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Doppelhelix

Synonym: Watson-Crick-Modell, Doppelstrang

1 Definition

Die Doppelhelix ist die von James Watson und Francis Crick im Jahr 1953 anhand der Röntgenbilder von Rosalind Franklin entdeckte Konformation der DNA, in der sich zwei komplementäre Nukleinsäure-Stränge unter der Ausbildung von Basenpaaren umeinander wickeln und eine lange schraubenförmige Struktur ausbilden. Die Bezeichnung bezieht sich hier auf die Struktur des DNA-Moleküls, welches bei nahezu allen existierenden Spezies Träger der Erbinformation ist.

2 Aufbau

Laut ihrem Modell besteht die Desoxyribonukleinsäure aus zwei antiparallel zueinander angeordneten Molekülsträngen, die durch Wasserstoffbrücken miteinander verbunden sind. Der Aufbau gleicht einer Art Sprossenleiter, wobei die Leiterpfosten aus kovalent verknüpften Nukleotiden bestehen. Ein Nukleotid wiederum beinhaltet ein Desoxyribosemolekül (eine Pentose), welches am fünften C-Atom ihres Zuckerrings mit einer Phosphatgruppe und am ersten C-Atom mit einer Purin- oder Pyrimidinbase verbunden ist. Die Phosphatgruppen werden immer mit dem dritten C-Atom des Zuckerrings eines weiteren Nukleotids verknüpft, wodurch ein Strang entsteht. Zwei solcher Stränge werden durch äußerst spezifische Wasserstoffbrücken der Basen miteinander nicht-kovalent verbunden, diese Verbindungen ähneln Leitersprossen. Die nicht-kovalente Verknüpfung dient dem Ablesen der genetischen Information im Zuge der Transkription und Replikation. Diese Doppelstrangstruktur ist zusätzlich um ihre eigene Achse verdreht, was zur typischen Doppelhelikalen Struktur der DNA führt.

Das nicht-körpereigene Aufbrechen der Wasserstoffbrücken eines DNA-Moleküls bezeichnet man als Denaturierung, sie tritt durch Zugabe bestimmter Reagenzien oder bei hohen Temperaturen (ca. 90-100°C) ein und kann bei einem anschließendem Temperaturabfall aufgrund der spezifischen Bindung der Stränge wieder rückgängig gemacht werden.

Im Bezug auf den Doppelsträngigen Aufbau unterscheidet sich die DNA von dem RNA-Molekül, welches nur einzelsträngig vorliegt.

Fachgebiete: Biochemie

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