17.03.2008, 00:01:28 - [Naturwissenschaft allgemein] - Lukas Brausch
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Seit Jahrzehnten schon ist die Erbinformation aller Lebewesen im Blickpunkt des Interesses in vielen wissenschaftlichen Bereichen, wie der Biochemie, der Biotechnologie oder der Bioinformatik. Mittlerweile weitestgehend erforscht, ist die DNA Ausgangspunkt vieler wissenschaftlicher Arbeiten. Um diese verstehen zu können ist es wichtig den Aufbau der DNA näher zu untersuchen.

DNA (deoxyribonucleic acid) kommt in » Eukaryoten hauptsächlich im Nucleus (Zellkern) und in » Prokaryoten frei im Plasma der Zelle vor. Die isolierte Nucleinsäure des Zellkerns stellt eine fadenförmige, makromolekulare Verbindung dar. In dieser ist insbesondere Phosphorsäure, ein Zucker und vier verschiedene organische Stickstoffbasen zu finden.
Der Zucker der DNA ist die Desoxyribose, welche fünf C-Atome enthält und demnach eine Pentose darstellt. Anders als bei vielen anderen Zuckern ist bei ihr die OH-Gruppe am zweiten C-Atom durch ein H-Atom ersetzt, worauf bereits der Name hindeutet (desoxy = „ohne Sauerstoff“). Die DNA enthält vier verschiedene Basen: Cytosin (C), Thymin (T), Guanin (G) und Adenin (A). Zerlegt man die DNA weiter in ihre einzelnen Bestandteile, so erhält man verschiedene Spaltprodukte, welche jeweils aus einer Phosphatgruppe, der Desoxyribose und einer der vier verschiedenen Basen bestehen. Eine solche Einheit, die zum Beispiel durch Spaltungen des Enzyms » Desoxyribonuklease (DNase) entstehen kann, wird Nucleotid genannt. Zusammengefasst kann also das folgende festgehalten werden:
DNA ist eine aus vier verschiedenen Nucleotid-Arten bestehendes Makromolekül, ein so genanntes Polynucleotid.

Die Struktur der DNA
In der DNA wechseln sich Zucker und Phosphatreste regelmäßig ab. Beide Bausteine bilden das Grundgerüst der Nucleinsäuren. Hierbei sind die Zucker jeweils über das dritte und das fünfte C-Atom durch Phosphatreste über eine » Phosphodiesterbindung miteinander verbunden. Ein solches Zucker-Phosphat-Band weist zwei verschiedenartige Enden auf: Am 3'-Ende trägt das dritte C-Atom der Pentose keine Phosphatgruppe. Beim 5'-Ende dagegen sitzt am fünften C-Atom des Zuckers eine Phosphatgruppe. Das von dem amerikanischen Forscher » Watson und dem Engländer » Crick vorgestellte Raummodell der DNA besagt, dass selbige stets als Doppelstrang vorliegt. Die beiden Einzelstränge bestehen jeweils aus Zucker-Phosphar-Bändern mit den daran gebundenen Basen, die nach innen ausgerichtet sind. Über diese Basen sind die beiden DNA-Stränge über Wasserstoffbrücken miteinander verbunden. Hierbei wird die Struktur einer so genannten » Doppelhelix ausgebildet.

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