Aufbau der DNA und der RNA

Man unterscheidet 2 Formen der Nucleinsäuren:

• Desoxyribonucleinsäure (desoxyribonucleic acid, DNA): besitzt 2 Hauptaufgaben:

  • die identische Weitergabe des Erbguts an die Tochterzellen

  • Matrize für die Proteinbiosynthese

• Ribonucleinsäure (ribonucleic acid, RNA): verschiedene Formen und Funktionen; unter anderem wichtige Werkzeuge der Proteinbiosynthese, aber auch strukturelle und katalysatorische Funktionen

DNA

Die DNA ist aus 4 unterschiedlichen Desoxynucleosidmonophosphaten aufgebaut. Diese bestehen aus:

• 2'-Desoxyribose

• einer der 4 Basen Adenin, Cytosin, Guanin oder Thymin

• einem Phosphatrest

Für die Synthese der DNA werden die Desoxynucleosidtriphosphate dATP, dCTP, dGTP und dTTP miteinander über 3'-5'-Phosphodiesterbindungen (Phosphorsäurediesterbindungen) unter Abspaltung von Pyrophosphat (PP_i) zu langen Ketten verbunden (Polynucleotide). Der DNA-Einzelstrang weist eine Polarität auf, da ein Ende eine freie 3'-OH-Gruppe trägt und das andere eine freie 5'-Phosphatgruppe.

DNA besteht in der Regel aus 2 umeinandergewundenen Einzelsträngen (Doppelhelix), die über Wasserstoffbrücken zwischen 2 komplementären Basen der benachbarten Einzelstränge miteinander verbunden sind. Dabei bilden stets Adenin und Thymin ein Basenpaar mit 2 Wasserstoffbrücken, und Guanin paart mit Cytosin über 3 Wasserstoffbrücken. Die beiden Einzelstränge der im Allgemeinen rechtsgewundenen Helix sind antiparallel zueinander orientiert.

RNA

Die RNA ist aus 4 unterschiedlichen Nucleosidmonosphosphaten aufgebaut. Diese bestehen aus:

• Ribose (anstelle von 2'-Desoxyribose)

• einer der 4 Basen Adenin, Cytosin, Guanin oder Uracil (in seltenen Fällen kommt auch Thymin vor)

• einem Phosphatrest

Für die Synthese der RNA werden die Nucleosidtriphosphate ATP, CTP, GTP und UTP zu langen Ketten verknüpft (Polynucleotid). Genau wie DNA enthalten RNA-Polynucleotide 3'-5'-Phosphodiesterbindungen und der RNA-Strang weist mit einem 3'-OH- und einem 5'-Phosphatende ebenfalls eine Polarität auf.

RNA liegt meist einzelsträngig vor. Einzelne Abschnitte eines RNA-Moleküls können jedoch durch Ausbildung von intramolekularen Wasserstoffbrücken zwischen den Basen Adenin und Uracil bzw. Guanin und Cytosin doppelsträngige Bereiche bilden.