Was sind Basispaare?
Basenpaare sind Nukleotidpaare, die über eine Wasserstoffbrücke in DNA und RNA miteinander verbunden sind. Dieses genetische Material ist typischerweise doppelsträngig mit einer Struktur, die einer Leiter ähnelt, und jeder Satz von Basenpaaren bildet eine einzelne Sprosse der Leiter. Basenpaare haben eine Reihe interessanter Eigenschaften, die sie zu interessanten Themen machen. Für viele Genetiker ist es wichtig zu verstehen, wie Basenpaare funktionieren.
Die Nukleotide, aus denen die DNA besteht, sind Adenin (A), Thymin (T), Cytosin (C) und Guanin (G). In der RNA wird das Thymin durch Uracil (U) ersetzt. Zusammen bilden diese kleinen chemischen Verbindungen den genetischen Code eines Organismus, wobei ihre Anordnung die Produktion einer Reihe von Proteinen codiert. Adenin kann sich nur mit Thymin verbinden, und Cystosin kann sich nur mit Guanin verbinden. Dies bedeutet zum Beispiel, dass bei der Untersuchung eines DNA-Strangs, wenn sich an einem Ende eines Strangs ein A befindet, ein T am anderen Ende sein muss.
Adenin und Guanin sind beide Arten von Molekülen, die als Purine bekannt sind, während Thymin und Cytosin Pyrimidine sind. Purine sind größer mit einer Struktur, die verhindert, dass zwei von ihnen auf eine Sprosse der Leiter passen, während Pyrimidine zu klein sind. Dies bedeutet, dass Adenin nicht zu einem Basenpaar mit Guanin und Thymin nicht zu einem Basenpaar mit Cytosin werden kann.
Man könnte sich vernünftigerweise fragen, warum das Purinadenin nicht an das Pyrimidincytosin binden kann und warum Thymin nicht an Guanin binden kann. Die Antwort hat mit der Molekülstruktur dieser Verbindungen zu tun; Adenin kann mit Cytosin keine Wasserstoffbindung eingehen, ebenso wie Thymin mit Guanin keine Wasserstoffbindung eingehen kann. Diese Eigenschaften bestimmen die grundsätzliche Anordnung der Basenpaare, wobei die Verbindung an einem Ende der Sprosse bestimmt, welche Verbindung auf der anderen Seite liegt.
Es sind zahlreiche Sätze von Basenpaaren erforderlich, um ein einzelnes Gen zu bilden, und jeder gegebene DNA-Strang kann zusätzlich zu Abschnitten der sogenannten "nicht-kodierenden DNA", DNA, die scheinbar keine Funktion hat, zahlreiche Gene enthalten. Das menschliche Genom enthält schätzungsweise drei Milliarden Basenpaare, was erklärt, warum es so lange gedauert hat, das menschliche Genom erfolgreich zu sequenzieren, und das Verständnis der Anordnung der Basenpaare hilft den Menschen nicht zu verstehen, wo bestimmte Gene liegen und was diese Gene tun. In gewisser Weise könnten Basenpaare als das Alphabet betrachtet werden, mit dem das Buch des genetischen Codes geschrieben wird.