Themenschwerpunkte

Das DNA-Molekül ist eine sogenannte Doppel-Helix: Zwei Einzelstränge aus aneinandergereihten Bausteinen lagern sich zu einem Doppelstrang zusammen, der einer nach rechts verdrillten Strickleiter gleicht. Das Rückgrat der beiden DNA-Einzelstränge, entsprechend den Holmen der Strickleiter, besteht in abwechselnder Folge aus einem C5-Zuckermolekül mit dem chemischen Namen Desoxyribose und einer Phosphat-Gruppe. Mit dem Zucker verbunden ist jeweils der dritte Baustein der DNA, chemisch gesehen eine Base. Eine "DNA-Einheit" aus Phosphatrest, Zucker und Base bezeichnet man als Nucleotid.

Die Basen lagern sich zu den Sprossen der molekularen Strickleiter zusammen: sie bilden durch chemische Kräfte (Wasserstoffbrücken) zusammengehaltene Basenpaare und ermöglichen so die Bildung des Doppelstrangs.

Insgesamt gibt es nur vier verschiedene Basen mit den chemischen Namen Adenin (A), Cytosin (C), Guanin (G) und Thymin (T), und nur jeweils zwei der vier können Paare bilden: Cytosin auf dem einen Strang kann nur mit Guanin auf dem anderen Strang und umgekehrt, Adenin auf dem einen Strang nur mit Thymin auf dem anderen Strang und umgekehrt "Strickleitersprossen" oder Basenpaare bilden. Man sagt auch, A und T bzw. C und G verhalten sich komplementär zueinander. Daher können wir, ist die Sequenz eines Stranges bekannt, auch die Sequenz des zweiten Stranges aus dem Doppel aufgrund der festen Basenpaarungsregeln ableiten.

 Das Erbmaterial besteht aus zwei langen fadenförmigen Molekülen, die umeinander verdrillt sind. Wie bei einer Strickleiter, die aus zwei Holmen und sie verbindenden Sprossen besteht, weisen die beiden Fäden Querverbindungen auf. Die Holme bestehen aus miteinander abwechselnden Zucker- und Phosphatmolekülen. Der Zucker heißt Desoxyribose, die Phosphorsäurereste verleihen dem Erbmaterial den Säurecharakter. Der komplizierte Name stammt daher, dass diese Zucker- und Säureverbindung im Kern (lat.: nucleus) vorliegt: Desoxyribonucleinsäure. Mit den Zuckermolekülen sind auf beiden Holmen die Informationsträger, chemisch gesehen Basen, verbunden. Es gibt lediglich vier verschiedene chemische Speicherformen, vier Basen, für die Information. Das Programm für den Aufbau von Proteinen ist über die Abfolge dieser Basen festgelegt. Aufgrund ihrer chemischen Struktur können nur je zwei Basen Querverbindungen, Sprossen, zwischen den Holmen knüpfen (ein durch chemische Kräfte zusammengehaltenes Basenpaar bilden: A kann nur mit T und umgekehrt, C kann nur mit G und umgekehrt paaren). Wann immer wir also auf einem Holm auf ein A oder ein G treffen, muss im Holm gegenüber ein T bzw. C stehen.

Die vier verschiedenen Basen sind die eigentlichen Informationsträger: In der Reihenfolge der vier verschiedenen Basen in einem DNA-Strang liegt der eigentliche Informationsgehalt. Die ganze Lebensvielfalt auf unserer Erde wird also nur von vier verschiedenen Informationselementen programmiert. Wie kann das funktionieren? Dazu müssen wir uns zunächst noch einmal die Produkte, die aus dieser Information entstehen, die Proteine, etwas näher betrachten. 

Quelle: BLL