Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

RUB-Chemiker kopieren DNA-Bausteine

21.11.2002


Bochumer Chemikern um Prof. Dr. Günter von Kiedrowski ist es erstmals gelungen, einen verzweigten DNA-Baustein mit drei Armen zu kopieren: DNA-Einzelstränge lagern sich an die einzelnen Arme an, ein zusätzliches Molekül, das an den einander zugewandten Enden andockt, erzeugt eine stabile Kopie des Bausteins. Mit dieser Methode lassen sich große Mengen solcher Nanobausteine herstellen, mit denen Nanoobjekte, wie z.B. ein Tetraeder, aufgebaut werden können. Über die Ergebnisse berichtet das Forschungsmagazin NATURE in seiner Ausgabe vom 21. November 2002.


Templatgesteuertes Tris-Linking (oben: Bausteine mit Tris-Linker (grün). Mitte: Die einander zugewandten Enden der Einzelstränge werden vom Tris-Linker erkannt, durch die Verknüpfung durch den Linker (unten) entsteht eine stabile Kopie des Templats



DNA geht einfachste vorhersagbare Bindungen ein



Die Rolle der DNA als Träger des genetischen Codes ist nicht nur auf biologische Systeme beschränkt: So setzen Wissenschaftler sie z. B. in der Nanotechnologie ein um Strukturelemente im Nanometerbereich herzustellen. Dafür eignet sich die DNA deshalb so gut, weil sich ihre Bestandteile, die Basen, vorhersagbar an die jeweils komplementären Partner binden (Watson-Crick Basenpaarung).

Stabile Kopien von Nano-Bausteinen

Diesen Effekt machten sich nun die Forscher für das so genannte "Tris-Linking" zunutze: Sie nahmen als Ausgangsprodukt einen DNA-Baustein aus drei einzelnen Strängen, die in der Mitte durch ein verbindendes Molekül zusammengehalten werden. In der Natur kommen solche Formationen nicht vor. Diesem Gebilde fügten sie drei einzelne, verschiedene DNA-Stränge hinzu (A, B, C). Diese steuerten nun zielstrebig ihren jeweils komplementären Partnerstrang an und wurden so an die Vorlage (das Templat) gebunden. Um die Kopie des Ur-Bausteins zu generieren, fügten die Forscher wiederum ein verbindendes Molekül - den so genannten Tris-Linker - hinzu, das an die einander zugewandten Enden der drei Stränge andockte. Die Kopie des Templats lässt sich nun als Ganzes von der Vorlage lösen: Es entsteht wiederum ein dreiarmiges Gebilde, das genau die unterschiedlichen Arme A, B und C enthält. Bei einer ungesteuerten Synthese ohne Templat wären hingegen zehn unterschiedliche Produkte (AAA, AAB, AAC, usw.) entstanden.

Nanomaschinen bauen

Dieses Verfahren kann als Schlüsselschritt für die Replikation von sog. Nanomaschinen gesehen werden. Eine Nanomaschine setzt sich dann aus mehreren Nanobausteinen zusammen, ihre Eigenschaften werden durch eine zusätzliche Funktionalisierung der DNA-Bausteine mit z.B. Peptiden bestimmt. Solche Nanomaschinen können z. B. auf molekularer Ebene Zellen erkennen. In ferner Zukunft wollen die Forscher sie z. B. in der Medizin als Diagnose- oder Reparaturinstrument einsetzen.

Titelaufnahme

G. von Kiedrowski et al.: "Chemical copying of connectivity" In: Nature (London), 21. November 2002.

Weitere Informationen

Prof. Dr. Günter von Kiedrowski, Lehrstuhl für Organische Chemie I, Fakultät für Chemie der Ruhr-Universität Bochum, 44780 Bochum, Tel. 0234/32-23218, Fax: 0234/32-14355, E-Mail: kiedro@ernie.orch.ruhr-uni-bochum.de

Dr. Josef König | idw

Weitere Berichte zu: DNA-Baustein Molekül Nanomaschine Templat

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Aufschlussreiche Partikeltrennungen
20.07.2017 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

nachricht Bildgebung von entstehendem Narbengewebe
20.07.2017 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Molekulares Lego

Sie können ihre Farbe wechseln, ihren Spin verändern oder von fest zu flüssig wechseln: Eine bestimmte Klasse von Polymeren besitzt faszinierende Eigenschaften. Wie sie das schaffen, haben Forscher der Uni Würzburg untersucht.

Bei dieser Arbeit handele es sich um ein „Hot Paper“, das interessante und wichtige Aspekte einer neuen Polymerklasse behandelt, die aufgrund ihrer Vielfalt an...

Im Focus: Das Universum in einem Kristall

Dresdener Forscher haben in Zusammenarbeit mit einem internationalen Forscherteam einen unerwarteten experimentellen Zugang zu einem Problem der Allgemeinen Realitätstheorie gefunden. Im Fachmagazin Nature berichten sie, dass es ihnen in neuartigen Materialien und mit Hilfe von thermoelektrischen Messungen gelungen ist, die Schwerkraft-Quantenanomalie nachzuweisen. Erstmals konnten so Quantenanomalien in simulierten Schwerfeldern an einem realen Kristall untersucht werden.

In der Physik spielen Messgrößen wie Energie, Impuls oder elektrische Ladung, welche ihre Erscheinungsform zwar ändern können, aber niemals verloren gehen oder...

Im Focus: Manipulation des Elektronenspins ohne Informationsverlust

Physiker haben eine neue Technik entwickelt, um auf einem Chip den Elektronenspin mit elektrischen Spannungen zu steuern. Mit der neu entwickelten Methode kann der Zerfall des Spins unterdrückt, die enthaltene Information erhalten und über vergleichsweise grosse Distanzen übermittelt werden. Das zeigt ein Team des Departement Physik der Universität Basel und des Swiss Nanoscience Instituts in einer Veröffentlichung in Physical Review X.

Seit einigen Jahren wird weltweit untersucht, wie sich der Spin des Elektrons zur Speicherung und Übertragung von Information nutzen lässt. Der Spin jedes...

Im Focus: Manipulating Electron Spins Without Loss of Information

Physicists have developed a new technique that uses electrical voltages to control the electron spin on a chip. The newly-developed method provides protection from spin decay, meaning that the contained information can be maintained and transmitted over comparatively large distances, as has been demonstrated by a team from the University of Basel’s Department of Physics and the Swiss Nanoscience Institute. The results have been published in Physical Review X.

For several years, researchers have been trying to use the spin of an electron to store and transmit information. The spin of each electron is always coupled...

Im Focus: Das Proton präzise gewogen

Wie schwer ist ein Proton? Auf dem Weg zur möglichst exakten Kenntnis dieser fundamentalen Konstanten ist jetzt Wissenschaftlern aus Deutschland und Japan ein wichtiger Schritt gelungen. Mit Präzisionsmessungen an einem einzelnen Proton konnten sie nicht nur die Genauigkeit um einen Faktor drei verbessern, sondern auch den bisherigen Wert korrigieren.

Die Masse eines einzelnen Protons noch genauer zu bestimmen – das machen die Physiker um Klaus Blaum und Sven Sturm vom Max-Planck-Institut für Kernphysik in...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Operatortheorie im Fokus

20.07.2017 | Veranstaltungen

Technologietag der Fraunhofer-Allianz Big Data: Know-how für die Industrie 4.0

18.07.2017 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - September 2017

17.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

1,4 Millionen Euro für Forschungsprojekte im Industrie 4.0-Kontext

20.07.2017 | Förderungen Preise

Von photonischen Nanoantennen zu besseren Spielekonsolen

20.07.2017 | Physik Astronomie

Bildgebung von entstehendem Narbengewebe

20.07.2017 | Biowissenschaften Chemie