Auf­bau der DNA & RNA

Die DNA (Deso­xy|ribo|nu­kle­in­säu­re) ist der Trä­ger der Erb­infor­ma­ti­on in allen be­kann­ten le­ben­den Zel­len.

Sie ist bei Eu­ka­ry­o­ten aus­schließ­lich im Zell­kern lo­ka­li­siert – bei Pro­ka­ry­o­ten als so­ge­nann­tes Kern­äqui­va­lent di­rekt im Cy­to­plas­ma. Dort steu­ert sie die Le­bens­vor­gän­ge in den Zel­len: die in der DNA ge­spei­cher­ten In­for­ma­ti­o­nen wer­den ge­nutzt, um Pro­te­ine zu syn­the­ti­sie­ren, die z.B. als Bau­ma­te­ri­al und als En­zy­me die­nen kön­nen.



Die ge­naue Struk­tur der DNA konn­te erst 1953 durch WAT­SON und CRICK (ba­sie­rend auf Vor­ar­bei­ten von FRAN­K­LIN) er­mit­telt wer­den. Die DNA be­steht dem­nach aus zwei Ein­zel­strän­gen, die sich ge­gen­über lie­gen und sich zu einer so­ge­nann­ten Doppel-​Helix ver­dre­hen. Die Struk­tur gleicht einer ver­dreh­ten Strick­lei­ter: dabei bil­det das Zucker-​Phosphat-Rückgrat die Seile und je­weils zwei Nukleo-​Basen bil­den die Spros­sen.



Guckt man sich die Struk­tur etwas ge­nau­er an, so be­steht das Rück­grat der DNA ab­wech­selnd aus einem Zu­cker (der Des­oxy­ri­bo­se) und einem Phos­phat­rest. An den Zu­cker ist je­weils eine der vier or­ga­ni­schen Stick­stoff­ba­sen ge­bun­den: Adenin; Guanin; Cyto­sin und Thymin. Eine Ein­heit aus Zu­cker; Phos­phat und Base nennt man Nu­kle­o­tid – in diese Ein­hei­ten wird die DNA zer­legt, wenn sie ab­ge­baut wird und sie die­nen als Grund­bau­stei­ne, wenn neue DNA auf­ge­baut wird. Es exis­tie­ren vier ver­schie­de­ne Arten von Nu­kle­o­ti­den: eine mit jeder der vier Basen.



Ent­schei­dend für die Struk­tur der DNA ist die Aus­bil­dung des Dop­pel­stran­ges. Dies ge­schieht, indem zwi­schen je­weils zwei Basen so­ge­nann­te Wasserstoffbrücken-​Bindungen aus­ge­bil­det wer­den. Dies kann nur zwi­schen Ade­nin und Thy­min (2 Bin­dun­gen) und Cy­to­sin und Gu­a­nin (3 Bin­dun­gen) pas­sie­ren. Man be­zeich­net diese Basen je­weils als kom­ple­men­tär. Was­ser­stoff­brü­cken sind we­ni­ger stark, als an­de­re che­mi­sche Bin­dun­gen. Die DNA kann des­halb zwi­schen den Basen auf­ge­trennt wer­den. Das ist wich­tig, damit sie ab­ge­le­sen und ver­dop­pelt wer­den kann.







Die RNA (Ribo|nu­kle­in­säu­re) ist die zwei­te Art von Nu­kle­in­säu­ren, die in Zel­len vor­kommt. Sie un­ter­schei­det sich in einer Reihe von Struk­tur­merk­ma­len (s. Abb.) von der DNA.

Die RNA spielt eine wich­ti­ge Rolle bei der Ex­pri­mie­rung der Erb­infor­ma­ti­o­nen. Dafür kommt sie in zwei For­men vor: die mRNA-​Stränge wer­den im Zell­kern ge­bil­det und brin­gen die Erb­infor­ma­ti­on ins Cy­to­plas­ma. Dort wer­den unter Be­tei­li­gung der tRNA die Erb­infor­ma­ti­o­nen von den Ri­bo­so­men ge­le­sen und Pro­te­ine sythe­ti­siert. RNA ist we­sent­lich kurz­le­bi­ger als DNA und wird häu­fig nach kur­zer Zeit durch be­stimm­te En­zy­me wie­der ab­ge­baut.