Nukleinsäurestrukturen

Nukleinsäurestrukturen beschreiben die dreidimensionalen Anordnungen von Nukleinsäuren wie DNA und RNA. Diese Strukturen sind entscheidend für die Funktion dieser Moleküle bei der Speicherung und Übertragung genetischer Informationen sowie bei der Proteinsynthese.

Die bekannteste Struktur ist die Doppelhelix der DNA. Hierbei winden sich zwei antiparallele Stränge aus Nukleotiden umeinander. Die Nukleotide bestehen aus einem Zuckermolekül (Desoxyribose), einer Phosphatgruppe und einer von vier stickstoffhaltigen Basen: Adenin (A), Guanin (G), Cytosin (C) und Thymin (T). Die Basen der beiden Stränge paaren sich spezifisch: A immer mit T und G immer mit C, verbunden durch Wasserstoffbrücken. Diese Basenpaarung stabilisiert die Doppelhelix und ermöglicht die exakte Verdopplung der DNA.

RNA existiert meist als Einzelstrang, kann aber intramolekulare Sekundärstrukturen wie Haarnadeln und Schleifen bilden, indem sich komplementäre Basen innerhalb desselben Stranges paaren (A mit U, G mit C). Tertiäre Strukturen von RNA, wie sie in Ribosomen oder Transfer-RNAs vorkommen, sind komplexer und beinhalten Faltungen, die durch nicht-kanonische Basenpaarungen und andere Wechselwirkungen stabilisiert werden.

Es gibt verschiedene Formen der DNA-Doppelhelix, darunter die häufige B-DNA, die rechtsgängige A-DNA und die linksgängige Z-DNA. Die Wahl der Struktur hängt von der Basensequenz und den Umgebungsbedingungen wie dem Wassergehalt ab. Diese strukturelle Vielfalt spielt eine Rolle bei der Regulation von Genexpression und anderen zellulären Prozessen. Die Untersuchung von Nukleinsäurestrukturen, oft mittels Röntgenkristallographie oder NMR-Spektroskopie, ist ein zentraler Bereich der Molekularbiologie.