Die DNA

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Griffiths Versuch:

Ablauf:

Kultivierte Streptokokken vom R-Stamm (keine Schutzhülle = Angreifbar durch Enzyme der Wirtszelle)und vom S-Stamm (mit Schutzhülle = nicht angreifbar, Erkrankung an Lungenentzündung) und injizierte sie Mäusen.

• Versuch 1: S-Stamm, Mäuse sterben an Lungenentzündung.

• Versuch 2: R-Stamm, Mäuse überleben.

Versuch 3: S-Stamm durch Hitze abgetötet, Mäuse überleben.

Versuch 4: S-Stamm durch Hitze abgetötet und lebender R-Stamm, Mäuse sterben.

Deutung:

R-Stamm muss Fähigkeit zu Bildung einer Schutzschicht von den toten S-Bakterien übernommen haben (transformierendes Prinzip). Es muss einen Informationsträger geben.
Avery fand später heraus, dass es sich bei dem Informationsträger um die DNA handelte. Er entschied durch Ausschlussprinzip; sie zeigten in Versuchen, dass Fette und Proteine diese Fähigkeit nicht hatten. Außer ihnen war nur die DNAmengenmäßig am meisten vorhanden, um diese Fähigkeit zu besitzen.

Chemische Grundbausteine der DNA

Jedes DNA-Molekül besteht aus tausenden Stickstoffhaltigen Basen. Man unterscheidet die Purine Adenin (C₅H₅N₅) und Guanin (C₅H₅N₅O), die aus zwei Kohlenstoffringen bestehen, und die Pyrimidine Cytosin (C₄H₅N₃O) und Thymin (C₅H₆N₂O₂), die je aus einem Kohlenstoffring bestehen.
In der DNA sind die Basen in die Nukleotide eingebaut, die je aus einem Desoxyribose-Zucker, einem Phosphat und einer Base bestehen.

Chargaff entdeckte in einem Versuch die Bedeutung der Basen:

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Chargaff entdeckte in einem Versuch die Bedeutung der Basen:

Theorie: DNA enthält je nach Zelle verschiedene Bausteine oder die Bausteine sind je nach Zellenart unterschiedlich angeordnet.

Ablauf: Trennung von Nukleinsäurebestandteilen aus verschiedenen Zellenarten mit der Papierchromatoraphie und Bestimmung der einzelnen Nukleotide mittels eines Ultraviolettspektrometers.

Ergebnis: Bausteine immer gleich, Menge je nach Zellenart verschieden, Menge von T und A / G und C  immer annähernd gleich.

Schlussfolgerung: Die Anordnung der Bausteine macht die Spezifität aus (A und T bilden Paare, sowie G und C)

Aufbau der DNA (nach Watson und Crick)

Die DNA besteht aus zwei zueinander komplementären, antiparallelen Einzelsträngen, die aus den Nukleotiden aufgebaut sind.

Sie werden an dem 5‘ und das 3‘ C-Atom des Zuckers jeweils über eine Phosphordiesterbindung mit dem Phosphatrest des darüber, bzw. darunter stehenden Nukleotids verbunden. Ein solcher Strang weißt zwei verschiedene Enden auf. Am 3‘-Ende trägt das dritte C-Atom der Pentose keine Phosphatgruppe, am 5‘-Ende dagegen sitzt am fünften C-Atom des Zuckers eine Phosphorgruppe. Da die Stränge antiparallel sind, verläuft immer ein Strang in 3‘-5‘-Richtung, der andere in 5‘-3’Richtung.

Die beiden Stränge sind über die Basen verbunden, die Wasserstoffbrückenbindungen mit ihrem Partner eingehen. Es verbinden sich Adenin und Thymin über zwei, Guanin und Cytosin über drei Wasserstoffbrückenbindungen. Die Basenabfolge eines Stranges bestimmt so zwangsläufig die des anderen Stranges.

Die Raumstruktur der DNA gleicht einer Wendeltreppe, deren Stufen die Basenpaare sind. Man spricht von einer DNA-Doppelhelix. Die Helix windet sich alle3,4 nm; in jede Windung passen 10 Basenpaare. Ihre äußerliche Form zeichnet sich durch zwei Vertiefungen aus, die große und die kleine Furche.

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