Didesoxynukleotide

Didesoxynukleotide sind chemische Verbindungen, die strukturell den Desoxynukleotiden ähneln, den Bausteinen der DNA. Der Hauptunterschied liegt in der Abwesenheit einer Hydroxylgruppe am 3'-Kohlenstoffatom des Zuckerrings. Bei Desoxynukleotiden befindet sich am 3'-Kohlenstoff eine Hydroxylgruppe, die für die Verknüpfung mit dem nächsten Nukleotid während der DNA-Synthese unerlässlich ist. Bei Didesoxynukleotiden fehlt diese 3'-Hydroxylgruppe.

Diese strukturelle Besonderheit hat bedeutende Auswirkungen auf die DNA-Replikation. Wenn ein Didesoxynukleotid in eine wachsende DNA-Kette eingebaut wird, kann keine weitere Verlängerung der Kette erfolgen, da die für die Phosphodiesterbindung notwendige 3'-Hydroxylgruppe fehlt. Dies führt zum Abbruch der DNA-Synthese.

Didesoxynukleotide, insbesondere Didesoxyadenosintriphosphat (ddATP), Didesoxyguanosintriphosphat (ddGTP), Didesoxycytidintriphosphat (ddCTP) und Didesoxythymidintriphosphat (ddTTP), sind entscheidend für die Sanger-Sequenzierung, eine Methode zur Bestimmung der Nukleotidreihenfolge in einem DNA-Molekül. Bei der Sanger-Sequenzierung werden diese modifizierten Nukleotide verwendet, um gezielt den Prozess der DNA-Synthese zu unterbrechen. Jedes Didesoxynukleotid ist mit einem spezifischen Fluoreszenzfarbstoff markiert. Durch die Einführung aller vier Didesoxynukleotide in eine Reaktionsmischung zusammen mit den normalen Desoxynukleotiden und einer DNA-Polymerase entstehen Fragmente unterschiedlicher Länge, die alle an ihrem 3'-Ende durch ein Didesoxynukleotid terminiert sind. Die Analyse der Längen und Farben dieser Fragmente ermöglicht die Rekonstruktion der ursprünglichen DNA-Sequenz.