Die Unterschiede in der Basenpaarung von DNA hängen mit der Stabilität der DNA-Struktur und den Anforderungen an die Zellteilung zusammen. Beim Menschen gibt es weiterhin Adenin-Thymin Paare als Cytosin-Guanin, während beim E. coli Bakterium das Verhältnis umgekehrt ist. Der Grund für diese Unterschiede liegt in der Anzahl der Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Basen.
Bei der DNA-Basenpaarung bilden Adenin und Thymin zwei Wasserstoffbrückenbindungen, während Guanin und Cytosin drei Wasserstoffbrückenbindungen bilden. Da GC-reiche Regionen der DNA stärker zusammenhalten, können diese Bereiche stabiler sein.
Warum hat der Mensch mehr Adenin-Thymin Paare? Eine mögliche Erklärung ist, dass eine menschliche Zelle aufgrund ihrer Größe und des Schutzes durch den Körper nicht so stabil sein muss wie eine Bakterienzelle. Daher kann eine einfachere Zellteilung mit weniger Bindungen ´ die gelöst werden müssen ` von Vorteil sein. Aufgrund der Bindung zwischen Adenin und Thymin werden bei der DNA-Replikation weniger Wasserstoffbrückenbindungen gelöst was die Zellteilung erleichtert.
Der genetische Code ist degeneriert dh es gibt mehr Codons als Aminosäuren. Dies hat Auswirkungen auf die Codon Usage, dh welche Codons für die Codierung von Aminosäuren verwendet werden. Unterschiedliche Organismen verwenden unterschiedliche Codons für das gleiche Protein. Daher kann die Optimierung eines Gens für die Expression in einem bestimmten Organismus die Codon Usage berücksichtigen. Die unterschiedliche Verwendung von Codons kann zu unterschiedlichen GC-Gehalten führen.
Es ist jedoch wichtig anzumerken: Dass die Stabilität der Zelle und die Bindungsstärke der DNA nicht direkt miteinander verbunden sind. Bei der Replikation der DNA sind eine Vielzahl von Enzymen und Enzymkomplexen beteiligt und der Doppelstrang wird in kurzen Abschnitten getrennt und repliziert. Innerhalb dieser Abschnitte können sich unterschiedliche GC-Anteile befinden die nicht mit dem Gesamtanteil übereinstimmen.
Insgesamt gibt es noch einige offene Fragen zu den Unterschieden in der Basenpaarung von DNA. Es ist weiterhin Forschung erforderlich um das genaue Verständnis der zugrunde liegenden Mechanismen zu optimieren und die Bedeutung dieser Unterschiede für die Stabilität der DNA und die Zellteilung zu klären.
Unterschiede in der Basenpaarung von DNA: Warum hat der Mensch mehr Adenin-Thymin Paare als Cytosin-Guanin?
Was ist der Grund dafür, dass der Mensch mehr Adenin-Thymin Paare als Cytosin-Guanin in seiner DNA hat?