Adenin und thymin bindung

Wenn man die Strukturformeln korrekt anordnet und dreht, sieht man, dass die beiden Basen Adenin und Thymin durch zwei Wasserstoffbrücken-Bindungen zusammengehalten werden. Eine Wasserstoffbrücken-Bindung oder kurz H-Brücke ist eine schwache chemische Bindung, nicht zu verwechseln mit den starken Ionenbindungen oder Elektronenpaarbindungen. An H-Brücke sind, wie der Name schon andeutet, immer Wasserstoff-Atome beteiligt. Das H-Atom muss stets mit einem stark elektronegativen Atom kovalent verbunden sein, also zum Beispiel Sauerstoff O oder Stickstoff N. Das ist bei dem A-T-Basenpaar der Fall. Das H-Atom der oberen H-Brücke ist kovalent mit einem N-Atom verbunden, das H-Atom der unteren H-Brücke ist ebenfalls mit einem N-Atom verbunden. Eine H-Brücke kommt nun zustande, wenn ein solches H-Atom "seine Fühler ausstreckt" zu einem weiteren elektronegativen Atom, das über mindestens ein freies Elektronenpaar verfügen muss. Dies ist wieder bei Sauerstoff- und Stickstoff-Atomen der Fall. Das H-Atom der oberen H-Brücke verbindet sich mit dem O-Atom des Thymins, und das H-Atom der unteren H-Brücke verbindet sich mit dem N-Atom des Adenins.

Adenin und Thymin Bindung: Grundlagen der DNA-Struktur

Als Teil von Nukleosiden und Nukleotiden tragen Nukleinbasen wichtige Funktionen. Zusammen mit Ribose oder Desoxyribose bilden sie Nukleoside, genauer Ribonukleoside bzw. Diese bilden mit einer zusätzlichen Phosphatgruppe als Nukleotide Ribonukleotide bzw. Desoxyribonukleotide wesentliche Bestandteile von Ribonukleinsäure RNA und Desoxyribonukleinsäure DNA , sind aber auch in anderen wichtigen Biomolekülen enthalten. Adenin beispielsweise tritt im Adenosin in Verbindung mit einer unterschiedlichen Anzahl an Phosphatgruppen als Adenosinmonophosphat AMP , als cyclisches Adenosinmonophosphat cAMP , als Adenosindiphosphat ADP und als Adenosintriphosphat ATP auf, in Verbindung mit Nicotinsäureamid in NADPH und NADH und in Verbindung mit Flavin in Flavin-Adenin-Dinukleotid FAD , sowie als Teil von Coenzym A. Ähnliches gilt für Guanin in Guanosintriphosphat GTP und Cytosin in Cytidintriphosphat CTP. Hypoxanthin und Xanthin sind wichtige Zwischenprodukte bei der Synthese von Purinen. Sie sind weder reguläre Bestandteile von DNA oder RNA noch Elemente des genetischen Codes.

Untersuchung der chemischen Wechselwirkungen zwischen Adenin und Thymin

Als Basenpaar bezeichnet man im Doppelstrang einer doppelsträngigen Nukleinsäure DNA oder RNA , in diesem Fall nach englisch double stranded auch als dsDNA bzw. Das unverdoppelte haploide menschliche Genom im Zellkern einer Keimzelle umfasst über 3 Milliarden Basenpaare, etwa 3,2 Gbp, verteilt auf 23 Chromosomen 1 n ; 1 c. Eine somatische Zelle des menschlichen Körpers enthält gewöhnlich einen diploiden zweifachen nukleären Chromosomensatz , also etwa 6,4 Gbp, auf 46 Chromosomen 2 n ; 2c. Dieser wird vor einer Zellteilung dupliziert verdoppelt , so dass jedes der 46 Chromosomen aus zwei Chromatiden — einander gleiche Kopien mit derselben genetischen Information — besteht, bevor die Kernteilung als Mitose beginnt, mit ungefähr 13 Gbp 2 n ; 4c. Neben dieser nukleären DNA Kern-DNA , nDNA enthalten die meisten menschlichen Zellen wie bei allen Eukaryonten in jedem Mitochondrium noch ein weiteres Genom Mitogenom , von je etwa 16,6 kbp mitochondriale DNA , mtDNA. Eine Ausnahme sind die reifen roten Blutkörperchen , die wie bei allen Säugetieren weder Zellkern noch Mitochondrien aufweisen.

Die Rolle von Adenin und Thymin in der genetischen Information

Die Nukleinbasen in DNA und RNA arbeiten nach dem Prinzip der Basenpaarung. Adenin bildet dabei immer ein Paar mit Thymidin in der DNA und mit Uracil in der RNA. Guanin wiederum paart sich mit Cytosin. Die Basenpaarung ist ein Schlüsselprinzip in der Struktur der Nukleinsäuren und spielt eine entscheidende Rolle bei der Replikation der DNA und der Transkription von DNA in RNA. Wenn die Nukleinsäuresequenz einer DNA-Sträng z. AGTC lautet, dann ist der korrespondierende Strang TCAG. Dies ist auf die Regel der Basenpaarung zurückzuführen: A paart sich mit T und G mit C. Die Nukleinbasen in RNA und DNA sind fast identisch. Der einzige Unterschied liegt in der Base, die mit Adenin ein Paar bildet. Ein weiterer wichtiger Unterschied zwischen RNA und DNA liegt in der deoxyribose Struktur von DNA, was zu Unterschieden im Aufbau der Nukleotiden führt. Das Wissen über Nukleinbasen und ihre Funktion in biologischen Prozessen ist unverzichtbar für das Verständnis von Genetik und Zellbiologie. Es ermöglicht ein besseres Verständnis von Krankheiten auf molekularer Ebene und kann zur Entwicklung neuer Therapeutika beitragen.