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Nukleotid


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Ein Nukleotid ist ein Molekül das als kleinster Baustein von Nukleinsäuren fungiert und auch im genetischen Code verwendet wird. Die Riesenmoleküle DNA und RNA sind aus insgesamt fünf verschiedenen Sorten Nukleotid en zusammengesetzt die in beliebiger Reihenfolge mit von Atombindungen zum jeweiligen Makromolekül verknüpft werden können. Die dabei ablaufende Reaktion ist eine Kondensationsreaktion . Drei miteinander verbundene Nukleotid e bilden die kleinste Informationseinheit die in DNA und RNA zur Kodierung der genetischen Information zur steht.

Ein Nukleotid ist aus drei Bestandteilen aufgebaut:

In der DNA werden nur vier dieser Basen (A G C T) verwendet in RNA ist die Nukleobase Thymin (T) gegen Uracil (U) ausgetauscht. Die Nukleotid e unterscheiden sich also durch die Base die jeweils eingebaut ist und durch Zucker (die Pentose ) der bei der DNA die Desoxyribose und bei der RNA die Ribose ist.

Von den Nukleotid en sind die Nukleoside zu unterscheiden die nur aus der Nukleobase und der daran gebundenen Pentose bestehen an die jedoch kein Phosphatrest gebunden ist.

Übersicht:

Die Basen und das was aus ihnen entsteht Einzelnen:
freie Base Nukleosid Nukleotid
Adenin (A) Adenosin Adenosinmonophosphat (AMP)
Guanin (G) Guanosin Guanosinmonophosphat (GMP)
Cytosin (C) Cytidin Cytidinmonophosphat (CMP)
Thymin (T) Thymidin Thymidinmonophosphat (TMP)
Uracil (U) Uridin Uridinmonophosphat (UMP)

Nukleosid = Nukleobase + Pentose

Nukleotid = Nukleobase + Pentose + Phosphatrest

Die Verknüpfung der Nukleotide zu Nukleinsäuren

In Nukleinsäuren wie der DNA sind die Nukleotid e über die Phosphorsäure und das Monosaccharid ( Pentose ) verkoppelt:

 C G C T | | | Z Z Z Z / \ \ / \ / \ P P P P  

Auf diese Weise bilden sie einen der doppelsträngigen DNA . Zur Bildung des Doppelstranges wird dieser quasi gespiegelt wobei einer Base des einen DNA -Einzelstrangs jeweils eine komplementäre Base des anderen Einzelstrangs gegenüberliegt. Als komplementär die Basenpaare C und G sowie A und bezeichnet: Gegenüber einem Nukleotid das eine Cytosinbase beinhaltet liegt immer ein Nukleotid mit einer Guaninbase (und umgekehrt) das gleiche gilt für Adenin - Thymin Basenpaar :

 P P P P P \ \ / \ / \ / Z Z Z | | | | G T A * * * * C A T | | | | Z Z Z / \ / \ / / \ P P P P P 

Die sich in der DNA- Doppelhelix gegenüberliegenden Basen der Nukleotid e werden dabei durch Wasserstoffbrückenbindungen miteinander verknüpft wobei zwischen den Basen G und C je drei zwischen und T je zwei Wasserstoffbrückenbindungen ausgebildet werden. Man spricht dabei vom

RNA - Moleküle sind ähnlich aus Nukleotid en aufgebaut nur mit dem Unterschied dass der Base Thymin bei ihnen Uracil auftritt und keine Doppelhelices sondern nur Einzelstränge ausgebildet werden. Da RNA - und DNA - Moleküle nur durch das "Gerüst" unterscheiden können auch bei diesen Wasserstoffbrückenen zwischen komplementären Basen ausbilden. In bestimmten komplementären Abschnitten können auch innerhalb desselben Einzelstranges Wasserstoffbrückenen ausbilden was eine Faltung des Moleküls bewirkt. Dies ist z.B. in tRNA - Molekülen der Fall.

Siehe auch: organische Basen Basenpaar



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