zum Directory-modus

DNA-Strukturen

Hoogsteen-Paare

Die Hoogsteen-Basenpaarung ist eine Erweiterung der Watson-Crick-Basenpaarung, indem sich noch eine dritte Base anlagert. Insgesamt handelt es sich also um eine Drei-Strang-Struktur. Dennoch werden nur die zusätzlichen Wasserstoff-Brücken Hoogsteen-Basenpaare genannt, um sie von den unveränderten Watson-Crick-Basenpaaren zu unterscheiden.

Tutorial Hoogsteen-Basenpaarung

Bitte Flash aktivieren.

Abb.1
2D-Vergleich der Watson-Crick- und der Hoogsteen-Basenpaarung

Bitte klicken Sie zum Abspielen des Tutorials auf das Bild!

Abb.2
Hoogsteen-Basenpaare: TAT (links) und CGC (rechts)
Mouse
Abb.3
Hoogsteen-Basenpaare

Ursprünglich wurden die Hoogsteen-Basenpaare in der Kristallanalyse von Co-Kristallen aus 9-Methyl-adenin und 1-Methyl-thymin entdeckt. Größere Bedeutung erhielten sie als Stabilitätsfaktor für die dreidimensionale Struktur von Transfer-RNAs (tRNAs) und bei der Bildung von Triple-Helices aus Polypyrimidinen mit Polypurinen. Diese synthetischen Polymere aus mehr als 30 aufeinanderfolgenden Purin- und Pyrimidin-Nucleotiden dienten schließlich als Modell bei der Aufklärung der biologischen Rekombination. Tatsächlich lagern sich in diesem äußerst wichtigen Lebensprozess zwei Doppelstränge in Sequenz-identischen Bereichen über Hoogsten-Basenpaare zusammen, um dann nach Rotation in neue Watson-Crick-Basenpaare zum Strangaustausch zu führen. Diese Reaktion wird entweder durch einen niedrigen pH-Wert oder durch Proteine gefördert.

Gleichgültig ob es sich um Wechselwirkungen zwischen Adenosin und Thymidin oder Guanosin und Cytidin handelt, in jedem Fall werden bei der Hoogsteen-Basenpaarung nur zwei Wasserstoff-Brücken ausgebildet. Dieselben Wasserstoff-Brückenakzeptoren und -donatoren sind für die Ausbildung spezifischer Bindungen zu zahlreichen DNA-bindenden Proteinen verantwortlich, bei denen gleichfalls der Watson-Crick-Doppelstrang erhalten bleibt.

Hinweis
Neben den Watson-Crick- und den Hoogsten-Basenpaaren gibt es noch zahlreiche andere Formen der Basenpaarung. Die wohl wichtigste davon ist die Basenpaarung zwischen Guanosinen innerhalb der Telomeren an den Enden von Chromosomen. Allgemein lässt sich sagen, dass der hydrophobe Charakter der Basen der DNA und RNA alle gerade noch stabilen Variationen zulässt, sobald ein Kontakt zum umgebenden Wasser vermieden werden kann. An den Stellen, an denen diese Formen eine Rolle spielen, wird gesondert darauf hingewiesen.
Seite 5 von 32