Nukleinsäure

Nukleinsäuren sind Biopolymere, die genetische Information speichern, übertragen und in Funktionsanweisungen übersetzen. Die beiden wichtigsten Typen sind DNA (Desoxyribonukleinsäure) und RNA (Ribonukleinsäure).

Sie bestehen aus Nukleotiden, die als Baueinheiten drei Bestandteile enthalten: eine stickstoffhaltige Base, einen Zucker (Desoxyribose bei DNA, Ribose bei RNA) und eine Phosphatgruppe. Die Nukleotide verbinden sich zu Ketten durch Phosphodiesterbindungen zwischen dem Zucker des Nukleotids und dem Phosphat des nächsten. Dadurch entsteht das Rückgrat aus Zucker-Phosphat, an dem die Basen als Seitengruppen auftreten. Die Richtung der Kette ist 5'-zu-3'-Richtung.

DNA ist meist doppelsträngig und bildet eine antiparallele Doppelhelix. Die Basenpaare A–T (zwei Wasserstoffbrücken) und G–C (drei Wasserstoffbrücken) stabilisieren die Doppelstrukturen. DNA speichert die genetische Information und kommt überwiegend im Zellkern (mit Mitochondrien und Chloroplasten in Pflanzen) vor. Replikation ermöglicht die Weitergabe der Information an Tochterzellen, während Transkription die Information in eine RNA-Kopie überführt.

RNA ist in der Regel einzelsträngig und verwendet Ribose statt Desoxyribose; statt Thymin enthält sie Uracil. Es gibt verschiedene Typen, darunter mRNA, tRNA und rRNA, die unterschiedliche Rollen in der Proteinsynthese und anderen Funktionen übernehmen. Die Transkription erfolgt durch RNA-Polymerasen. Die mRNA dient als Bauplan, der durch Translation an den Ribosomen in Proteine umgesetzt wird; tRNA oder rRNA sind an der Aufbau- und Transferprozessen beteiligt. Zusätzlich können RNA-Moleküle auch katalytische oder regulatorische Funktionen haben.

Zusammengefasst ermöglichen Nukleinsäuren die Speicherung genetischer Informationen, deren Vererbung, sowie die Steuerung der Genexpression. Die Stabilität der DNA und die vielfältigen Funktionen der RNA bilden das zentrale Gerüst der Genetik, Molekularbiologie und biomedizinischen Forschung.