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DNA-Strukturen

Lineare Formen

Tab.1
FormenErklärung
Abb.1
Lineare einzelsträngige DNA ist ein rein synthetisches Produkt, das gemeinhin als Oligonucleotid bezeichnet wird. Besonders bekannte Beispiele für diese Form sind die Primer der PCR. Längere Oligonucleotide liegen bereits maximal doppelsträngig vor, weil die hydrophoben Basen stets versuchen, Wasser auszuschließen. Dabei kann es durchaus zu anderen als den Watson-Crick-Basenpaaren kommen.
Abb.2
Lineare doppelsträngige DNA ist nur in den Lehrbüchern die am häufigsten vertretene Form der DNA. DNA kommt aber in dieser Form nur in vitro vor, indem sie entweder als Produkt von Endonucleasen generiert wurde oder durch Assoziation von Oligonucleotiden entstanden ist. Natürliche DNA ist im Regelfall ringförmig oder hat besonders modifizierte Enden.
Abb.3
Lineare doppelsträngige DNA mit einem oder mehreren Brüchen auf einem der Stränge ist ein wichtiges Zwischenprodukt bei der Verdoppelung der DNA. Diese Form kann aber auch synthetisch hergestellt werden. In beiden Fällen ist es das Substrat für das Enzym Ligase, das den als "nick" bezeichneten Einzelstrangbruch wieder kovalent schließt.
Abb.4
Lineare doppelsträngige DNA ist ein bekanntes Zwischenprodukt, wenn eine DNA in eine andere DNA integriert wird. Ein gutes Beispiel sind die kohäsiven Enden des Phagen λ oder die Insertion von beweglichen genetischen Elementen. In vitro werden diese Formen durch die asymmetrische Assoziation von Oligonucleotiden gebildet, um daraus langkettige Oligonucleotide herzustellen oder durch Restriktionsenzyme generiert.
Abb.5
Lineare doppelsträngige DNA enthält aufgrund der enzymatischen oder chemischen Synthese häufig die so genannten überhängenden Enden "sticky ends". Hier sind 5´-überstehende Enden gezeigt. Darauf und auf Alternativen wird im Abschnitt DNA-Enden speziell eingegangen.
Hinweis
Die hier gezeigten Formen kommen nur in Ausnahmefällen in lebenden Zellen vor. Allerdings kommen circuläre Formen häufig so vor, wie hier gezeigt. In Lehrbüchern wird oft nur ein Ausschnitt der DNA gezeigt, so dass der Eindruck entstehen kann, es gäbe diese Form regelmäßig in der Zelle.
Falls diese linearen Formen vorkommen, sind sie zumeist das Produkt eines nucleolytischen Abbaus. Dieser Abbau schreitet schnell voran und kann nur verhindert werden, wenn diese Formen von anderen Proteinen davor geschützt werden. Deshalb sind diese Formen zumeist nur Zwischenprodukte enzymatischer Reaktionen.
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