DNA: Studie widerlegt gängige Theorie
Stränge laut Forschern der Chalmers University of Technology durch Wasser miteinander verbunden
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DNA: Zusammenhalt doch komplett anders (Foto: pixabay.com, geralt) |
Göteborg (pte004/24.09.2019/06:15) Forscher der Chalmers University of Technology http://chalmers.se/en widerlegen die gängige Theorie, wie die DNA sich selbst verbindet: Es sind nicht die Wasserstoffbrücken, die die beiden Stränge der DNA-Struktur verbinden, sondern Wasser ist von entscheidender Bedeutung. Die in den "Proceedings of the National Academy of Sciences" veröffentlichten Ergebnisse ebnen eine neue Sichtweise in Medizin und Biowissenschaften.
Die DNA besteht aus zwei Strängen, die aus Zuckermolekülen und Phosphatgruppen bestehen. Zwischen diesen beiden Strängen befinden sich Stickstoffbasen, jene Verbindungen, die die Gene eines Organismus bilden. Bisher wurde allgemein angenommen, dass es Wasserstoffbrücken waren, die die beiden Stränge zusammenhielten.
Geheimnis der Helixstruktur gelüftet
Das Geheimnis der Helixstruktur dürfte nun darin bestehen, dass die Moleküle über ein hydrophobes Inneres verfügen und das in einem Umfeld, das überwiegend aus Wasser besteht. Dieses Umfeld ist daher hydrophil, während die Stickstoffbasen der DNA-Moleküle hydrophoben sind und daher das sie umgebende Wasser abstoßen. Befinden sich hydrophobe Einheiten in einem hydrophilen Umfeld, gruppieren sie sich, um so den Kontakt zum Wasser zu minimieren. Die Aufgabe der Wasserstoffbrücken, die bisher als entscheidend angesehen worden waren, scheint mehr mit der Sortierung der Basenpaare zu tun zu haben, damit sie sich in der Folge in der richtigen Reihenfolge mit einander verbinden.
DNA verändert sich bei Aktivität stark
Diese Entdeckung ist laut den Forschern entscheidend für das Verstehen der Beziehung der DNA zu ihrem Umfeld. "Zellen wollen ihre DNA schützen und sie nicht einer hydrophoben Umgebung aussetzen, die fallweise schädliche Moleküle enthalten kann", erläutert Bobo Feng, einer der Autoren der Studie. Gleichzeitig müsse sich die DNA der Zellen jedoch öffnen, um genutzt werden zu können.
"Wir gehen davon aus, dass die Zellen ihre DNA den Großteil der Zeit in einer Wasserlösung behalten. Wenn eine Zelle jedoch etwas mit ihrer DNA tun will, wie sie lesen, kopieren oder reparieren, dann setzt sie die DNA einem hydrophoben Umfeld aus." Um zum Beispiel Krankheiten wie Krebs zu verstehen, sei es von entscheidender Bedeutung, zu wissen, wie die DNA Reparaturen vornimmt. Das sei bisher nicht gelungen, so Feng, da davon ausgegangen wurde, dass die DNA-Stränge über Wasserstoffbrücken miteinander verbunden sind.
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