Basenpaar

Synonym: Watson-Crick-Basenpaare
Englisch: base pair

Definition

Als Basenpaar, kurz bp, bezeichnet man die Bindung zwischen zwei Nukleotiden innerhalb einer Nukleinsäure. Dabei bindet immer ein Purin- mit einem Pyrimidinderivat. Man spricht auch von komplementären Basen. Sie werden, nach ihren Entdeckern James D. Watson und Francis Harry Compton Crick auch als Watson-Crick-Basenpaare bezeichnet.

Biochemie

Bei den in den Desoxyribonukleinsäure-Molekülen (DNA) vorkommenden Basen handelt es sich um die beiden Purinderivate Adenin und Guanin, sowie um die Pyrimidinderivate Cytosin und Thymin. In Ribonukleinsäure-Molekülen (RNA) kommt anstatt Thymin die Pyrimidinbase Uracil vor.

In einem Doppelstrang der Nukleinsäuren gehen stets Purinbasen Wasserstoffbrückenbindungen mit Pyrimidinen ein. Adenin geht zwei Bindungen mit Thymin (bzw. Uracil), Guanin geht drei Bindungen mit Cytosin ein. Es kann allerdings nur zu diesen Bindungen kommen, wenn die entsprechenden Moleküle in einer bestimmten tautomeren Form vorliegen. So müssen Adenin und Cytosin in der Aminoform, sowie Thymin und Guanin in der Ketoform vorliegen, damit sich die entsprechenden Wasserstoffbrückenbindungen ausbilden können.

Die unterschiedliche Festigkeit der verschiedenen Basenpaarungen hat Auswirkung auf die Stabilität der DNA-Doppelhelix. So sind G-C-reiche Stränge auf Grund der festeren Bindung der drei Wasserstoffbrückenbindungen stabiler als A-T-reiche Stränge.

Durch die Komplementarität der Basen in den beiden Strängen eines DNA-Moleküls lässt sich die Aussage treffen, dass das Verhältnis aus Adenin zu Thymin (bzw. Uracil), sowie das aus Guanin zu Cytosin immer 1 sein muss (siehe: Chargaff-Regel).

Einheiten

Da in biologischen Systemen große Mengen an Basenpaaren auftreten, werden häufig folgende Einheiten verwendet:

1 Kilobasenpaar (kbp) = 1.000 Basenpaare
1 Megabasenpaar (mbp) = 1.000 kbp = 1.000.000 Basenpaare