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DNA-Struktur

Wir erklären Ihnen, wie die DNA aufgebaut ist, welche Typen es gibt und wie sie entdeckt wurde. Außerdem die Struktur der RNA.

Die molekulare Struktur der DNA in Eukaryoten ist eine Doppelhelix.
  1. Wie ist die DNA aufgebaut?

Die molekulare Struktur der DNA (oder einfach die Struktur der DNA) ist die Art und Weise, wie sie biochemisch aufgebaut ist, dh die spezifische Organisation von Proteinen und Biomol. Moleküle, die das DNA-Molekül bilden .

Denken Sie zunächst daran, dass DNA die Abkürzung für Desoxyribonukleinsäure ist. DNA ist ein Nucleopolyt-Biopolymer, dh eine lange Molekülstruktur, die aus Segmenten (Nucleitiden) besteht, die aus einem Zucker (Ribose) und einer Stickstoffbase bestehen.

Die Stickstoffbasen der DNA können von vier Typen sein: Adenin (A), Cytosin (C), Thymin (T) oder Guanin (G) zusammen mit einer Phosphatgruppe. In der Sequenz dieser Verbindung ist die gesamte genetische Information eines Lebewesens gespeichert, die für die Proteinsynthese und für die Fortpflanzung unerlässlich ist, dh ohne DNA wird es keine geben Übertragung genetischer Merkmale.

Bei prokaryotischen Lebewesen ist die DNA normalerweise linear und zirkulär. Aber bei Eukaryoten ist die Struktur der DNA wie eine Doppelhelix geformt. In beiden Fällen handelt es sich um ein doppelsträngiges Biomolekül, das aus zwei langen Ketten besteht, die antiparallel angeordnet sind (in entgegengesetzte Richtungen zeigen): Ihre stickstoffhaltigen Basen sind einander zugewandt.

Zwischen diesen beiden Ketten befinden sich Wasserstoffbrücken, die sie in Form einer Doppelhelix zusammenhalten. Traditionell werden drei Ebenen dieser Struktur unterschieden:

  • Primärstruktur . Es besteht aus der Sequenz von verketteten Nukleitiden, deren spezifische und pünktliche Sequenz die genetische Information jedes existierenden Individuums codiert.
  • Sekundäre Struktur . Der vorgenannte Doppelstrang komplementärer Ketten, in denen die stickstoffhaltigen Basen in einer strengen Reihenfolge verbunden sind: Adenin mit Thymin und Cytosin mit Guanin. Diese Struktur variiert je nach Art der DNA.
  • Tertiärstruktur Es bezieht sich auf die Art und Weise, wie DNA innerhalb von Strukturen, die als Chromosomen bezeichnet werden, in der Zelle gespeichert wird. Diese Moleküle müssen in einem begrenzten Raum gefaltet und sortiert werden, so dass sie bei prokaryontischen Organismen normalerweise die Form einer Superhelix haben, während bei Eukaryonten eine komplexere Verdichtung durchgeführt wird, da die DNA, die die Intervention anderer Proteine ​​erfordert.
  • Quartärstruktur Es bezieht sich auf das im Zellkern von eukaryotischen Zellen vorhandene Chromatin, wo während der Zellteilung Chromosomen gebildet werden.

Es kann Ihnen dienen: DNA, Mikrobiologie.

  1. Entdeckung der DNA-Struktur

James Watson (links) und Francis Crick (rechts)

Die spezifische molekulare Form der DNA wurde 1950 entdeckt, obwohl die Existenz solcher biologischer Verbindungen seit 1869 bekannt war. Ihre Entdeckung wird hauptsächlich den Wissenschaftlern James Watson, Amerikaner, und Francis Crick, Brite, zugeschrieben Sie schlugen das Doppelhelixmodell der DNA-Struktur vor.

Sie waren jedoch nicht die einzigen, die dieses Problem untersuchten. Tatsächlich beruhte seine Arbeit auf Informationen, die zuvor von der Britin Rosalind Franklin, einem Experten für Röntgenkristallographie zur Bestimmung der Struktur von Molekülen, erhalten worden waren.

Dank eines besonders klaren Bildes, das Franklin mit dieser Technik erhalten hatte (der berühmten „Fotografie 51“), konnten Watson und Crick ein dreidimensionales Modell für die DNA ableiten und formulieren.

  1. DNA-Typen

Durch die Untersuchung seiner Struktur, dh seiner spezifischen dreidimensionalen Konformation, ist es möglich, drei Arten von DNA zu identifizieren, die in Lebewesen beobachtet werden:

  • B-DNA Dies ist die am häufigsten vorkommende Art von DNA in Lebewesen und die einzige, die dem von Watson und Crick vorgeschlagenen Doppelhelixmodell folgt. Seine Struktur ist regelmäßig, da jedes Paar von Basen die gleiche Größe hat, obwohl Rillen (größer und kleiner nacheinander) mit einer Abweichung von 35 ° gegenüber der vorherigen verbleiben, um den Zugang zu den stickstoffhaltigen Basen von außen zu ermöglichen.
  • DNA-A . Diese Art von DNA tritt unter Bedingungen niedriger Luftfeuchtigkeit und niedrigerer Temperatur auf, wie beispielsweise in vielen Labors. Es zeigt, wie B, wiederkehrende Rillen mit unterschiedlichen Anteilen (breiter und weniger tief für die kleinere Rille), zusätzlich zu einer offeneren Struktur, wobei die stickstoffhaltigen Basen am weitesten von der Achse der Doppelhelix entfernt sind und in Bezug auf die Rille geneigter sind horizontal und symmetrischer in der Mitte.
  • Z-DNA Es unterscheidet sich von den vorherigen dadurch, dass es eine Doppelhelix mit einer Linkskurve (levógira) in einem Zick-Zack-Gerüst ist und häufig in DNA-Sequenzen vorkommt, die Purine und Pyrimidine (GCGCGC) abwechseln, sodass eine Konzentration erforderlich ist Kationen, die größer sind als die von B-DNA. Es ist eine Doppelhelix, die schmaler und länger ist als die vorherigen.
  1. RNA-Struktur

RNA hat eine einzigartige Nukleotidkette.

Im Gegensatz zu DNA tritt RNA (Ribonukleinsäure) normalerweise nicht in Form einer Doppelhelix auf. Im Gegenteil, die Struktur der RNA ist eine einfache und einzelsträngige Sequenz von Nukleotiden . Seine Stickstoffbasen sind mit denen der DNA identisch, mit Ausnahme von Thymin (T), das in der RNA durch Uracil (U) ersetzt ist.

Diese Nukleotide sind durch Phosphodiesterbindungen miteinander verbunden. Manchmal können sie Falten in der RNA-Kette erzeugen, indem sie sich gegenseitig anziehen und so bestimmte Arten von Schleifen, Propellern oder Gabeln für kurze Regionen bilden.

Mehr in: RNA.


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