Warum kann in de RNA Thymin durch Uracil ersetzt werden?

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2 Antworten

hi Messi,

jo derTroll hat Recht^^

die Frage wurde hier schon mal gestellt und ich habe sie auch schon mal beantwortet:

es ist so, dass die Stickstoffbasen in der DNA einer spontanen Desaminierung unterliegen können, das heißt, dass ein Wassermolekül (H2O) eine Aminogruppe (-NH2) von einer Base in Form von Ammoniak (NH3) abspaltet.

Im speziellen Fall von Cytosin führt der Angriff des Wassermoleküls dazu, dass die Aminogruppe, die am Kohlenstoffatom an Position 4 des Cytosin-Rings sitzt, in Form von Ammoniak abgespalten wird, wobei ein Wasserstoffatom aus dem Wassermolekül in das Ammoniakmolekül übergeht (quasi so: NH2 + H2O --> NH3 + HO). Gleichzeitig wird die Doppelbindung zwischen dem Kohlenstoffatom an Position 4 und dem Stickstoffatom an Postition 3 des Ringes, die normalerweise in Cytosin vorkommt, aufgelöst. Stattdessen wird am Kohlenstoffatom 4, das ja seine Aminogruppe verloren hat, eine Carbonylgruppe ausgebildet (also eine Doppelbindung mit einem Sauerstoffatom --> Das Sauerstoffatom stammt aus dem Wassermolekül, das die Base angegriffen hat). Das restliche Wasserstoffatom des Wassermoleküls wird an das Stickstoffatom an Position 3 des Rings angehängt.

Durch all diese Schritte ist letztendlich aus einer Cytosinbase die Base Uracil geworden, aber das kannst du dir am besten anhand eines Bildes ansehen:

http://www.google.de/imgres?imgurl=http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/a9/DesaminierungCtoU.png/300px-DesaminierungCtoU.png&imgrefurl=http://de.wikipedia.org/wiki/Cytosin&h=138&w=300&sz=7&tbnid=KXWZUjl_XUXVHM:&tbnh=56&tbnw=122&zoom=1&usg=__SJQc7mzlDl6CY6cQdhBiDh8ilnk=&hl=de&sa=X&ei=AP88UK6HBOzN4QTG74GYCA&sqi=2&ved=0CD0Q9QEwBQ&dur=2348

(links im Bild ist Cytosin, rechts Uracil)

Würde jetzt die Base Uracil normalerweise in DNA vorkommen, dann würde durch die Desaminierung von Cytosin die normale DNA-Base Uracil entstehen, und könnte von der DNA-Reparaturmaschinerie nicht als "falsch" erkannt werden.

Dies ist aber essentiell, da Cytosin Basenpaarungen mit der Base Guanin eingeht, Uracil aber normalerweise mit der Base Adenin. Es wäre also zu einer Punktmutation gekommen, bei der eine Base gegen eine andere ausgetauscht wurde, und dementsprechend der "Sinn" des DNA-Stranges verändert, was im schlimmsten aller Fälle sogar dazu führen kann, dass ein ganzes Protein funktionsunfähig wird.

Wie gesagt könnte Uracil als normale DNA-Base also nicht vom Reparatursystem erkannt werden, und jede Desaminierung von Cytosin würde zu einer unreparierten Punktmutation führen. Da Uracil aber natürlicherweise NICHT in DNA vorkommt, kann eine Desaminierung von Cytosin zur Base Uracil als Mutation erkannt und dementsprechend vom Reparatursystem als Fehler behoben werden (Stichwort: Basenexcisionsreparatur)

MfG

Das liegt an der Stabilität der Bindung. Das Grundgerüst ist ja bei RNA die Ribose. Das ist schon mal stabiler als die Desoxiribose bei der DNA. Deshalb bindet sich da gut Urazil an, was aber nicht so stabil an der DNA bindet. Deshalb bindet dort DNA. Ich kann dir jetzt leider nicht mehr genau sagen, wie es sich mit den Kovalenten Bindungen und den Kohäsionskräften verhält. Das ist bei mir schon eine Weile her. Aber es hat definitiv etwas mit der Stabilität des Strangs zu tun.

Vielen Dank :)

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@Messi87

Ich habe noch einmal nachgeschlagen. Thymin wird, wenn es instabil wird desaminiert. Und so liegt sie als Urazil in der RNA vor. In der DNA kann es auch mal vorkommen, daß sich Thymin in Urazil umwandelt, aber die Reparaturenzyme beheben das immer sofort wieder. Hier habe ich etwas gefunden, was das verdeutlicht: http://1.1.1.4/bmi/www.bioboard.de/files/nucleotidbasen_503.jpg

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