DNA – Aufbau

Das Akronym DNA steht für deoxyribonucleic acid und ist im Deutschen auch als Desoxyribonukleinsäure (abgekürzt DNS) bekannt. Die DNA ist ein komplexes Molekül, das die genetische Information in Lebewesen speichert. Sie besteht aus Nukleinsäuren, die aus aneinander geknüpften Bausteinen, den Nukleotiden, aufgebaut sind. Jedes Nukleotid der DNA setzt sich aus folgenden Bestandteilen zusammen:

• einem Zucker (Desoxyribose)
• einer von vier Basen (Adenin, Cytosin, Guanin und Thymin)
• einem Phosphatrest

In der DNA formen viele solcher Nukleotide lange Ketten, die als Nukleotidstränge bezeichnet werden. Ein Nukleosid hingegen ist die Verbindung des Zuckers mit einer Base, jedoch ohne den Phosphatrest.

DNA-Aufbau auf chemischer und molekularer Ebene 

Chemisch gesehen besteht die DNA aus zwei Polynukleotidsträngen, die sich zu einer Doppelhelix verbinden. Diese beiden Stränge sind antiparallel angeordnet, was bedeutet, dass das 5´-Ende des einen Strangs dem 3´-Ende des anderen Strangs gegenüberliegt. Die Bezeichnungen 5´-Ende und 3´-Ende stammen von den Kohlenstoffatomen des Zuckers Desoxyribose, die entsprechend durchnummeriert sind.

Antiparallele Stränge und Bindungen

Die Stränge der DNA sind durch Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Basen verbunden. Adenin (A) paart sich immer mit Thymin (T) durch zwei Wasserstoffbrücken, während Guanin (G) sich mit Cytosin (C) durch drei Wasserstoffbrücken paart. Diese spezifischen Basenpaarungen sorgen für die Stabilität der DNA-Doppelhelix.

Basenpaare und Struktur

Die Struktur der DNA kann mit einer verdrehten Strickleiter verglichen werden. Die Zucker-Phosphat-Rückgrate bilden die Seitenholme und die Basenpaare die Sprossen. Cytosin und Thymin gehören zur Stoffgruppe der Pyrimidine, während Adenin und Guanin zu den Purinen zählen.

Replikation und biologische Bedeutung

Die spezifische Paarung der Basenpaare ermöglicht es der DNA, sich präzise zu replizieren. Bei der Zellteilung wird die DNA in zwei Stränge getrennt und jeder Strang dient als Vorlage für einen neuen komplementären Strang. Dieses Prinzip der komplementären Basenpaarung stellt sicher, dass die genetische Information exakt weitergegeben wird.

Fazit

Zusammengefasst ist der Aufbau der DNA ein faszinierendes Zusammenspiel von chemischen Bindungen und molekularer Struktur, das die Grundlage für die genetische Information aller Lebewesen bildet. Ihre doppelsträngige, antiparallele Natur und die spezifischen Basenpaarungen ermöglichen es ihr, als stabiles, langlebiges Molekül zu funktionieren, das gleichzeitig flexibel genug ist, um sich zu replizieren und die genetische Information zu bewahren.

Biologie-Insider-Tipp für deinen MedAT

Insider-Tipp von Max (MasterClass-Tutor)

Um auf mögliche Fragen beim MedAT gut vorbereitet zu sein, sollte man sich mit den Begriffen Nukleotid und Nukleosid vertraut machen. Außerdem ist es von Vorteil, die Basenpaarung zu kennen und zu verstehen. Denn immer wieder wird in Form einer Rechenaufgabe nach dem prozentualen Anteil einer Base an einem bestimmten DNA-Abschnitt gefragt. Mehr Tipps und Übungen zu allen MedAT-Themen gibt…