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Nukleotide sind die Bausteine der DNA. Doch wie sind diese Bausteine aufgebaut und welche Funktion haben sie in einer eukaryotischen Zelle? Dieses Tafelbild zeigt dir, wie die Nukleotide den Code des Lebens schreiben.
Alle Lebewesen verfügen über den gleichen genetischen Code und verwenden die gleiche Programmiersprache des Lebens. Diese Programmiersprache basiert auf 4 Buchstaben A, T, G, C. Die Buchstaben wiederum stehen für die vier Nukleotide, oder genauer genommen für die Base, die einen Teil eines Nukleotids ausmachen. Neben der Base besteht ein Nukleotid jedoch noch aus einer Ribose, sowie einer Phosphatgruppe.
Die DNA wird vereinfachend als Doppelhelix dargestellt, dabei bilden die Ribose und Phosphatgruppen abwechslungsweise das Rückgrat der Helix mittels Elektronenpaarbindungen, während die Basen sich jeweils als Sprossen der Helix über Wasserstoffbrücken miteinander Verbinden. Dabei ist es jeweils so, dass immer A und T, respektive C und G miteinander kompatibel sind.
In der Zelle findet man die grösste Menge an DNA im Nukleus, wo sie ähnlich einer Bibliothek die Informationen zum Bau und Betrieb einer Zelle sowie des ganzen Organismus enthalten. Soll nun ein Teil der DNA abgelesen werden und vom Ribosom in ein Protein übersetzt werden, so wird eine mRNA gebildet. Die mRNA, die ebenfalls aus Nukleotiden eines anderen Typs besteht und als Einzelstrang aufgebaut ist, transportiert daraufhin die Information aus dem Nukleus zum Ribosom, wo die Sprache der Nukleotide in die Sprache der Proteine übersetz wird.
Die Proteine bestehen aus einer langen Aminosäurekette, die vom Ribosom aufgrund der Informationen aus der mRNA gebildet wird. Darin unterscheidet man vier Strukturebenen:
- Die Primärstruktur (1°) gibt die Abfolge der Aminosäuren an.
- Die Sekundärstruktur (2°) beschreibt speziell gefaltete Lokale Bereiche (𝛼-Helices oder 𝛽-Faltblätter).
- Die Tertiärstruktur (3°) beschreibt die Summe aller 2°-Strukturen einer Aminosäurekette.
- Die Quartärstruktur (4°) beschreibt die Art und Weise wie mehrere Gefaltete Aminosäureketten zu einer Funktionseinheit interagieren (Bsp. Hämoglobin).
Die Art und Weise, wie die Proteine gefaltet werden, hängt dabei von den biochemischen Eigenschaften der einzelnen Aminosäuren in der 1°-Struktur ab.
Die Nukleotiden bilden also nicht nur den Speicher sämtlicher Information eines Organismus in Form der DNA im Nukleus, sondern ermöglichen durch die mRNA auch die Biosynthese von Proteinen in den Ribosomen.
Quellen:
Das Vorliegende Tafelbild wurde frei anhand der Inhalte des Lehrmittels Natura, Biologie für Gymnasien (Klett Verlag) zusammengestellt..