DNA, RNA

• Friedrich Miescher, 1869 in Tübingen (eventuell mit Proteinen verunreinigt)

• Richard Altmann, 1889 (proteinfrei)

Desoxyribonucleinsäure

Desoxy-adenosin-monophosphat

• Nukleus: Zellkern

• Nukleotid: Phosphatgruppe, Pentose (Zucker, Desoxyribose) und Base

• Nukleosid: Pentose und Base (?)

Pyrimidine: Thymin, Cytosin

Purine: Adenin, Guanin

Auf die C-Atome des Zuckermoleküls

Kondensationsprodukte der Basen mit Desoxyribose

• Desoxyadenin

• Desoxythymin

• Desoxycytidin

• Desoxyguanosin

5’Phosphatester der Desoxyribonukleotide

• Desoxy-mono-phosphat (dAMP)

• …

5’-3’

bei dsDNA ist das Verhältnis von Menge an Purinen und Pyrimidinen 1:1

• da immer 1 Purin an ein Pyrimidin bindet

• Das Verhältnis von Basenpaaren ist jedoch artspezifisch! (AT zu GC)

• trifft z.B. bei Bakteriophagen mit esDNA nicht zu

• Esterbindung

• unter H2O-Abspaltung

• schwache Interaktionen zwischen einzelnen Basenpaaren in DNA aufsummiert

• viele H-Brücken machen DNA stabil aber punktuell flexibel

• A-Form

  • nur bei hohen Salzkonzentrationen

  • Stark dehydratisiert

  • Basen nicht senkrecht zur Achse

  • RNA-RNA, RNA-DNA-Hybride

• B-Form

  • Watson-Crick-Konformation

• Z-Form

  • linksgewunden

  • Kurze Abschnitte (Zickzack) in der Nähe von Transkriptionsstarts

• H-Form

  • triple-Helix

• Haarnadelstruktur

  • Wiederholungssequenzen

  • besonders stabil an CGG-Wdh (leichte strukturbedinge Mutationen bei Replikation)

• Entwindungselemente

  • AT-reiche Regionen (leicht öffnen)

  • Startpunkt Replikation

• Dreifachhelix

  • lange Stränge spiegelbildlicher Wiederholungen von Purin-Pyrimidin-Sequenzen

• Klebrige DNA

  • Sehr lange GAA-TCC-Wiederholungseinheiten

  • stabile hantelförmige Struktur

  • stabil bis zu 80 Grad Celsius

Beschreibt den Effekt der erhöhten Lichtabsorption um 40% der DNA nachdem sie denaturiert ist (H-Brücken gebrochen)

• bei 90 Grad Celsius

• Temperatur

• GC-Gehalt

• Ionenkonzentration

• pH-Wert

• organische Lösungsmittel (Formamid, Harnstoff)

Schneiden und Wiederverknüpfen des gesamten DNA-Moleküls zu Supercoil-Form oder ccc-DNA

ccc = covalently closed circular DNA

Rechtsgängig

Ansatzstelle für Fasern des Spindelapparates (Mikrotubuli) bei der Zellteilung an Chromosomen

DNA ist stabiler als RNA: Selektionsvorteil

RNA mit Enzymfunktion

• RNase-P

  • mit Proteinanteil zur Stabilisierung, aber RNA als alleiniger Katalysator

  • Ribonuklease: tRNA-Reifung

• Hammerhead-Ribozym

  • Selbstkatalyse

• codierende RNA (4%)

  • prä-RNA (hnRNA)

  • mRNA

• nicht-codierende RNA (96%, nicht translatiert)

  • prä-rRNA

  • rRNA (ribosomal, 90%)

  • prä-tRNA

  • tRNA (transfer)

  (Nur Eukaryoten:)

  • snRNA (small nuclear: Splicing)

  • snoRNA (small nucleolar: rRNA-Modifizierung)

  • miRNA (micro, Genregulation)

  • siRNA (short-interfering, Genregulation)

• small nuclear RNA

• Splicing

• small nucleolar RNAs

• rRNA-Modifikation

• micro-RNA

• Genregulation

• short-interfering RNA

• Genregulation

nukDNA: Kerngenom

• DNA im Zellkern

• mehrere große lineare Chromosomen

• Organisation in Chromatin

mtDNA: mitochondriales Genom

• meist zirkulär

• einige mtDNA-Moleküle pro Mitochondrium

cpDNA: Plastidengenom (Chloroplasten)

• meist zirkulär

• bis zu 100 Moleküle pro Chloroplast