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DNA / DNS Aufbau und Struktur

Geschrieben von: Dennis Rudolph
Sonntag, 17. April 2016 um 20:44 Uhr

Mit Aufbau und Struktur der DNA bzw. DNS befassen wir uns in diesem Artikel. Wie sehen uns dazu an, wofür die DNA überhaupt da ist und wie sie aufgebaut ist. Entsprechende Fachbegriffe rund um das Thema werden dabei ebenfalls erläutert. Und am Ende gibt es Beispiele, wie sie in der Prüfung vorkommen können. Dieser Artikel gehört zu unserem Bereich Biologie.

Zunächst ein kurzer Hinweis: DNA und DNS sind von der Biologie her identisch. DNA ist ganz einfach die englische Schreibweise und DNS ist die deutsche Schreibweise. Das "A" am Ende steht für Acid, welches im Deutschen mit Säure "S" übersetzt wird. Wer dies noch ausführlicher braucht, schaut einfach in der Artikel DNA + DNS Unterschied.

Was ist die DNA/DNS?

Die DNA gibt es in jedem Menschen. Sie enthält die Erbinformationen, also im Prinzip ist sie unser Bauplan. Welche Haarfarbe wir haben, unsere Augenfarbe, die Körpergröße, wie (gut) unser Immunsystem funktioniert, welche Talente (Musik, Mathematik usw.) wir haben und vieles mehr wird von der DNA festgelegt oder zumindest beeinflusst. Wer schlechte Noten in Mathematik hat, sollte dies jedoch nicht nur auf seine eigene DNA schieben, sondern vielleicht auch die eigene Faulheit hinterfragen. Dennoch: Unsere DNA hat einen gewissen Einfluss darauf, ob uns manche Dinge leichter oder schwerer Fallen.

Die DNA bzw. DNS ist ein Makromolekül. Makro steht dabei für groß, Moleküle sind im weiten Sinn zwei- oder mehratomige Teilchen, die durch chemische Bindungen zusammengehalten werden. Die Bausteine für die Makromoleküle - also die DNA - sind:

  • Phosphorsäure (Phosphatrest)
  • Zucker Desoxyribose
  • organische Basen

Die Verbindung aus einer Base, einem Phosphatrest und einem Molekül Zucker bezeichnet man als Nukleotid.

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DNA / DNS Struktur und Aufbau

Wie sehen als Aufbau bzw. Struktur der DNA (deoxyribonucleic acid) bzw. DNS (Desoxyribonukleinsäure) aus? Dazu sollte man zunächst Wissen, dass es vier verschiedene Basen gibt:

  • Adenin (A)
  • Thymin (T)
  • Guanin (G)
  • Cytosin (C)

Bei der DNA ist es nun so, dass sich jeweils Adenin (A) und Thymin (T) sowie Cytosin (C) und Guanin (G) gegenüberstehen. In der DNA sind Adenin und Thymin immer gleich oft vorhanden. Auch Cytosin und Guanin sind gleich oft vorhanden. Die DNA hat zwei Seiten, man bezeichnet dies als Doppelstrang. Weiß man also nun zum Beispiel, dass ich auf der einen Seite Adenin habe, dann ist damit auch sofort klar, dass gegenüber nur ein Thymin "andocken" kann. Verbunden werden diese durch Wasserstoffbrücken. Auf der jeweiligen Seite wiederum werden die "Verbindungen" durch den Zucker (Desoxyribose) und Phosphorsäurereste hergestellt. Dies alles einmal als Grafik:

DNA DNS

Seid ihr auf dem Spielplatz oder in der Sporthalle einmal eine Strickleiter hochgeklettert? Stellt euch vor, diese würde - wenn jemand drauf klettert - sich in sich verdrehen. Dann landet ihr bei der typischen Vorstellung der DNA. Man spricht hier vom Watson-Crick-Modell, benannt nach den beiden Entdeckern J. Watson und F. Crick, die das im Jahr 1953 entstandene Modell zur Beschreibung der DNA als Doppelhelix entwickelten.

DNA


Beispiele Struktur/Aufbau DNA

Sehen wir uns noch ein paar Beispiele an, die sich mit der Struktur bzw. dem Aufbau der DNA befassen und die so auch in Prüfungen / Klausuren vorkommen können.

Beispiel 1: Bei der Untersuchung einer DNA wurde erkannt, dass Adenin zu 17 Prozent vorliegt. Wie stark sind nun Cytosin, Guanin und Thymin vorhanden?

Lösung: Adenin und Thymin kommen gleich viel vor. Wenn der Anteil Adenin also 17 Prozent ist, muss auch Thymin zu 17 Prozent vorkommen. Zusammen sind dies 34 Prozent. Bleiben also noch 100 Prozent - 34 Prozent = 66 Prozent für Guanin und Cytosin übrig. Da diese auch gleich viel vorkommen sind es also jeweils die Hälfte - sprich 33 Prozent - für Guanin und eben auch 33 Prozent für Cytosin.

  • Adenin mit 17 Prozent
  • Thymin mit 17 Prozent
  • Cytosin zu 33 Prozent
  • Guanin zu 33 Prozent
  • Macht in Summe 100 Prozent.

Beispiel 2: Ein Strang sei wie folgt aufgebaut: AATTCGGC. Wie sieht der Strang auf der anderen Seite aus?

Lösung: Es stehen sich jeweils Adenin und Thymin sowie Cytosin und Guanin gegenüber. Also A und T gegenüber und C und G gegenüber.

  • AATTCGGC
  • TTAAGCCG

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