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Die Organisation des Erbgutes

Die Organisation des Erbgutes

Der wenige Mikrometer große Zellkern beheimatet die fast 2 m lange, mehrfach aufgewickelte DNA.

Biologie

Schlagwörter

Erbgut, DNS, Desoxyribonukleinsäure, Doppelhelix, Chromosom, Adenin, Thymin, Cytosin, Guanin, Reproduktion, Purin, Pyrimidin, Wasserstoffbindung, Histonprotein, Nukleosom, Mensch, Biochemie, Biologie

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Feinbau des Chromosoms

  • DNA
  • Zucker-Phosphat-Rückgrat
  • Basen
  • Zucker (Desoxyribose)
  • Phosphat
  • Adenin
  • Thymin
  • Cytosin
  • Guanin
  • Perlenstruktur
  • Histonkern (8 Histonproteine)
  • Histon H1
  • Schraubenstruktur
  • Schlaufenstruktur
  • Proteinhülle
  • Chromosom

Aufbau der DNA

  • Zucker-Phosphat-Rückgrat - Molekülkette, in der sich Zucker (Desoxyribose) und Phosphat abwechseln.
  • Basen - In der DNA befinden sich 4 verschiedene phosphathaltige organische Basen, das Adenin, Thymin, Cytosin und Guanin. Bei Adenin und Guanin handelt es sich um größere Purinbasen, bei Thymin und Cytosin um kleinere.
  • Zucker (Desoxyribose) - Bei dem in der DNA befindlichen Zucker handelt es sich um die aus 5 Kohlenstoffatomen bestehende Desoxyribose. Deshalb lautet der vollständige Name der DNA Desoxyribonukleinsäure.
  • Phosphat - Befindet sich zwischen den Desoxyribosemolekülen.
  • Adenin - Eine Purinbase (wie Guanin). Es verbindet sich über 2 Wasserstoffbrücken mit Thymin.
  • Thymin - Eine Pyrimidinbase (wie Cytosin).
  • Cytosin - Eine Pyrimidinbase (wie Thymin).
  • Guanin - Eine Purinbase (wie Adenin). Es verbindet sich über 3 Wasserstoffbrücken mit Cytosin.

Narration

Die DNA ist ein Molekül in Form einer Doppelhelix, an dessen Rückgrat aus Zucker und Phosphat sich stickstoffhaltige organische Basen binden; deren Reihenfolge codiert die Aminosäurenreihenfolge der Proteine. Dadurch bestimmt die DNA die Eigenschaften des Lebewesens.

In dem Zucker-Phosphat-Rückgrat wechseln sich Desoxyribose und Phosphat miteinander ab. Die Basen können in zwei große Gruppen gegliedert werden:
Purinbasen und Pyrimidinbasen.
Zu den Purinbasen gehören Adenin und Guanin, zu den Pyrimidinbasen Thymin und Cytosin. Die Regel der Basenpaarung besagt, dass sich Adenin gegenüber von Thymin, und Guanin gegenüber von Cytosin platziert, sich also immer eine größere Purinbase mit einer kleineren Pyrimidinbase zu einem Paar verbindet. Die Basenpaare werden von Wasserstoffbindungen zusammengehalten: das Adenin und Thymin mit zwei, das Guanin und Cytosin mit drei Bindungen.

Zellen können mehrere Meter DNA enthalten, die systematisch gefaltet ist, damit sie in dem einige Mikrometer großen Zellkern Platz hat, sich nicht verstrickt, und während der Zellteilung auf beide Tochterzellen verteilt werden kann.

Das DNA-Molekül ist auf Histonproteinen aufgewickelt, wodurch die Nukleosomen zustande kommen. Im Nukleosom bilden acht Histonproteine den Kernkomplex, auf den sich die DNA fast zweimal aufwickelt. Die DNA wird durch das H1 Histon am Kernkomplex gebunden. Die Histonproteine bilden eine charakteristische perlenkettenartige Struktur.

Diese bildet aufgewickelt eine Rolle, das heißt, dass sie eine Soleonid-Konstruktion formt. In einer solchen Konstruktion sind sechs Nukleosomen enthalten.

In der nächsten Verpackungsphase koppeln die einzelnen Abschnitte der Rolle an einer Protein-Struktur an und die charakteristische Schlingenkonstruktion entsteht.

Dieses Schlingengefüge bildet im aufgewickelten Zustand das Chromosom.

In den Zellen des menschlichen Körpers finden wir 46 Chromosomen und die Gesamtlänge der DNA beträgt pro Zelle circa 2 Meter. Daraus kann man leicht errechnen, dass die mikroskopisch kleinen Chromosomen durchschnittlich mehr als 4 cm DNA beinhalten.

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