Die Ausbildung und Aufrechterhaltung eines hohen Grades an Ordnung und Komplexität, wie er in der belebten Natur vorhanden ist, setzt Speicherung von Information voraus. Diese Aufgabe wird von der Desoxyribonucleinsäure (DNA) übernommen. Die Struktur der DNA wurde von Watson und Crick (1953) vorhergesagt und später durch Röntgenkristallstrukturanalyse bestätigt (Dickerson et al., 1982; Drew et al., 1982). Es handelt sich um ein lineares Biopolymer, das gewöhnlich aus vier verschiedenen Nucleotiden aufgebaut ist. Die Nucleotide enthalten jeweils eine der vier Basen Adenin (A), Cytosin (C), Guanin (G) und Thymin (T), die glykosidisch am C1-Atom eines Desoxyriboserests gebunden sind.
Die Desoxyribosereste sind über Phosphordiester-Einheiten zu einem linearen Strang miteinander verknüpft. Der Informationsgehalt der DNA ist durch die Sequenz der vier Basen festgelegt. Die Basen Adenin und Thymin sowie Guanin und Cytosin sind jeweils komplementär zueinander und bilden die in Abb. 1.1 dargestellten Basenpaare aus, die durch Wasserstoffbrückenbindungen zusammengehalten werden. Die Ausbildung der Basenpaare zwischen zwei komplementären Polydesoxynucleotid-Einzelsträngen führt zur Dimerisierung der Einzelstränge und Bildung der DNA-Doppelhelix…