DasGrundgerüst der DNA ist eine Kette aus sich wiederholendenZucker - Phosphat - Gruppen mit variablen Seitenketten, den
Basen. Die beiden DNA - Stränge werden durch Wasserstoff-brückenbindungen zwischen den sogenannten komplementärenBasen zusammengehalten. Die komplementären Basenpaare sindAdenin und Thymin (A - T) und Cytosin und Guanin (C - G). DieseKomplementarität der Basen bewirkt nicht nur die räumliche
Struktur der DNA, sie ist auch von grundlegender Bedeutung für Replikation (DNA - Synthese), Transkription (Abschreiben der Information von DNA auf RNA) und Translation (Übersetzung der Information von der DNA - Sprache in die Proteinsprache).
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Thymin Adenin
N
N
O
OCH3
H
H
N
N
N
N
N
H
H
H
Wasserstoffbrückenbindungen
Desoxyribose
Desoxyribose
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Die Doppelhelix der DNA wird durch Wasserstoffbrücken zu-sammengehalten. Adenin und Thymin bilden ein Basenpaar.Zwischen ihnen können sich 2 Wasserstoffbrückenbindungenausbilden.
komplementären Basenpaare
N
N
O
OCH3
H
D
N
N
N
N
N
D
H
H
T
A
O
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O
O
CH2
OO
H
N
N
OH
H
N
N N
N
AdeninThymin
`5
5'
3' Guanin
Cytosin
3'
5'O
O
CH2
OP
O
O
H3C
O
H
N
N
HO N
N
N N
N
H
5
N
N
N
NOCH2
O
PO
O
NHO
H
N
N H
N H O
5'
3'
O CH2
O
P
O O
O
OH
5'
O CH2
O
PO
O
3'
5'O CH2
3'
O
5'
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O
O
CH2
OP
OO
O
H
H
H N
N
N
OH
H
N
ON
N N
N
AdeninThymin
`5
5'
3' Guanin
Cytosin
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CH2
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O
O
H3C
O
H
N
N
HO N
N
N N
N
H
5
N
N
N
NO
O
CH2
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O
H
NHO
H
N
N H
N H O
5'
3'Cytosin
Guanin
Thymin
Adenin
5'
3'
3'
OCH2
OP
O O
O
OH
5'
O CH2
OP
O
O
3'
5'O CH2
O
P
O O
O
O CH2
O
P
OO
O5'
3'
3'
O
5'
OCH2
O CH3N
N
O
N
N
N
H
H O
H N
N
OH
P
O
O
6
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Cytosin Guanin
N
N
O
N
H
H
H
N
N
N
N
O
N
HH
H
H
Desoxyribose
DesoxyriboseWasserstoffbrückenbindungen
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Das andere Basenpaar bilden Guanin und Cytosin. Zwischen ihnen bestehen 3Wasserstoffbrückenbindungen. Entsprechend binden Guanin und Cytosin auch fester aneinander als Adenin und Thymin. Wird die DNA einer Wärmebehandlungunterzogen, öffnen sich zuerst die Wasserstoffbrücken zwischen Adenin und Thymin.Für die DNA - Verdoppelung(Replikation) ist es wichtig, dass
sich die Stränge voneinander lösen. Auch dies geschieht inden AT - reichen Sequenzenleichter als in GC - reichen.Gene, die sehr häufig undschnell abgelesen werdenmüssen, die also sehr
transkriptionsaktiv sind, liegenaus diesem Grund meist in AT -reichen Sequenzen der DNA.
komplementären Basenpaare
N
N
O
N
D
H
H
N
N
N
N
O
N
HD
H
H
C --- G
O O O
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Adenin
Thymin3'
5'O
O
CH2
OO
O
N
N N
N NH
5
N
N
N
NO
O
CH2
O
PO
O
H
NHO
H
N
N H
N H O
5'
3'Cytosin
Guanin
5'
O O
O CH2
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O
O
3'
5'O CH2
O
P
O O
O
'
3'
O
5'
OCH2
O CH3N
N N
N
H
H O
H N
P
O
O
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O
O
CH2
OP
OO
O
H
H
H N
N
N
OH
H
N
ON
N N
N
AdeninThymin
`5
5'
3' Guanin
Cytosin
3'
5'O
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CH2
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O
O
H3C
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H
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N
HO N
N
N N
N
H
5
N
N
N
NO
O
CH2
O
PO
O
H
NHO
H
N
N H
N H O
5'
3'Cytosin
Guanin
Thymin
Adenin
5'
3'
3'
OCH2
OP
O O
O
OH
5'
O CH2
OP
O
O
3'
5'O CH2
O
P
O O
O
O CH2
O
P
OO
O5'
3'
3'
O
5'
OCH2
O CH3N
N
O
N
N
N
H
H O
H N
N
OH
P
O
O
6
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