Watson und Cricks Strukturmodell der DNA
Nützliche Hinweise zum Strukturmodell der DNA von Watson und Crick!
In einem DNA-Molekül sind die benachbarten Desoxyribonukleotide in einer Kette durch Phosphodiesterbrücken oder -bindungen verbunden, die die 5 Kohlenstoffatome der Desoxyribose einer Mononukleotideinheit mit den 3 Kohlenstoffatomen der Desoxyribose der nächsten Mononukleotideinheit verbinden.
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Laut Watson und Crick besteht das DNA-Molekül aus zwei solcher Polynukleotidketten, die spiralförmig umeinander gewickelt sind, wobei sich die Zuckerphosphatkette außen befindet (bandartig wie der hintere Knochen einer Doppelhelix bildet) und Purine und Pyrimidine an der Innenseite der Helix (Projektion) zwischen zwei Zucker-Phosphat-Gerüsten als Querbalken). Die zwei Polynukleotidstränge werden durch Wasserstoffbrücken zwischen spezifischen Paaren von Purinen und Pyrimidinen zusammengehalten.
Die Wasserstoffbrückenbindungen zwischen Purinen und Pyrimidinen sind so, dass Adenin nur über zwei Wasserstoffbrückenbindungen an Thymin und Guanin nur über drei Wasserstoffbrückenbindungen an Cytosin gebunden werden kann und keine andere Alternative zwischen ihnen ist. Die Spezifität der Art von Wasserstoffbrücken, die gebildet werden können, stellt sicher, dass für jedes Adenin in einer Kette Thymin in der anderen Kette vorhanden ist.
Für jedes Guanin in der ersten Kette gibt es ein Cytosin in der anderen und so weiter. Somit sind die beiden Ketten zueinander komplementär; das ist die Sequenz von Nekleotiden in einer Kette bestimmt die Sequenz von Nukleotiden in der anderen. Die beiden Stränge verlaufen antiparallel, das heißt, sie haben entgegengesetzte Richtungen. Ein Strang weist eine Phosphodiesterbindung in 3 '- 5'-Richtung auf, während ein anderer Strang eine Phosphodiesterbindung in umgekehrter Richtung oder 5' - 3'-Richtung aufweist.
Ferner bleiben beide Polynukleotidstränge um 20 A beabstandet. Das Aufrollen der Doppelhelix ist rechtshändig, und alle 34 A findet eine vollständige Umdrehung statt. Da jedes Nukleotid entlang der Länge eines Polynukleotidstrangs einen Abstand von 3, 4 A einnimmt, treten pro vollständige Umdrehung zehn Mononukleotide auf.
Das wichtigste Ergebnis des Watson- und Crick-Doppelhelix-Modells der DNA war der implizite Vorschlag für einen Mechanismus, durch den das genetische Material (DNA) kopiert und an die Nachkommen übertragen werden kann. Dies wird als DNA-Replikation bezeichnet.
