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Nukleotid

Ein Nukleotid ist ein Molekül, das als kleinster Baustein von Nukleinsäuren fungiert und auch im genetischen Code verwendet wird. Die Riesenmoleküle DNA und RNA sind aus insgesamt fünf verschiedenen Sorten von Nukleotiden zusammengesetzt, die in beliebiger Reihenfolge mit Hilfe von Atombindungen zum jeweiligen Makromolekül verknüpft werden können. Die dabei ablaufende Reaktion ist eine Kondensationsreaktion. Drei miteinander verbundene Nukleotide bilden die kleinste Informationseinheit, die in der DNA und RNA zur Kodierung der genetischen Information zur Verfügung steht.

Ein Nukleotid ist aus drei Bestandteilen aufgebaut:

einer Phosphorsäure (P),
einem Monosaccharid (Zucker) mit 5 C-Atomen, auch Pentose (Z) genannt, das als Fünfring (Furanosering) vorliegt,
einer von fünf Nukleobasen, nämlich Adenin (A), Guanin (G), Cytosin (C), Thymin (T) oder Uracil (U).

In der DNA werden nur vier dieser Basenn (A, G, C, T) verwendet, in der RNA ist die Nukleobase Thymin (T) gegen Uracil (U) ausgetauscht. Die Nukleotide unterscheiden sich also durch die Base, die jeweils eingebaut ist, und durch den Zucker (die Pentose), der bei der DNA die Desoxyribose und bei der RNA die Ribose ist.

Von den Nukleotiden sind die Nukleoside zu unterscheiden, die nur aus der Nukleobase und der daran gebundenen Pentose bestehen, an die jedoch kein Phosphatrest gebunden ist.

Übersicht:

Die Basenn und das, was aus ihnen entsteht, im Einzelnen:

freie Base	Nukleosid	Nukleotid
Adenin (A)	Adenosin	Adenosinmonophosphat (AMP)
Guanin (G)	Guanosin	Guanosinmonophosphat (GMP)
Cytosin (C)	Cytidin	Cytidinmonophosphat (CMP)
Thymin (T)	Thymidin	Thymidinmonophosphat (TMP)
Uracil (U)	Uridin	Uridinmonophosphat (UMP)

Nukleosid = Nukleobase + Pentose

Nukleotid = Nukleobase + Pentose + Phosphatrest

Die Verknüpfung der Nukleotide zu Nukleinsäuren

In Nukleinsäuren wie der DNA sind die Nukleotide über die Phosphorsäure und das Monosaccharid (Pentose) verkoppelt:

    C   G   C   T
    |   |   |   |
    Z   Z   Z   Z
   / \\ / \\ / \\ / \\
  P   P   P   P   P

Auf diese Weise bilden sie einen Einzelstrang der doppelsträngigen DNA. Zur Bildung des Doppelstranges wird dieser nun quasi gespiegelt, wobei einer Base des einen DNA-Einzelstrangs jeweils eine komplementäre Base des anderen Einzelstrangs gegenüberliegt. Als komplementär werden die Basenpaare C und G sowie A und T bezeichnet: Gegenüber einem Nukleotid, das eine Cytosinbase beinhaltet, liegt immer ein Nukleotid mit einer Guaninbase (und umgekehrt), das gleiche gilt für das Adenin-Thymin Basenpaar:

  P   P   P   P   P
   \\ / \\ / \\ / \\ /
    Z   Z   Z   Z
    |   |   |   |
    G   C   T   A
    *   *   *   *
    C   G   A   T
    |   |   |   |
    Z   Z   Z   Z
   / \\ / \\ / \\ / \\
  P   P   P   P   P

Die sich in der DNA-Doppelhelix gegenüberliegenden Basenn der Nukleotide werden dabei durch Wasserstoffbrückenbindungen miteinander verknüpft, wobei zwischen den Basenn G und C je drei, zwischen A und T je zwei Wasserstoffbrückenbindungen ausgebildet werden. Man spricht dabei vom Basenpaarungsmechanismus.

RNA-Moleküle sind ähnlich aus Nukleotiden aufgebaut, nur mit dem Unterschied, dass anstelle der Base Thymin bei ihnen Uracil auftritt und keine Doppelhelices, sondern nur Einzelstränge ausgebildet werden. Da sich RNA- und DNA-Moleküle nur durch das "Gerüst" unterscheiden, können sich auch bei diesen Wasserstoffbrückenenen zwischen komplementären Basenn ausbilden. In bestimmten, komplementären Abschnitten können sich auch innerhalb desselben Einzelstranges Wasserstoffbrückenenen ausbilden, was eine Faltung des Moleküls bewirkt. Dies ist z.B. in tRNA-Molekülen der Fall.

Siehe auch: organische Basen, Basenpaar

Der Ursprungsartikel stammt von der deutschsprachigen Wiki pedia (siehe oben: "Original Artikel & Autoren Liste").
Der Text steht unter der GNU Freie Dokumentation Lizenz.