EinzelstrangDNA

EinzelstrangDNA (ssDNA) bezeichnet DNA, die aus nur einer Polynukleotidkette besteht. Im Gegensatz zur üblichen Doppelhelix liegt kein komplementärer Strang vor. Die vier Basen Adenin, Thymin, Cytosin und Guanin tragen die genetische Information, doch ohne zwei Stränge ist ssDNA deutlich flexibler. Die Sequenz kann intramolekulare Basenpaarungen eingehen und dadurch sekundäre Strukturen wie Haarnadel- oder Schleifenformen bilden.

Vorkommen und Eigenschaften: ssDNA kommt natürlich in Telomeren als 3'-Überhang vor und in bestimmten DNA-Virusfamilien (z. B. Parvoviridae). Sie entsteht auch kurzzeitig während der DNA-Replikation oder bei Transkriptionsprozessen. Im Vergleich zu dsDNA ist ssDNA thermisch weniger stabil und anfälliger für Abbau durch Nukleasen sowie für chemische Schäden wie Depurinierung.

Funktionen und Anwendungen: ssDNA dient meist als Zwischenform oder als Träger funktioneller Segmente in Biotechnologie und Diagnostik. Kurze ssDNA-Oligonukleotide werden als Sonden, Primer und Bindungselemente in Hybridisierung, Sequenzierung oder Amplifikation verwendet. Längere ssDNA-Fragmente können als Aptamere oder Bausteine in Sequenzierungsbibliotheken dienen. Modifikationen am Rückgrat erhöhen Stabilität und Bindungsaffinität (z. B. durch 2'-Modifikationen oder Phosphorothioat-Backbone).

Herstellung: ssDNA wird überwiegend chemisch durch feste Phasen-Synthese von Oligonukleotiden hergestellt; längere Sequenzen lassen sich auch enzymatisch erzeugen. In Anwendungen dienen Modifikationen dazu, Abbau zu verlangsamen und spezifischere Bindungseigenschaften zu erzielen.