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Nucleinsäuren bestehen aus sogenannten Nucleotiden. Diese Nucleotide setzen sich aus einer stickstoffhältigen, organischen Base, einem Zucker und einer oder mehreren Phosphatgruppen zusammen. Nucleotide sind in unterschiedlichsten Funktionen an fast allen Vorgängen innerhalb einer Zelle beteiligt.
Bei den organischen Basen eines Nucleotids handelt es sich um Purin- und Pyrimidinbasen. Die wichtigsten Purinbasen sind Adenin und Guanin, die wichtigsten Pyrimidinbasen Cytosin, Thymin und Uracil. Von diesen fünf möglichen Basen kommen in der RNA Adenin (A), Uracil (U), Cytosin (C) und Guanin (G) vor, während in der DNA, der Desoxyribonucleinsäure, statt dem Uracil das Thymin (T) auftritt.
Je zwei der vier Basen werden als einander komplementär bezeichnet. In der RNA sind diese Paare Adenin-Uracil und Cytosin-Guanin. Diese Komplementarität stellt die Grundlage des genetischen Codes dar.
Bei dem Zucker handelt es sich um eine Pentose, im Falle der RNA um die Ribose. DNA enthält Desoxyribose als Zucker, daher auch der Name DESOXYRIBOnucleinsäure im Gegensatz zu der RIBOnucleinsäure.
Nucleotide können zu Polynucleotiden, den sogenannten Nucleinsäuren kondensieren. Dabei kommt es zu einer Bindung zwischen der Phosphatgruppe des einen Nucleotids und einer Hydroxylgruppe der Ribose des anderen Nucleotids. Eine Nucleinsäure ist also eine lange Kette aus sich wiederholenden Zucker-Phosphat-Gruppen mit variablen Seitengruppen, den Basen.
Entwicklungsgeschichtlich betrachtet, ist die RNA älter als die DNA. Frühe Bakterien enthielten ausschließlich RNA. Der Vorteil der DNA ist allerdings die höhere Stabilität, die ihre Ursache in der fehlenden Hydroxylgruppe der Ribose hat. Das Erbgut der meisten heute lebenden Organismen ist daher in DNA-Form gespeichert.
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