Die DNA-Doppelhelix-Moleküle sehen aus wie eine verdrehte Leiter und die Sprossen oder Stufen bestehen aus stickstoffhaltigen Basen, die den genetischen Code für alle lebenden Organismen bilden. Es gibt insgesamt vier Basen, zwei davon die Purinbasen und zwei die Pyrimidinbasen. Eine Sprosse der Leiter kann aus einer Purin- und einer Pyrimidinbase bestehen.
Die Basen haben eine molekulare Struktur, die es den beiden Arten von Basen ermöglicht, eine schwache Verbindung namens Wasserstoffbrücke zu bilden. Normalerweise hält es die beiden DNA-Stränge zusammen, kann sich aber auflösen, um Kopien des Codes für die Proteinproduktion und die Reproduktion der Zelle zu erstellen. Dieser komplizierte Mechanismus bildet die Grundlage allen Lebens auf der Erde.
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Die Purin- und Pyrimidinbasen des DNA-Moleküls bilden die Bindungen, die die genetische Information aller Lebewesen kodieren. Die beiden Purinbasen sind Adenin und Guanin, während die Pyrimidinbasen Thymin und Cytosin sind. Adenin bindet nur an Thymin und Guanin an Cytosin, wobei diese Bindungen die Sprossen der DNA-Leiter bilden.
Wie Purinbasen Teil der DNA-Doppelhelix sind
Die leiterartige DNA-Doppelhelix besteht aus sechs Molekülen. Die Sprossen der Leiter bzw. der Stufen bestehen aus den stickstoffhaltigen Purinbasen Adenin und Guanin sowie den stickstoffhaltigen Pyrimidinbasen Thymin und Cytosin. Die Schienen auf beiden Seiten sind abwechselnd Moleküle des Zuckers namens Desoxyribose und eines Phosphats. An den Zucker ist das stickstoffhaltige Grundmolekül gebunden und das Phosphat ist ein Abstandshalter zwischen den Sprossen der Leiter. Eine Grundeinheit der DNA-Kette ist ein Phosphatmolekül und ein Zuckermolekül, an das ein stickstoffhaltiges Basismolekül gebunden ist.
Jede Purinbase kann nur eine Bindung mit einer Pyrimidinbase eingehen, Adenin mit Thymin und Guanin mit Cytosin. Daraus resultieren vier mögliche Kombinationen: Adenin-Thymin, Thymin-Adenin, Guanin-Cytosin und Cytosin-Guanin. Die genetische Information aller Lebewesen ist mit diesen vier Kombinationen in der DNA kodiert.
Pyrimidin- und Purinbasen steuern Zellprozesse
Die Purin- und Pyrimidinbasen bilden Wasserstoffbrücken, um die beiden Schienen des DNA-Moleküls zusammenzuhalten. Adenin und Thymin bilden zwei Wasserstoffbrücken, während Guanin und Cytosin drei bilden. Wasserstoffbrückenbindungen sind eher elektrostatische Kräfte zwischen elektrisch geladenen Teilen eines polaren Moleküls als chemische Bindungen. Dadurch können sie neutralisiert werden und die DNA kann sich an einer bestimmten Stelle in zwei Stränge auftrennen.
Wenn eine Zelle spezifische Proteine benötigt, trennen sich die DNA-Stränge, die die Produktion der Proteine steuern, und RNA-Moleküle kopieren einen Strang. Die RNA-Kopie der Anleitung wird dann in der Zelle verwendet, um Aminosäuren und die benötigten Proteine herzustellen. Die Zelle verwendet RNA, um den genetischen Code der DNA zu kopieren, und verwendet dann die codierten Anweisungen, um die benötigten Proteine herzustellen.
Pyrimidine und Purine in der DNA-Kontrollzellteilung
Wenn eine lebende Zelle bereit ist, sich in zwei neue Zellen zu teilen, trennen sich die beiden Seiten des DNA-Moleküls, indem die Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Purinen und Pyrimidinen neutralisiert werden. Anstatt RNA auf einem Abschnitt der DNA-Leiter zu verwenden, wird die gesamte Leiter getrennt und an jeder Seite werden neue stickstoffhaltige Basen hinzugefügt. Da jede Basis nur einen Partner akzeptiert, wird jede Seite zu einem vollständigen und genauen Duplikat der anderen.
Wenn beispielsweise eine DNA-Bindung eine Adenin-Thymin-Verbindung war, hat eine Seite das Adenin-Molekül und die andere Seite das Thymin-Molekül. Das Adenin zieht ein anderes Thyminmolekül an und das Thymin zieht ein Adeninmolekül an. Das Ergebnis sind zwei identische Adenin-Thymin-Bindungen in zwei neuen DNA-Strängen.
Die beiden purinhaltigen Stickstoffbasen der DNA sind für die gesamte Zellproteinproduktion und für die Zellteilung essentiell. Die durch den DNA-Kopiermechanismus ermöglichte Zellteilung bildet die Grundlage für jedes Wachstum und für alle Fortpflanzungsformen lebender Organismen.