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Als Basenpaar bezeichnet man im Doppelstrang einer doppelstrangigen Nukleinsaure DNA oder RNA in diesem Fall nach englisch double stranded auch als dsDNA bzw dsRNA bezeichnet zwei gegenuberliegende Nukleobasen die zueinander komplementar sind und durch Wasserstoffbruckenbindungen zusammengehalten werden Strukturformel eines AT Basenpaars mit zwei gestrichelt blau gezeichneten Wasserstoffbruckenbindungen Strukturformel eines GC Basenpaars mit drei gestrichelt blau gezeichneten Wasserstoffbruckenbindungen Wahrend die Lange einzelstrangiger Nukleinsauren ssRNA oder ssDNA englisch single stranded mit der Zahl an Nukleotiden nt oder Basen b im synthetischen Fall gelegentlich auch mit der allgemeinen Bezeichnung mer fur die Anzahl der Sequenzen eines Kettenmolekuls 1 gegeben ist wird die Grosse von doppelstrangigen DNA Abschnitten meist in Basenpaaren angegeben abgekurzt bp 1 nt ein Nukleotid im Einzelstrang 1 bp ein Basenpaar im Doppelstrang 1 kbp oder kb Kilo Basenpaare 1000 103 Basenpaare 1 Mbp oder Mb Mega Basenpaare 1 000 000 106 Basenpaare 1 Gbp oder Gb Giga Basenpaare 1 000 000 000 109 BasenpaareDas unverdoppelte haploide menschliche Genom im Zellkern einer Keimzelle umfasst uber 3 Milliarden Basenpaare etwa 3 2 Gbp verteilt auf 23 Chromosomen 1n 1c Eine somatische Zelle des menschlichen Korpers enthalt gewohnlich einen diploiden zweifachen nuklearen Chromosomensatz also etwa 6 4 Gbp auf 46 Chromosomen 2n 2c Dieser wird vor einer Zellteilung dupliziert verdoppelt so dass jedes der 46 Chromosomen aus zwei Chromatiden einander gleiche Kopien mit derselben genetischen Information besteht bevor die Kernteilung als Mitose beginnt mit ungefahr 13 Gbp 2n 4c Neben dieser nuklearen DNA Kern DNA nDNA enthalten die meisten menschlichen Zellen wie bei allen Eukaryonten in jedem Mitochondrium noch ein weiteres Genom Mitogenom von je etwa 16 6 kbp mitochondriale DNA mtDNA Eine Ausnahme sind die reifen roten Blutkorperchen die wie bei allen Saugetieren weder Zellkern noch Mitochondrien aufweisen Pflanzliche Zellen enthalten uber dieses hinaus noch das Plastiden Genom Plastom ihrer Chloroplasten 2 abgekurzt ctDNA 3 oder cpDNA 4 Die Anzahl der Basenpaare ist auch ein wichtiges Mass fur den Umfang an Information die in einem Gen gespeichert ist Da jedes Basenpaar eine Wahl aus 4 moglichen Formen darstellt entspricht 1 bp dem Informationsgehalt von 2 bit dem Doppelten eines Bits im Binarcode Allerdings tragt im menschlichen Genom nur ein geringer Teil der DNA die genetische Information fur den Aufbau von Proteinen uber 95 sind nichtcodierend und bestehen haufig aus repetitiven Elementen Inhaltsverzeichnis 1 Bedeutung 2 Paarungsregeln 2 1 Watson Crick Paarungen 2 2 Ungewohnliche Paarungen 2 2 1 Nicht Watson Crick Basenpaare mit Watson Crick ahnlicher Geometrie 2 3 Wobble Paarungen 2 4 Paarungen synthetischer Basen 3 Weblinks 4 EinzelnachweiseBedeutung BearbeitenDie Basenpaarung spielt eine wesentliche Rolle fur die DNA Reduplikation fur die Transkription und die Translation im Zuge der Proteinbiosynthese sowie fur vielfaltige Ausgestaltungen der Sekundarstruktur und Tertiarstruktur von Nukleinsauren Bei der Replikation wird der DNA Doppelstrang aufgetrennt und die beiden komplementaren Einzelstrange werden durch Basenpaarung aus Desoxyribonukleotiden zu zwei DNA Doppelstrangen erganzt Bei der Transkription wird ein codogener Strangabschnitt der DNA als Vorlage genutzt um durch Basenpaarung aus Ribonukleotiden einen RNA Einzelstrang mit komplementarer Basensequenz aufzubauen wobei A mit U gepaart wird Die gebildeten RNA Strange dienen als mRNA als tRNA oder als rRNA verschiedenen Aufgaben Bei der Translation wird die Basensequenz eines mRNA Abschnitts in Dreierschritten abgelesen indem sich jeweils die drei Basen des Anticodons von tRNAs mit den komplementaren Basentripletts der mRNA paaren Die in DNA gespeicherte und in mRNA umgeschriebene Basensequenz wird mit den von tRNA transportierten Aminosauren so in eine Sequenz von Aminosauren ubersetzt und codiert also die Aminosauresequenz als die Primarstruktur eines Proteins Hierbei treten auch die Wobble Paarungen bei der Paarung der 3 Base eines Codons der mRNA mit der 1 Base der tRNA auf Paarungsregeln Bearbeiten nbsp Basenpaare im Doppelstrang einer DNAGebildet wird ein Basenpaar durch Wasserstoffbruckenbindung zwischen zwei Nukleobasen Dabei wird eine der Purinbasen Guanin oder Adenin mit einer der Pyrimidinbasen Cytosin Thymin oder Uracil zu einem Paar verbunden Bei den komplementaren Basenpaarungen zwischen zwei Strangabschnitten von Nukleinsauren bildet Guanin mit Cytosin ein Paar sowie Adenin mit Thymin oder mit Uracil Daraus konnen sich folgende Paarungen ergeben DNA DNA Guanin mit Cytosin G C bzw C G Adenin mit Thymin A T bzw T ADNA RNA Guanin mit Cytosin G C bzw C G Adenin mit Thymin T A Adenin mit Uracil A URNA RNA Guanin mit Cytosin G C bzw C G Adenin mit Uracil A U bzw U AWatson Crick Paarungen Bearbeiten Bereits 1949 stellte der osterreichische Biochemiker Erwin Chargaff mit den Chargaff Regeln fest dass in der DNA die Anzahl der Basen Adenin A und Thymin T stets im Verhaltnis 1 1 vorliegt ebenso betragt das Verhaltnis der Basen Guanin G und Cytosin C 1 1 Dagegen variiert das Mengenverhaltnis A G beziehungsweise C T stark Daraus schlossen James D Watson und Francis Harry Compton Crick dass A T und G C jeweils komplementare Basenpaare bilden In der tRNA und rRNA treten ebenfalls Basenpaarungen auf wenn der Nukleotid Strang Schleifen bildet und sich dadurch komplementare Basensequenzen gegenuberstehen Da in der RNA statt Thymin nur Uracil eingebaut wird sind die Paarungen A U und G C Ungewohnliche Paarungen Bearbeiten Ungewohnliche Paarungen treten vor allem in tRNAs und in Tripelhelices auf Sie folgen zwar dem Watson Crick Schema bilden aber andere Wasserstoffbruckenbindungen aus Beispiele sind Reverse Watson Crick Paarungen Hoogsteen Paarungen benannt nach Karst Hoogsteen geboren 1923 und Reverse Hoogsteen Paarungen nbsp reverse G C Paarung nbsp reverse A U Paarung nbsp A U Hoogsteen Paarung nbsp reverse A U Hoogsteen PaarungNicht Watson Crick Basenpaare mit Watson Crick ahnlicher Geometrie Bearbeiten Bereits Ende des 20 Jahrhunderts zeigten verschiedene Studien Anhaltspunkte fur die Existenz von Nicht Watson Crick Basenpaaren mit Watson Crick ahnlicher Geometrie bei der Interaktion von tRNA und mRNA wenn diese Pseudouridin PS oder Inosin I enthalten Der tRNA Rest befindet sich bei dieser Darstellung dabei immer an Position 34 das mRNA Gegenstuck an der Position 3 Fur die A PS Bindung weichen diese Werte ab und sind entsprechend gekennzeichnet indiziert die Verwendung der Hoogsteen Seite cis die der Watson Crick Seite cis Eine Vermittlung der Basenpaarung durch Wasser wird durch ein W in der Paarung signalisiert Ein zeigt die Notwendigkeit einer tautomeren Base an kennzeichnet modifizierte Basen 5 Nicht Watson Crick Basenpaare mit Watson Crick ahnlicher Geometrie 5 tRNA Rest mRNA Rest Art der BasenpaarungPSsyn 6 A Gsyn 7 G W Gsyn 7 A Gsyn 7 A G 7 Gsyn G 7 Gsyn W G 7 Asyn I Asyn I Gsyn I Gsyn W PS 6 A Watson CrickU G Watson Crick U C C 8 9 10 A Watson Crick C A A 36 11 PS 1 Watson CrickA 36 11 PSsyn 1 Damit die Bindungen U A und C G ausgebildet werden konnen muss C entweder in der imino Form vorliegen oder protoniert sein 5 Wobble Paarungen Bearbeiten Hauptartikel Wobble Hypothese Die Bezeichnung bezieht sich auf die Wobble Hypothese von Francis Crick 1966 Wobble Paarungen sind die Nicht Watson Crick Paarungen G U oder G T und A C nbsp G U Wobble Paarung nbsp reverse G U Wobble Paarung nbsp A C Wobble Paarung nbsp reverse A C Wobble PaarungPaarungen synthetischer Basen Bearbeiten In der synthetischen Biologie werden u a Nukleinsauren mit synthetische Basen erzeugt und untersucht teilweise auch mit dem Ziel von Paarungen dieser Basen Ein Beispiel ist die Hachimoji DNA Weblinks Bearbeiten nbsp Wiktionary Basenpaar Bedeutungserklarungen Wortherkunft Synonyme Ubersetzungen Eine grosse Datenbank mit zahlreichen Strukturen von Basenpaaren Abteilung Biologie und Biochemie University of Houston Einzelnachweise Bearbeiten Vgl Dimer Trimer Oligomer Polymer siehe etwa Pegaptanib ein 27mer Hogan C Michael 2010 Deoxyribonucleic acid Encyclopedia of Earth National Council for Science and the Environment Hrsg S Draggan C Cleveland Washington DC ctDNA chloroplast DNA AllAcronyms com archiviert vom Original am 3 Juni 2013 abgerufen im 1 Januar 1 Vorlage Cite web temporar The Oxford Dictionary of Abbreviations ctDNA Dictionary definition 1998 encyclopedia com a b c Isostericity and tautomerism of base pairs in nucleic acids In FEBS Letters Band 588 Nr 15 1 August 2014 ISSN 0014 5793 S 2464 2469 doi 10 1016 j febslet 2014 06 031 sciencedirect com abgerufen am 28 Oktober 2020 a b Bruno Senger Sylvie Auxilien Uwe Englisch Friedrich Cramer Franco Fasiolo The Modified Wobble Base Inosine in Yeast tRNAIle Is a Positive Determinant for Aminoacylation by Isoleucyl tRNA Synthetase In Biochemistry Band 36 Nr 27 1 Juli 1997 ISSN 0006 2960 S 8269 8275 doi 10 1021 bi970206l a b c d e f Karin Zerfass Hildburg Beier Pseudouridine in the anticodon GPSA of plant cytoplasmic tRNA Tyr is required for UAG and UAA suppression in the TMV specific context In Nucleic Acids Research Band 20 Nr 22 25 November 1992 ISSN 0305 1048 S 5911 5918 doi 10 1093 nar 20 22 5911 PMID 1461724 PMC 334454 freier Volltext oup com abgerufen am 28 Oktober 2020 Debabrata Mandal Caroline Kohrer Dan Su Susan P Russell Kady Krivos Agmatidine a modified cytidine in the anticodon of archaeal tRNAIle base pairs with adenosine but not with guanosine In Proceedings of the National Academy of Sciences Band 107 Nr 7 16 Februar 2010 ISSN 0027 8424 S 2872 2877 doi 10 1073 pnas 0914869107 PMID 20133752 PMC 2840323 freier Volltext pnas org abgerufen am 28 Oktober 2020 Yoshiho Ikeuchi Satoshi Kimura Tomoyuki Numata Daigo Nakamura Takashi Yokogawa Agmatine conjugated cytidine in a tRNA anticodon is essential for AUA decoding in archaea In Nature Chemical Biology Band 6 Nr 4 April 2010 ISSN 1552 4469 S 277 282 doi 10 1038 nchembio 323 T Muramatsu S Yokoyama N Horie A Matsuda T Ueda A novel lysine substituted nucleoside in the first position of the anticodon of minor isoleucine tRNA from Escherichia coli In The Journal of Biological Chemistry Band 263 Nr 19 5 Juli 1988 ISSN 0021 9258 S 9261 9267 doi 10 1351 pac198961030573 PMID 3132458 a b John Karijolich Yi Tao Yu Converting nonsense codons into sense codons by targeted pseudouridylation In Nature Band 474 Nr 7351 Juni 2011 ISSN 1476 4687 S 395 398 doi 10 1038 nature10165 PMID 21677757 PMC 3381908 freier Volltext Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Basenpaar amp oldid 233231685