Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Körperzellen - unverwüstlichkeit durch Improvisation

20.01.2004


Unsere Zellen sind erfinderisch wenn es darum geht, DNS zu duplizieren, selbst wenn sie beschädigt ist



Millionen Zellen teilen sich täglich in unserem Körper um abgenutzte Zellen zu ersetzen. Um dies zu erreichen, muss ihr DNS zunächst kopiert werden. Eine neue Studie des Weizmann Instituts zeigt, dass die Moleküle, die sich DNS-Polymerasen nennen und die Aufgabe haben DNS zu kopieren, improvisieren können, um dieses äußerst wichtige Ziel zu erreichen. Diese neue Einsicht in die Replikation und Reparatur von DNS könnte bei der Diagnose und Behandlung von Krankheiten behilflich sein, die mit beschädigter DNS zu tun haben (wie z.B. bei Krebs). Die überraschenden Forschungsergebnisse wurden in der Ausgabe vom 9. Dezember von Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), USA, veröffentlicht.



DNS-Polymerasen bewegen sich entlang der DNS, produzieren jedes Mal dann neue "Duplikate" der DNS, wenn sich eine Zelle teilt. Auf diese Weise wird genetische Information durch unseren Körper und von einer Generation zur nächsten weitergegeben. Problematisch wird es, sobald die DNS beschädigt ist (wegen Zigarettenrauch, Röntgenstrahlung oder bestimmte körpereigene Reaktionen). Obwohl unser Körper spezielle Enzyme besitzt, die die DNS reparieren, bleiben einige Schäden unbemerkt - und die DNS-Polymerasen kommen zum Einsatz.

Prof. Zvi Livneh und Doktorandin Ayelet Maor-Shoshani von der Abteilung für Biochemie haben einen DNS-Strang (von E. Coli-Bakterien) aufgespalten und fremdes Material - das aus Rohölsubstanzen besteht -zwischen beiden Enden eingefügt. Wie erwartet, hörte die normale DNS-Polymerase auf zu arbeiten, als es auf das fremde Material stieß. Die Wissenschaftler stellten überrascht fest, dass eine spezialisierte DNS-Polymerase einsprang, um den feststeckenden Duplikationprozess zu retten und das Kopierverfahren fortzusetzen, wobei es nicht existierende, genetische Komponenten in das "Duplikat" eingab, sobald es auf das Fremdmaterial stieß. Dies ist vergleichbar mit einer Person, die ein paar Worte eines Liedes vergessen hat und schnell neue Worte erfindet und einfügt, um dann weiter singen zu können.

In einem anderen Fall übersprang eine spezialisierte DNS-Polymerase das Fremdmaterial oder entfernte es sogar, woraufhin sie dann dazu imstande war, ganz gewöhnlich weiterzuarbeiten. "Dies zeigt die außergewöhnliche Fähigkeit einer Zelle sich zu reproduzieren," sagt Livneh. "und es verleiht die Hoffnung, dass unser Körper sogar mit extremen Arten von Chemikalien, die versehentlich in unsere DNS eingeführt werden, fertig werden kann." Zwar stimmt es, dass DNS-Polymerasen durch Improvisieren einer Melodie Irrtümer in der DNS neuer Zellen (z.B. -Mutationen) hervorrufen können, aber Livneh erklärt, dass der Körper durchaus nicht alle Zellen mit beschädigter DNS sterben lassen kann, weil es davon zu viele gibt. "Nur wenn ein sehr großer Schaden in der DNS vorliegt, passiert es, dass die Zellen-Maschinerie `aufgibt´ und Zellen absterben lässt."

Prof. Zvi Livnehs Forschung wird finanziert vom M.D. Moross Institute for Krebsforschung, dem Levine Institute of Applied Science, dem Dr. Josef Cohn Minerva Center for Biomembrane Research, dem Dolfi and Lola Ebner Center for Biochemical Research und dem J & R Center for Scientific Research. Prof. Livneh hält den Maxwell-Ellis-Professoren-Lehrstuhl für Biochemie.

Ariela Rosen | idw
Weitere Informationen:
http://wis-wander.weizmann.ac.il

Weitere Berichte zu: DNS DNS-Polymerase DNS-Polymerasen

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Pflanzen gegen Staunässe schützen
17.10.2017 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

nachricht Erweiterung des Lichtwegs macht winzige Strukturen in Körperzellen sichtbar
17.10.2017 | Georg-August-Universität Göttingen

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: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Im Focus: Neutron star merger directly observed for the first time

University of Maryland researchers contribute to historic detection of gravitational waves and light created by event

On August 17, 2017, at 12:41:04 UTC, scientists made the first direct observation of a merger between two neutron stars--the dense, collapsed cores that remain...

Im Focus: Breaking: the first light from two neutron stars merging

Seven new papers describe the first-ever detection of light from a gravitational wave source. The event, caused by two neutron stars colliding and merging together, was dubbed GW170817 because it sent ripples through space-time that reached Earth on 2017 August 17. Around the world, hundreds of excited astronomers mobilized quickly and were able to observe the event using numerous telescopes, providing a wealth of new data.

Previous detections of gravitational waves have all involved the merger of two black holes, a feat that won the 2017 Nobel Prize in Physics earlier this month....

Im Focus: Topologische Isolatoren: Neuer Phasenübergang entdeckt

Physiker des HZB haben an BESSY II Materialien untersucht, die zu den topologischen Isolatoren gehören. Dabei entdeckten sie einen neuen Phasenübergang zwischen zwei unterschiedlichen topologischen Phasen. Eine dieser Phasen ist ferroelektrisch: das bedeutet, dass sich im Material spontan eine elektrische Polarisation ausbildet, die sich durch ein äußeres elektrisches Feld umschalten lässt. Dieses Ergebnis könnte neue Anwendungen wie das Schalten zwischen unterschiedlichen Leitfähigkeiten ermöglichen.

Topologische Isolatoren zeichnen sich dadurch aus, dass sie an ihren Oberflächen Strom sehr gut leiten, während sie im Innern Isolatoren sind. Zu dieser neuen...

Im Focus: Smarte Sensoren für effiziente Prozesse

Materialfehler im Endprodukt können in vielen Industriebereichen zu frühzeitigem Versagen führen und den sicheren Gebrauch der Erzeugnisse massiv beeinträchtigen. Eine Schlüsselrolle im Rahmen der Qualitätssicherung kommt daher intelligenten, zerstörungsfreien Sensorsystemen zu, die es erlauben, Bauteile schnell und kostengünstig zu prüfen, ohne das Material selbst zu beschädigen oder die Oberfläche zu verändern. Experten des Fraunhofer IZFP in Saarbrücken präsentieren vom 7. bis 10. November 2017 auf der Blechexpo in Stuttgart zwei Exponate, die eine schnelle, zuverlässige und automatisierte Materialcharakterisierung und Fehlerbestimmung ermöglichen (Halle 5, Stand 5306).

Bei Verwendung zeitaufwändiger zerstörender Prüfverfahren zieht die Qualitätsprüfung durch die Beschädigung oder Zerstörung der Produkte enorme Kosten nach...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Dezember 2017

17.10.2017 | Veranstaltungen

Intelligente Messmethoden für die Bauwerkssicherheit: Fachtagung „Messen im Bauwesen“ am 14.11.2017

17.10.2017 | Veranstaltungen

Meeresbiologe Mark E. Hay zu Gast bei den "Noblen Gesprächen" am Beutenberg Campus in Jena

16.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

17.10.2017 | Informationstechnologie

Pflanzen gegen Staunässe schützen

17.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Den Trends der Umweltbranche auf der Spur

17.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz