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Chargaff Regeln Die beschreiben die Basenpaarung doppelsträngiger DNA A T BasenpaarungG C Basenpaarung Inhaltsverzeichni

Chargaff-Regeln

Die Chargaff-Regeln beschreiben die Basenpaarung doppelsträngiger DNA.

A-T-Basenpaarung
G-C-Basenpaarung

Eigenschaften Bearbeiten

Die Chargaff-Regeln wurden von 1952 bis 1968 von Erwin Chargaff aufgestellt. Sie umfassen die Parität (gleiche Anzahl) von Nukleinbasen auf beiden DNA-Strängen zwischen Purinen und Pyrimidinen und die Parität zwischen Adenin und Thymin bzw. Guanin und Cytosin.

Die Chargaff-Regeln besitzen eine Gültigkeit für eukaryotische Chromosomen, bakterielle Chromosomen, Genome von doppelsträngigen DNA-Viren und archaeische Chromosomen. Sie gelten auch für mtDNA und DNA von Plastiden. Für einzelsträngige DNA-Viren oder RNA gelten die Chargaff-Regeln nicht. Wacław Szybalski zeigte in den 1960er Jahren, dass in den Genomen von manchen Bakteriophagen deutlich mehr A und G als C und T vorkommen.

Erste Paritätsregel Bearbeiten

%A = %T und %G = %C

Zweite Paritätsregel Bearbeiten

%A ≈ %T und %G ≈ %C, bei jedem der beiden Einzelstränge.

Eine Gültigkeit der zweiten Paritätsregel wurde auch für Codons postuliert:

Codons mit T.. sind paritätisch mit Codons mit ..A
Codons mit C.. sind paritätisch mit Codons mit ..G
Codons mit .T. sind paritätisch mit Codons mit .A.
Codons mit .C. sind paritätisch mit Codons mit .G.
Codons mit ..T sind paritätisch mit Codons mit A..
Codons mit ..C sind paritätisch mit Codons mit G..

Relative Anteile (%) der Nukleinbasen in DNA verschiedener Arten
Ein Verhältnis, das vom 1:1-Verhältnis abweicht, deutet auf einzelsträngige DNA hin, z. B. beim Bakteriophagen φX174.

Organismus %A %G %C %T A/T G/C %GC %AT
φX174 24,0 23,3 21,5 31,2 0,77 1,08 44,8 55,2
Mais 26,8 22,8 23,2 27,2 0,99 0,98 46,1 54,0
Kraken 33,2 17,6 17,6 31,6 1,05 1,00 35,2 64,8
Huhn 28,0 22,0 21,6 28,4 0,99 1,02 43,7 56,4
Wanderratte 28,6 21,4 20,5 28,4 1,01 1,00 42,9 57,0
Mensch 29,3 20,7 20,0 30,0 0,98 1,04 40,7 59,3
Grashüpfer 29,3 20,5 20,7 29,3 1,00 0,99 41,2 58,6
Seeigel 32,8 17,7 17,3 32,1 1,02 1,02 35,0 64,9
Weizen 27,3 22,7 22,8 27,1 1,01 1,00 45,5 54,4
Backhefe 31,3 18,7 17,1 32,9 0,95 1,09 35,8 64,4
E. coli 24,7 26,0 25,7 23,6 1,05 1,01 51,7 48,3

Literatur Bearbeiten

  • Szybalski W, Kubinski H, Sheldrick P: Pyrimidine clusters on the transcribing strands of DNA and their possible role in the initiation of RNA synthesis. In: Cold Spring Harbor NY Symp. Quant Biol. 31. Jahrgang, 1966, S. 123–127, doi:10.1101/SQB.1966.031.01.019, PMID 4966069.
  • Lobry JR: Asymmetric substitution patterns in the two DNA strands of bacteria. In: Mol. Biol. Evol. 13. Jahrgang, Nr. 5, 1996, S. 660–665, doi:10.1093/oxfordjournals.molbev.a025626, PMID 8676740.
  • Lafay B, Lloyd AT, McLean MJ, Devine KM, Sharp PM, Wolfe KH: Proteome composition and codon usage in spirochaetes: species-specific and DNA strand-specific mutational biases. In: Nucleic Acids Res. 27. Jahrgang, Nr. 7, 1999, S. 1642–1649, doi:10.1093/nar/27.7.1642, PMID 10075995, PMC 148367 (freier Volltext).
  • McLean MJ, Wolfe KH, Devine KM: Base composition skews, replication orientation, and gene orientation in 12 prokaryote genomes. In: J Mol Evol. 47. Jahrgang, Nr. 6, 1998, S. 691–696, doi:10.1007/PL00006428, PMID 9847411.
  • McInerney JO: Replicational and transcriptional selection on codon usage in Borrelia burgdorferi. In: Proc Natl Acad Sci USA. 95. Jahrgang, Nr. 18, 1998, S. 10698–10703, doi:10.1073/pnas.95.18.10698, PMID 9724767, PMC 27958 (freier Volltext).
  • Albrecht-Buehler G: Asymptotically increasing compliance of genomes with Chargaff’s second parity rules through inversions and inverted transpositions. In: Proc Natl Acad Sci USA. 103. Jahrgang, Nr. 47, 2006, S. 17828–17833, doi:10.1073/pnas.0605553103, PMID 17093051, PMC 1635160 (freier Volltext).

Weblinks Bearbeiten

Einzelnachweise Bearbeiten

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  7. Lao PJ, Forsdyke DR: Thermophilic Bacteria Strictly Obey Szybalski’s Transcription Direction Rule and Politely Purine-Load RNAs with Both Adenine and Guanine. In: Genome. 10. Jahrgang, Nr. 2, 2000, S. 228–236, doi:10.1101/gr.10.2.228, PMID 10673280, PMC 310832 (freier Volltext).
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  9. R Rudner, JD Karkas, E Chargaff: Separation of B. Subtilis DNA into complementary strands. 3. Direct analysis. In: Proceedings of the National Academy of Sciences. 60. Jahrgang, Nr. 3, 1968, S. 921–2, doi:10.1073/pnas.60.3.921, PMID 4970114, PMC 225140 (freier Volltext).
  10. ↑ Zhang CT, Zhang R, Ou HY: The Z curve database: a graphic representation of genome sequences. In: Bioinformatics. 19. Jahrgang, Nr. 5, 2003, S. 593–599, doi:10.1093/bioinformatics/btg041, PMID 12651717.
  11. Perez, J.-C.: Codon populations in single-stranded whole human genome DNA are fractal and fine-tuned by the Golden Ratio 1.618. In: Interdisciplinary Sciences: Computational Life Science. 2. Jahrgang, Nr. 3, September 2010, S. 228–240, doi:10.1007/s12539-010-0022-0, PMID 20658335.
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  13. Hallin PF, David Ussery D: CBS Genome Atlas Database: A dynamic storage for bioinformatic results and sequence data. In: Bioinformatics. 20. Jahrgang, Nr. 18, 2004, S. 3682–3686, doi:10.1093/bioinformatics/bth423, PMID 15256401.
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Die Chargaff Regeln beschreiben die Basenpaarung doppelstrangiger DNA A T BasenpaarungG C Basenpaarung Inhaltsverzeichnis 1 Eigenschaften 1 1 Erste Paritatsregel 1 2 Zweite Paritatsregel 2 Literatur 3 Weblinks 4 EinzelnachweiseEigenschaften BearbeitenDie Chargaff Regeln wurden von 1952 bis 1968 von Erwin Chargaff aufgestellt 1 Sie umfassen die Paritat gleiche Anzahl von Nukleinbasen auf beiden DNA Strangen zwischen Purinen und Pyrimidinen und die Paritat zwischen Adenin und Thymin bzw Guanin und Cytosin Die Chargaff Regeln besitzen eine Gultigkeit fur eukaryotische Chromosomen bakterielle Chromosomen Genome von doppelstrangigen DNA Viren und archaeische Chromosomen 2 Sie gelten auch fur mtDNA und DNA von Plastiden Fur einzelstrangige DNA Viren oder RNA gelten die Chargaff Regeln nicht 3 Waclaw Szybalski zeigte in den 1960er Jahren dass in den Genomen von manchen Bakteriophagen deutlich mehr A und G als C und T vorkommen 4 5 6 7 Erste Paritatsregel Bearbeiten A T und G C 8 Zweite Paritatsregel Bearbeiten A T und G C bei jedem der beiden Einzelstrange 9 10 Eine Gultigkeit der zweiten Paritatsregel wurde auch fur Codons postuliert 11 Codons mit T sind paritatisch mit Codons mit A Codons mit C sind paritatisch mit Codons mit G Codons mit T sind paritatisch mit Codons mit A Codons mit C sind paritatisch mit Codons mit G Codons mit T sind paritatisch mit Codons mit A Codons mit C sind paritatisch mit Codons mit G Relative Anteile der Nukleinbasen in DNA verschiedener Arten 12 Ein Verhaltnis das vom 1 1 Verhaltnis abweicht deutet auf einzelstrangige DNA hin z B beim Bakteriophagen fX174 Organismus A G C T A T G C GC ATfX174 24 0 23 3 21 5 31 2 0 77 1 08 44 8 55 2Mais 26 8 22 8 23 2 27 2 0 99 0 98 46 1 54 0Kraken 33 2 17 6 17 6 31 6 1 05 1 00 35 2 64 8Huhn 28 0 22 0 21 6 28 4 0 99 1 02 43 7 56 4Wanderratte 28 6 21 4 20 5 28 4 1 01 1 00 42 9 57 0Mensch 29 3 20 7 20 0 30 0 0 98 1 04 40 7 59 3Grashupfer 29 3 20 5 20 7 29 3 1 00 0 99 41 2 58 6Seeigel 32 8 17 7 17 3 32 1 1 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orientation in 12 prokaryote genomes In J Mol Evol 47 Jahrgang Nr 6 1998 S 691 696 doi 10 1007 PL00006428 PMID 9847411 McInerney JO Replicational and transcriptional selection on codon usage in Borrelia burgdorferi In Proc Natl Acad Sci USA 95 Jahrgang Nr 18 1998 S 10698 10703 doi 10 1073 pnas 95 18 10698 PMID 9724767 PMC 27958 freier Volltext Albrecht Buehler G Asymptotically increasing compliance of genomes with Chargaff s second parity rules through inversions and inverted transpositions In Proc Natl Acad Sci USA 103 Jahrgang Nr 47 2006 S 17828 17833 doi 10 1073 pnas 0605553103 PMID 17093051 PMC 1635160 freier Volltext Weblinks BearbeitenCBS Genome Atlas Database 13 The Z curve database of genomes 10 Einzelnachweise Bearbeiten Elson D Chargaff E On the deoxyribonucleic acid content of sea urchin gametes In Experientia 8 Jahrgang Nr 4 1952 S 143 145 doi 10 1007 BF02170221 PMID 14945441 Mitchell D Bridge R A test of Chargaff s second rule In Biochem Biophys Res Commun 340 Jahrgang Nr 1 2006 S 90 94 doi 10 1016 j bbrc 2005 11 160 PMID 16364245 Nikolaou C Almirantis Y Deviations from Chargaff s second parity rule in organellar DNA Insights into the evolution of organellar genomes In Gene 381 Jahrgang 2006 S 34 41 doi 10 1016 j gene 2006 06 010 PMID 16893615 Szybalski W Kubinski H Sheldrick O Pyrimidine clusters on the transcribing strand of DNA and their possible role in the initiation of RNA synthesis In Cold Spring Harbor Symp Quant Biol 31 Jahrgang 1966 S 123 127 doi 10 1101 SQB 1966 031 01 019 PMID 4966069 Cristillo AD Characterization of G0 G1 switch genes in cultured T lymphocytes Queen s University Kingston Ontario Canada 1998 Bell SJ Forsdyke DR Deviations from Chargaff s second parity rule correlate with direction of transcription In J Theor Biol 197 Jahrgang Nr 1 1999 S 63 76 doi 10 1006 jtbi 1998 0858 PMID 10036208 Lao PJ Forsdyke DR Thermophilic Bacteria Strictly Obey Szybalski s Transcription Direction Rule and Politely Purine Load RNAs with Both Adenine and Guanine In Genome 10 Jahrgang Nr 2 2000 S 228 236 doi 10 1101 gr 10 2 228 PMID 10673280 PMC 310832 freier Volltext Chargaff E Lipshitz R Green C Composition of the deoxypentose nucleic acids of four genera of sea urchin In J Biol Chem 195 Jahrgang Nr 1 1952 S 155 160 PMID 14938364 R Rudner JD Karkas E Chargaff Separation of B Subtilis DNA into complementary strands 3 Direct analysis In Proceedings of the National Academy of Sciences 60 Jahrgang Nr 3 1968 S 921 2 doi 10 1073 pnas 60 3 921 PMID 4970114 PMC 225140 freier Volltext a b Zhang CT Zhang R Ou HY The Z curve database a graphic representation of genome sequences In Bioinformatics 19 Jahrgang Nr 5 2003 S 593 599 doi 10 1093 bioinformatics btg041 PMID 12651717 Perez J C Codon populations in single stranded whole human genome DNA are fractal and fine tuned by the Golden Ratio 1 618 In Interdisciplinary Sciences Computational Life Science 2 Jahrgang Nr 3 September 2010 S 228 240 doi 10 1007 s12539 010 0022 0 PMID 20658335 Bansal M DNA structure Revisiting the Watson Crick double helix In Current Science 85 Jahrgang Nr 11 2003 S 1556 1563 eprints iisc ernet in Memento des Originals vom 26 Juli 2014 im Internet Archive abgerufen am 6 Januar 2015 nbsp Info Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht gepruft Bitte prufe Original und Archivlink gemass Anleitung und entferne dann diesen Hinweis 1 2 Vorlage Webachiv IABot eprints iisc ernet in Hallin PF David Ussery D CBS Genome Atlas Database A dynamic storage for bioinformatic results and sequence data In Bioinformatics 20 Jahrgang Nr 18 2004 S 3682 3686 doi 10 1093 bioinformatics bth423 PMID 15256401 Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Chargaff Regeln amp oldid 232340045