Eine reine Formsache

News: Eine reine Formsache

Es gibt Orte, da ist immer was los. In unseren Zellen zum Beispiel. Jede Sekunde werden tausende Kopien von Teilstücken unserer DNA angefertigt, und die Genauigkeit liegt dabei über 99,999 Prozent. Bislang glaubten Wissenschaftler, diese Präzision käme daher, daß nur zwischen passenden Bausteinen stabilisierende Wasserstoffbrückenbindungen aufgebaut werden können. Neue Versuche weisen aber darauf hin, daß nicht die chemischen Eigenschaften entscheidend sind, sondern alleine die Form den Ausschlag gibt.

Die genetische Information einer Zelle ist in der Abfolge der einzelnen Bausteine gespeichert. Vier verschiedene dieser sogenannten Nukleotidbasen kommen bei der DNA vor: Adenin (A), Cytosin (C), Guanin (G) und Thymin (T). Bei RNA-Molekülen, die zum Beispiel als Arbeitskopie von den Genen der DNA angefertigt werden, tritt Uracil (U) an die Stelle des Thymins. Auf den beiden Strängen eines DNA-Moleküls liegen sich jeweils nur bestimmte Basen gegenüber: A verbindet sich über Wasserstoffbrückenbindungen mit T und C mit G. In diesen Bindungen sahen Wissenschaftler den Grund für die enorme Genauigkeit, mit welcher die Zelle Gene kopiert oder sogar den gesamten Chromosomensatz verdoppelt.

Eric Kool von der University of Rochester meint aber, mit seinen Versuchen zeigen zu können, daß in Wirklichkeit die Form der Basenpaare viel wichtiger ist als ihre chemischen Eigenschaften (Nature vom 17. Juni 1999). "Die Basen müssen räumlich zueinander passen, damit das Enzym Polymerase sie kopieren kann. 'Form' ermöglicht die Präzision des Vorgangs", sagt er.

Zu diesem Schluß kam Kool, als er zwei extrem unterschiedliche neue Basen synthetisiert und in das Erbmolekül eingebaut hatte, die einander so gut ergänzten, daß sie den Kopierprozeß von ansonsten normaler DNA nicht störten. Die eine "Base" bestand nur noch aus einem Proton, die andere war dafür doppelt so groß wie gewöhnliche Basen. Zwischen den beiden gab es keine Wasserstoffbrückenbindungen – alles was zählte, war die Form. "Es ist erstaunlich, daß die Enzyme sie als Teil des DNA-Moleküls ansehen und entsprechend mitkopieren, obwohl diese Basen völlig unterschiedlich aussehen – solange sie eben wie Puzzle-Teile gut zusammenpassen", erzählt Kool. "Nicht nur, daß Wasserstoffbrückenbindungen unnötig sind, um DNA zu kopieren, nicht einmal die üblichen Formen der Basen müssen eingehalten werden."

Die Ergebnisse dürften Biochemiker zum Umdenken bewegen. Doch Kool sucht auch einen praktischen Nutzen in den Resultaten. Da die häufigste Mutation im Körper der Ausfall einer einzelnen Base ist, könnte die doppelt so große synthetische Base die entstandene Lücke besetzen und vielleicht sogar durch Fluoreszenz den Ort der Veränderung anzeigen. Ein molekularer Spürhund für Mutationen.

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