DNA: Basen und Doppelhelix

DNA besteht aus zwei gegenläufigen Strängen in einer Doppelhelix. Die Basen paaren sich komplementär: A mit T und G mit C. Diese Paarung hilft, die Sequenz bei der Verdopplung präzise zu kopieren; Enzyme prüfen und korrigieren viele Fehler.

Kernpunkte

Vier Basen bilden die Sprache der DNA: Adenin, Cytosin, Guanin und Thymin, kurz A, C, G, T.
Die Paarung ist komplementär: A mit T über zwei, G mit C über drei Wasserstoffbrücken.
Weil jeder Strang die Vorlage für den anderen ist, lässt sich die DNA fehlerarm verdoppeln.

#Die vier Buchstaben

Jeder Strang ist eine lange Kette aus Bausteinen, den Nukleotiden. Jedes Nukleotid besteht aus einem Zucker, einem Phosphat und einer von vier Basen. Zucker und Phosphat bilden das tragende Rückgrat, die Basen ragen nach innen. Die Reihenfolge der Basen entlang des Strangs ist die eigentliche Botschaft.

#Warum es zwei Stränge sind

Die beiden Stränge verlaufen gegenläufig und werden durch Wasserstoffbrücken zwischen den Basen zusammengehalten. Zu A passt T, zu G passt C. Steht auf einem Strang die Folge A C G T, lautet die komplementäre Folge T G C A. Diese Struktur ermöglicht es, einen Strang bei der DNA-Verdopplung als Vorlage zu nutzen; für die Genauigkeit sorgen zusätzlich Enzyme und Reparaturmechanismen.

#Von der Helix zur Sequenz

Für die Auswertung wird die räumliche Helix auf eine schlichte Buchstabenfolge reduziert. An den allermeisten Positionen tragen alle Menschen dieselbe Base, das ist die Referenz. An manchen Positionen unterscheiden sich Menschen in einem einzigen Buchstaben, und genau solche Stellen sind die Marker, die Genome ausliest.

Was Genome misst. Was Genome an einer Position abliest, ist letztlich die Frage, welche Base dort steht: A, C, G oder T. Aus diesen Buchstaben ergeben sich Genotypen und Marker.

Quellen

1Watson & Crick, 1953 Molecular structure of nucleic acids: a structure for deoxyribose nucleic acid. Nature 171:737-738. doi.org/10.1038/171737a0
2Franklin & Gosling, 1953 Molecular configuration in sodium thymonucleate. Nature 171:740-741. doi.org/10.1038/171740a0