Nukleinsäuren verstehen: DNA & RNA – Die Bausteine des Lebens

Überblick

Nukleinsäuren, hauptsächlich DNA (Desoxyribonukleinsäure) und RNA (Ribonukleinsäure), sind die erblichen Faktoren, die für die Weitergabe von Merkmalen vom Vorfahren zum Nachkommen verantwortlich sind. Sie bilden die kleinsten Einheiten in einer Zelle, liegen paarweise vor und sind in linearen Reihen angeordnet. Nukleinsäuren sind die Überträger von Informationen von Zelle zu Zelle und von einer Generation zur nächsten.

DNA-Chemie

DNA besteht aus fadenförmigen Teilchen mit hohem Molekulargewicht. Diese fadenförmigen Teilchen werden Nukleotide genannt, die miteinander verknüpft sind und die Nukleinsäure bilden. Ein Nukleotid besteht aus einem Fünf-Kohlenstoff-Zuckermolekül, bekannt als „Pentose“, einer Stickstoffbase und Phosphorsäure. In einem intakten DNA-Molekül bleibt die Stickstoffbase an der Pentose gebunden. Es enthält vier Basen, nämlich Adenin, Guanin, Thymin und Cytosin.

RNA-Chemie

Bei den meisten Organismen existiert RNA als einzelsträngiges Chromosom, kann sich aber an mehreren Stellen auf sich selbst zurückwickeln, wodurch Helizen entstehen, wie sie in DNA vorkommen. Es besitzt vier Basen – Adenin, Guanin, Uracil und Cytosin. RNA ist bei einigen Organismen mit der Speicherung und dem Transport ihrer genetischen Informationen assoziiert, aber bei allen Organismen erfüllt sie während der Proteinsynthese verschiedene wichtige Funktionen.

Unterschiede zwischen DNA und RNA

Desoxyribonukleinsäure (DNA) und Ribonukleinsäure (RNA) sind die beiden Arten von Nukleinsäuren, die in einem Zellkern vorkommen. DNA findet sich in Chromosomen, stäbchen- oder ringförmigen Einheiten im Zellkern, während RNA hauptsächlich im Zytoplasma vorkommt – dem Teil einer Zelle, der von der Zellmembran umgeben ist, aber außerhalb des Zellkerns liegt – wobei nur ein kleiner Prozentsatz in den Chromosomen vorkommt. Desoxyribose-Zucker findet sich in DNA, aber Ribose-Zucker findet sich in RNA. DNA ist doppelsträngig in einer Helix, während RNA einzelsträngig ist. Bei RNA sind die vier Basen Adenin, Guanin, Uracil und Cytosin, aber bei DNA wird die Uracil-Base durch Thymin ersetzt.

Boten-RNA

Boten-RNA oder mRNA wurde 1956 von zwei berühmten Biologen entdeckt: Elliot Volkin und Lazarus Astrachan. Die mRNA trägt die in der DNA enthaltenen genetischen Informationen und macht einen kleinen Bruchteil (5 Prozent bis 10 Prozent) der gesamten in der Zell vorhandenen RNA aus. Die mRNA dient als Vorlage für die Übersetzung des DNA-Codes in ein bestimmtes Proteinmolekül. Die mRNA ist kurzlebig und hat daher einen recht schnellen Umsatz.

Funktionen der Nukleinsäure

Die Nukleinsäure spielt eine wichtige Rolle bei der Synthese von Enzymen sowie bei der Zelldifferenzierung. Sie trägt zur Entwicklung von Organismen und zur Übertragung elterlicher Merkmale auf Nachkommen bei. Nukleinsäure bringt Variationen zu allen Organismen hervor, was zur Evolution führt. Nukleinsäure ist auch an der Bestimmung des Geschlechts beteiligt.