Was ist Desoxyribonukleinsäure?
Desoxyribonukleinsäure oder DNA ist das Molekül, das das genetische Material für alle Organismen enthält. Es kommt in den meisten Viren, allen Bakterien sowie allen pflanzlichen und tierischen Zellen vor. DNA befindet sich im Zellkern oder Kontrollzentrum der Zelle. Es kann auch in Mitochondrien und in Chloroplasten, in solchen Zellen, die sie haben, wie Pflanzen, gefunden werden.
Ein Desoxyribonukleinsäuremolekül besteht aus einer langen Kette von Nukleotiden. Nucleotidmoleküle werden gebildet, wenn sich ein Fünf-Kohlenstoff-Zuckermolekül, ein Pentosezucker, mit einer Phosphatgruppe und einer organischen Base verbindet. Innerhalb eines DNA-Moleküls ist der Zucker Desoxyribose und die organischen Basen können entweder Adenin, Thymin, Cytosin oder Guanin sein.
DNA-Moleküle sind Makromoleküle. Sie bestehen aus vielen Untereinheiten, die einander ähnlich oder identisch sind. Die Untereinheiten, Nukleotide, sind Ende an Ende miteinander verbunden, ähnlich einer Perlenkette. Desoxyribonukleinsäure ist ein Polynukleotid, wird jedoch üblicherweise als Nukleinsäure bezeichnet.
Einzelne Nucleotide sind zwischen der Phosphatgruppe eines und dem Zuckermolekül eines anderen zusammengefügt. Eine Kondensationsreaktion findet statt, um die beiden Nukleotide miteinander zu verbinden und erzeugt auch Wasser. Die Zucker- und Phosphatgruppe sind über die Länge der Kette gleich, aber jede der vier Basen kann an den Zucker gebunden sein.
Ein DNA-Molekül besteht aus zwei komplementären Nukleotidsträngen, die durch Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Basen miteinander verbunden sind. Jede Base kann nur mit einer anderen Base verbunden werden. Insbesondere paart sich Adenin immer mit Thymin und Cytosin immer mit Guanin. Zwischen Adenin und Thymin gibt es zwei Wasserstoffbrücken und zwischen Cytosin und Guanin gibt es drei Brücken. Die beiden Nukleotidstränge sind spiralförmig umeinander gewunden und bilden eine Alpha-Doppelhelix-Struktur.
Die spezifische Sequenz der Nukleotide entlang des Desoxyribonukleinsäuremoleküls bestimmt den genetischen Code für jede Zelle. Gene bestehen aus Nukleotidlängen entlang eines DNA-Moleküls. Sie sind Sequenzen von Tripletts der Nukleotide entlang des Desoxyribonukleinsäuremoleküls. Diese Tripletts bestimmen, welche Aminosäuren zur Herstellung von Proteinen verwendet werden. Spezifische Basentripletts kodieren für verschiedene Aminosäuren.
Der genetische Code des DNA-Moleküls bestimmt, welche Proteine in einer Zelle gebildet werden müssen. In verschiedenen Zellen finden je nach Zelltyp und Funktion unterschiedliche chemische Reaktionen statt. Diese chemischen Reaktionen werden von Enzymen gesteuert, die Proteine sind. Daher bestimmt die DNA die Struktur und Funktion einer Zelle basierend auf der Tatsache, dass die Sequenz der Nukleotide angibt, welche Proteine wann gebildet werden müssen.