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Hightech-Analyse: Wie die Natur unsere DNA optimal verstaut

DNA-MolekülLaden...
© European Molecular Biology Lab / Erasmus University Medical Center
Wie die Natur unsere DNA optimal verstaut

Hinter dieser Animation eines winzigen, gerade einmal gut 20 Nanometer langen DNA-Abschnitts stecken rund 17 Jahre mühsamer Detailarbeit: So lange mussten Wissenschaftler tüfteln, um die Platz sparende Ordnungsstruktur unseres Erbgutmoleküls in allen wünschenswerter Details zu verstehen. Sie sorgt dafür, dass der insgesamt etwa zwei Meter lange DNA-Molekülfaden unseres eigenen Erbguts 100 000-fach komprimiert in den zehn Mikrometer breiten Zellkern passt – und dabei trotzdem bei Bedarf weiter problemlos abgelesen werden kann.

Das Erbgut wird dabei durch genau acht hierarchisch aufeinander folgende Verpackungsschritte immer kompakter: Zunächst verdrillen sich die DNA-Fäden zur Doppelhelix, die sich um eine Nukleosom-Proteinspindel wickelt, die sich zu Perlenketten reihen … und so weiter, bis hin zu den bekannten mobilen Verpackungseinheiten der Zelle, den Chromosomen. Was allerdings bei "und so weiter" genau geschieht, ist erst jetzt von Forschern des EMBL in Heidelberg und des Erasmus University Medical Center mit viel Hightech, mathematischer Simulation und enormer Computerpower veranschaulicht worden: Wie im Video zu erkennen, ordnen sich DNA-Perlenketten zu Rosettenstrukturen mit 30 000 bis 100 000 Basenpaaren langen Schlaufen, die miteinander über kurze, gerade Abschnitte verbunden sind. Die 3-D-Anordnung des Genoms sei endlich entschlüsselt – was dem Verständnis der Dynamik des Verpackens und Entfaltens sowie genetischer Erkrankungen sicher dienen werde, freuen sich die Beteiligten.

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