Sekundärstruktur
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Die Sekundärstruktur von Molekülen ist die Anordnung von Atomen eines Moleküls im dreidimensionalen Raum. Informationen über die Sekundärstruktur geben daher einen genaueren Einblick in die tatsächliche Struktur wieder, als die Abbildung durch Pauli-Schreibweise oder Fischer-Projektion.
[Bearbeiten] Sekundärstrukturen von Proteinen
Bei Proteinen gibt die Sekundärstruktur an, welche räumliche Anordnung ein Bereich der Aminosäurekette einnimmt. Dafür gibt es zwar unüberschaubar viele Möglichkeiten, jedoch zeigt sich, dass einige Elemente besonders häufig vorkommen.
Sekundärstrukturelemente in Proteinen
Mit Ausnahme der beiden letztgenannten Sekundärstrukturen zeichnen sich die anderen dadurch aus, daß in ihnen die beiden einzig möglichen Drehwinkel psi und phi des Peptidrückgrates festgelegt sind und sich über die Länge des Sekundärstrukturelementes hindurch konstant wiederholen. Im Ramachandran Diagramm sind die möglichen Sekundärstrukturen als Funktion der zugehörigen psi/phi Winkelpaare dargestellt. Energetisch werden die Sekundärstrukturen durch H-Brücken innerhalb des Peptidrückgrates stabilisiert. Je nach Art der Sekundärstruktur können bestimmte Aminosäureseitenketten auf deren Struktur destabilisierend werden.
In ein und demselben Protein liegt meistens eine Mischung aus den verschiedenen Sekundärstrukturelementen vor. Die vollständige Struktur der Aminosäurekette (d.h. die Abfolge bzw. Anordnung der Sekundärstrukturelemente) wird als Tertiärstruktur bezeichnet. Sie ist für jedes Protein charakteristisch und für die biologische Funktion unbedingt notwendig. Während bzw. nach der Herstellung des Proteins durch Translation eines RNA-Moleküls wird das Protein durch Proteinfaltung in die biologisch wirksame Form überführt. Dieser Vorgang wird u.a. durch Chaperone unterstützt.
[Bearbeiten] Sekundärstrukturen von Nukleinsäuren
Auch Nukleinsäuren, also DNA und RNA, können Sekundärstrukturen bilden. Voraussetzung hierfür ist, dass das Nukleinsäuremolekül zunächst als Einzelstrang vorliegt. Komplementäre Abschnitte können dann Wasserstoffbrücken und intramolekulare Doppelstränge bilden, während nicht komplementäre Abschnitte einzelsträngig bleiben. Sekundärstrukturen von Nukleinsäuren bezeichnet man in Anlehnung an ihre Form als "Haarnadel" (hair pin) am Ende eines DNA oder RNA-Stranges oder als stem-loop-structure, wenn ein gepaarter doppelsträngiger Abschnitt einen einzelsträngigen Abschnitt einschließt.
Die Sekundärstrukturen haben wichtige Funktionen bei der Regulation der Transkription, sie können als Primer dienen (siehe Telomerase) oder Voraussetzung für die enzymatische Aktivität der Ribosomen sein (siehe rRNA). Nukleinsäuren können auch noch komplexere räumliche Strukturen einnehmen: tRNAs müssen für ihre Funktion in der korrekten Tertiärstruktur vorliegen.
[Bearbeiten] Siehe auch
Proteinstruktur - Primärstruktur - Tertiärstruktur - Quartärstruktur
