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Lexikon der Biochemie: Cot

Cot, ein Maß für den Reassoziationsgrad einzelsträngiger DNA, die durch Hitzedenaturierung von Duplex-DNA (Hybridisierung) hergestellt wurde. Die zwei Parameter, die sich auf die Reassoziierung auswirken, sind: 1) die anfängliche Konzentration (Co) einzelsträngiger DNA und 2) die Zeit (t). Cot ist das Produkt dieser Parameter, d.h. Cot=Co (Mol Nucleotiden je Liter) × t (Sekunden). Ein geeigneter Weg, die Reassoziationsgeschwindigkeiten verschiedener DNAs zu vergleichen, ist der Cot1/2-Wert, der dem Cot-Wert entspricht, bei dem die Hälfte der DNA reassoziiert ist. Je niedriger Cot1/2 ist, desto größer ist die Geschwindigkeit, mit der die komplementären Stränge der DNA reassoziieren. Cot1/2-Werte stellen ein Instrument dar, Nucleotidsequenzen mit Tandemwiederholungen in eukaryontischer DNA zu entdecken. Wenn die Genom-DNA eines gegebenen Eukaryonten in Fragmente von durchschnittlich 1.000 bp-Längen gespalten wird, die dann durch Erhitzen auf 92-94°C in Einzelstränge denaturiert werden, sind die Cot1/2-Werte für die Reassoziierung von komplementären Paaren nicht gleich. Es lassen sich drei Kategorien unterscheiden: a) Ungefähr 10-15% der gesamten DNA reassoziiert sehr schnell (Cot1/2-Werte 0,01 oder kleiner), b) weitere 22-40 % reassoziieren langsamer (Cot1/2-Werte 0,01-10), während der Rest c) sehr langsam reassoziiert (Cot1/2-Werte 100-10.000).
Die erste dieser Kategorien besteht aus mehreren unterschiedlichen DNA-Arten, die sich alle aus vielen Tandemwiederholungen einer kurzen Nucleotidsequenz zusammensetzen. Die genaue Nucleotidsequenz, die wiederholt wird, hängt von der DNA-Art ab. Sie werden oft "simple sequence DNA" genannt und sind nahezu identisch mit der Satelliten-DNA. (Simple sequence DNA besteht aus Satelliten-DNA und "kryptischer Satelliten-DNA". Letztere besteht aus simple sequence DNA, die den gleichen G+C-Gehalt und deshalb die gleiche Schwimmdichte wie die zelluläre Haupt-DNA besitzt. Deshalb wird sie bei der Dichtegradientenzentrifugation nicht von der zellulären Haupt-DNA separiert, sondern bleibt in ihr versteckt. Im Gegensatz dazu trennt sich die "normale" Satelliten-DNA während der Dichtegradientenzentrifugation von der zellulären Haupt-DNA ab.)
Die zweite der genannten drei Kategorien besteht aus DNA-Arten, die sich wenig voneinander unterscheiden. Sie setzen sich alle aus Tausenden von Tandemwiederholungen langer Nucleotidsequenzen zusammen, die bei jeder DNA-Art verschieden sind. Diese wird gewöhnlich intermediate repeat DNA genannt.
Die dritte Kategorie setzt sich größtenteils aus single copy DNA zusammen, die aus Nucleotidsequenzen bestehen, die nur einmal im Genom vorkommen. Dies schließt Einzelgene ein, die für ein Protein codieren und spacer-DNA, deren Funktion unbekannt ist. Der Grund für die Unterschiede in den Cot1/2-Werten der drei DNA-Kategorien liegt darin, dass die komplementären Stränge um so leichter reassoziieren, je weniger "zufällig" die Nucleotidsequenz ist (d.h. je mehr kurze identische Wiederholungen sie hat).

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