Nucleinsäuren

Nukleinsäuren sind biomolekulare Polymere, die aus Nukleotiden bestehen und genetische Information speichern, übertragen und für die Ausführung biologischer Funktionen genutzt werden. Die beiden Haupttypen sind Desoxyribonukleinsäure (DNA) und Ribonukleinsäure (RNA). Der Zucker in den Nukleotiden ist bei DNA Desoxyribose, bei RNA Ribose; die Basen sind Adenin, Cytosin, Guanin und Thymin in DNA bzw. Adenin, Cytosin, Guanin und Uracil in RNA.

Nukleotide verknüpfen sich zu Polynukleotiden durch Phosphodiesterbindungen. Die DNA liegt meist als Doppelstrang vor, der in antiparalleler Richtung läuft und eine Doppelhelix bildet. Die Basenpaare A-T und G-C sichern die Stabilität durch Wasserstoffbrücken. RNA ist überwiegend einsträngig und kann sich zu komplexen Strukturen falten; Uracil ersetzt Thymin.

Funktionen: DNA dient als langfristiges Erbmaterial und wird vor der Zellteilung repliziert. Transkription wandelt DNA in RNA um; Translation übersetzt den genetischen Code in Proteine. RNA erfüllt zudem vielfältige Aufgaben (mRNA, tRNA, rRNA, Ribozym-Funktionen) und reguliert Genexpression. Der zentrale Dogma beschreibt die Informationsflüsse von DNA über RNA zu Protein.

Vorkommen und Bedeutung: Nukleinsäuren kommen in allen Lebewesen und vielen Viren vor. In der Biotechnologie ermöglichen Methoden wie PCR, Sequenzierung, Genomik und CRISPR-basierte Ansätze Forschung, Diagnostik und Therapie.