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Lexikon der Biologie: Basenanaloga

Basenanaloga, Substanzen, die in ihrer chemischen Struktur mit den natürlichen Purinbasen (Adenin und Guanin) bzw. Pyrimidinbasen (Cytosin und Thymin bzw. Uracil) verwandt sind und deshalb anstelle dieser Basen in DNA (Desoxyribonucleinsäuren) bzw. RNA (Ribonucleinsäuren) eingebaut werden können. Verändern die Basenanaloga durch eine tautomere Umlagerung (Tautomerie) oder durch Ionisation kurzfristig ihre Paarungseigenschaften (Basenpaare, Basenpaarung), so bewirken sie im Verlauf der nächsten Replikationsrunden (Replikation) Punktmutationen. Mutationsauslösung durch Basenanaloga, z. B. 5-Bromuracil ( vgl. Abb. ), kann dabei auf zwei verschiedenen Wegen erfolgen: 1) 5-Bromuracil wird in seinem Normalzustand (Keto-Form) anstelle von Thymin (T) eingebaut und paart mit Adenin (A) (noch keine Mutation). Bei einer folgenden Replikation liegt es gelegentlich aber in seiner selteneren Enol-Form oder ionisiert vor und paart nun mit Guanin anstatt mit Adenin (Replikationsfehler). Bei einer weiteren Replikation wird sich dieses Guanin (G) ein Cytosin (C) suchen, so daß letztendlich ein A-T-Paar durch ein G-C-Paar ersetzt wurde. – 2) 5-Bromuracil liegt bei seinem Einbau in der Enol-Form bzw. ionisiert vor, paart mit Guanin und wird deshalb anstelle eines Cytosins eingebaut (Einbaufehler). Bis zur nächsten Replikation ist 5-Bromuracil aber wieder in seinen Normalzustand zurückgekehrt und paart nun wie Thymin mit Adenin. Insgesamt wird ein G-C-Paar durch ein A-T-Paar ersetzt. – 2-Aminopurin wirkt auf ähnliche Weise: in seinem Normalzustand paart es wie Adenin mit Thymin, in der tautomeren Form oder ionisiert wirkt es wie Guanin und paart mit Cytosin, kann also ein A-T-Paar in ein G-C-Paar oder umgekehrt überführen. Basenanaloga wandeln immer eine Purinbase in eine andere bzw. eine Pyrimidinbase in eine andere um (Transition). Basenaustauschmutationen, DNA-Reparatur.




Basenanaloga

Die Wirkung von 5-Bromuracil auf das genetische Material für Anthocyansynthese. Führt man jungen Blütenknospen von Petunien (Petunia) 5-Bromuracil zu, so wird in bestimmten Blütenteilen das genetische Material für Anthocyansynthese verfälscht, bevor es die Anthocyansynthese einleiten konnte. Die betreffenden Partien werden dann weiß. Es handelt sich dabei um Blütenteile, in denen DNA-Replikationen besonders lange andauern und somit die Wahrscheinlichkeit für einen Einbau von 5-Bromuracil (anstelle von Thymin) in DNA besonders groß ist. Abb. oben: eine behandelte Blüte, unten: eine Kontrollblüte.






Basenanaloga

Die Wirkung von 5-Bromuracil auf das genetische Material für Anthocyansynthese. Führt man jungen Blütenknospen von Petunien (Petunia) 5-Bromuracil zu, so wird in bestimmten Blütenteilen das genetische Material für Anthocyansynthese verfälscht, bevor es die Anthocyansynthese einleiten konnte. Die betreffenden Partien werden dann weiß. Es handelt sich dabei um Blütenteile, in denen DNA-Replikationen besonders lange andauern und somit die Wahrscheinlichkeit für einen Einbau von 5-Bromuracil (anstelle von Thymin) in DNA besonders groß ist. Abb. oben: eine behandelte Blüte, unten: eine Kontrollblüte.
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