Basenpaare sind Nukleotidpaare, die mit einer Wasserstoffbrücke verbunden sind, die in DNA und RNA gefunden wird. Dieses genetische Material ist typischerweise doppelsträngig, mit einer Struktur, die einer Leiter ähnelt, und jeder Satz von Basenpaaren bildet eine einzelne Sprosse der Leiter. Basenpaare haben eine Reihe interessanter Eigenschaften, die sie zu einem interessanten Thema machen, und für viele Genetiker ist es wichtig zu verstehen, wie Basenpaare funktionieren.
Die Nukleotide, aus denen die DNA besteht, sind Adenin (A), Thymin (T), Cytosin (C) und Guanin (G). In der RNA wird Thymin durch Uracil (U) ersetzt. Zusammen bilden diese kleinen chemischen Verbindungen den genetischen Code eines Organismus, wobei ihre Anordnung für die Produktion einer Reihe von Proteinen kodiert. Adenin kann sich nur an Thymin binden und Cystosin kann nur an Guanin binden. Das bedeutet zum Beispiel, dass bei der Untersuchung eines DNA-Strangs ein A an einem Ende einer Sprosse ein T am anderen sein muss.
Adenin und Guanin sind beide Arten von Molekülen, die als Purine bekannt sind, während Thymin und Cytosin Pyrimidine sind. Purine sind größer, mit einer Struktur, die verhindert, dass zwei von ihnen auf eine Sprosse der Leiter passen, während Pyrimidine zu klein sind. Das bedeutet, dass Adenin mit Guanin kein Basenpaar werden kann und Thymin nicht mit Cytosin ein Basenpaar sein kann.
Man könnte vernünftigerweise fragen, warum das Purin-Adenin sich nicht mit dem Pyrimidin-Cytosin verbinden konnte und warum Thymin sich nicht mit Guanin verbinden kann. Die Antwort hat mit der molekularen Struktur dieser Verbindungen zu tun; Adenin kann mit Cytosin keine Wasserstoffbrückenbindung eingehen, ebenso wie Thymin mit Guanin keine Wasserstoffbrückenbindung eingehen kann. Diese Eigenschaften bestimmen die grundlegende Anordnung der Basenpaare, wobei die Verbindung an einem Ende der Sprosse bestimmt, welche Verbindung auf der anderen Seite liegt.
Es sind zahlreiche Basenpaare erforderlich, um ein einzelnes Gen zu bilden, und jeder DNA-Strang kann neben Abschnitten der sogenannten „nicht-kodierenden DNA“, DNA, die keine Funktion zu haben scheint, zahlreiche Gene enthalten. Das menschliche Genom enthält schätzungsweise drei Milliarden Basenpaare, was erklärt, warum es so lange gedauert hat, das menschliche Genom erfolgreich zu sequenzieren, und das Verständnis der Anordnung der Basenpaare hilft den Menschen nicht zu verstehen, wo bestimmte Gene liegen und was diese Gene tun. Basenpaare könnten gewissermaßen als das Alphabet angesehen werden, mit dem das Buch des genetischen Codes geschrieben wird.