Genetische Information wird in Desoxyribonukleinsäure (DNA) Molekülen kodiert. Daher ist DNA ein wesentlicher Bestandteil unabhängig lebender Organismen. Gene sind die DNA-Segmente, die genetische Informationen tragen (1).
Einige DNA-Sequenzen kodieren nicht für Gene und haben strukturelle Rollen (z. B. in der Struktur von Chromosomen) oder sind an der Regulierung der Verwendung der genetischen Information beteiligt; Repressorstellen sind beispielsweise DNA-Sequenzen, die die Bindung eines Repressors ermöglichen, der den Prozess der Genexpression stoppt.,
DNA besteht aus zwei langen Polymeren (Strängen genannt), die in entgegengesetzte Richtungen verlaufen und die reguläre Geometrie der Doppelhelix bilden. Die Monomere der DNA werden Nukleotide genannt. Nukleotide haben drei Komponenten: eine Base, einen Zucker (Desoxyribose) und einen Phosphatrest. Die vier Basen sind Adenin (A), Cytosin (C), Guanin (G) und Thymin (T). Der Zucker und Phosphat bilden ein Rückgrat auf beiden Seiten der Doppelhelix. Die Basen interagieren über Wasserstoffbrücken mit komplementären Basen auf dem anderen DNA-Strang in der Helix.,
Es ist die Sequenz dieser vier Basen, die genetische Information kodieren. Die Wechselwirkung zwischen zwei Basen auf gegenüberliegenden Strängen über Wasserstoffbrücken wird als Basenpaarung bezeichnet. Wie in Abbildung 3 gezeigt, bildet Adenin mit Thymin ein Basispaar und Guanin mit Cytosin ein Basispaar. Dies sind die häufigsten Basispairingmuster, aber auch alternative Muster sind möglich.,
Der Großteil der DNA in einer Zelle ist in der sogenannten B-DNA-Struktur vorhanden. Es kann jedoch auch andere 3D-Strukturen übernehmen (Abbildung 4). Z-DNA, die in DNA gefunden wird, die an bestimmte Proteine gebunden ist, ist eine seltenere Struktur., In Z-DNA wurden die Basen durch Methylierung chemisch modifiziert und die Stränge drehen sich in eine linkshändige Helix, die der B-Form entgegengesetzt ist. Die Z-DNA-Bildung ist ein wichtiger Mechanismus zur Modulation der Chromatinstruktur (2).Die A-DNA-Struktur, die eine breitere rechtshändige Helix aufweist, tritt nur in dehydrierten DNA-Proben auf, wie sie in der Röntgenkristallographie verwendet werden.
