Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ein folgenschwerer "Seitensprung" unter Molekülen

21.10.2016

Ein Team um Chemikerin Leticia González an der Universität Wien beschäftigt sich schon länger mit dem Effekt von Sonnenlicht auf unterschiedliche Moleküle. In einer neuen Studie konnten sie nun den Mechanismus aufklären, der häufig zu Schäden an der DNA führt, dem Träger unserer Erbinformation. Dieser Schaden entsteht, wenn die in der DNA enthaltenen Molekülbausteine UV-Strahlung ausgesetzt werden und in Folge den falschen Partner finden. Mittels Computersimulationen konnte das Team zeigen, was sich bei diesem "Seitensprung" auf molekularer Ebene abspielt. Die Ergebnisse dazu erscheinen aktuell im renommierten "Journal of the American Chemical Society".

Egal, ob man sich im Sommer an den Strand legt oder am Berg spazieren geht, wir sind ständig der Sonne und dem Licht ihrer Strahlen ausgesetzt. Die Sonnenstrahlen dringen in unseren Körper ein und verursachen dabei Schäden in unseren Zellen, die auch gravierende Auswirkungen auf die DNA haben können.


Durch Einfluss von UV-Strahlung finden Nukleobasen, die Bausteine der DNA, manchmal den falschen Partner. Der Mechanismus dieses "Seitensprungs" konnte jetzt geklärt werden.

Copyright: Clemens Rauer, Universität Wien

Falscher Partner kann zu Hautkrebs führen

DNA ist ein sehr komplexes Molekül, welches in Form einer Doppelhelix vorliegt. Hierbei sind zwei lange, sich umeinander windende Stränge miteinander verbunden. Diese Verbindungen bestehen jeweils aus zwei Nukleobasen, die sich im jeweiligen Strang gegenüberliegen und von der Natur als Partner vorgesehen sind.

"Durch den Einfluss von UV-Licht können Nukleobasen jedoch zur Partnersuche angeregt werden. Sie zappeln wild auf der Stelle und lassen dabei auch einmal von ihrem ursprünglichen Partner ab", erklärt Leticia González, theoretische Chemikerin an der Universität Wien. Anstatt mit der gegenüberliegenden Nukleobase verbinden sie sich dann mit einer benachbarten rechts oder links von ihr. Nach der Verknüpfung zum falschen Partner kann die in der DNA gespeicherte Information nicht mehr richtig abgelesen werden, was zu schwerwiegende Folgen, wie etwa Hautkrebs, führen kann.

Verhalten der Moleküle simuliert

Der genaue molekulare Mechanismus dieser Verbindungen war bisher unbekannt. "Mit den durchgeführten quantenmechanischen Rechnungen haben wir es geschafft, den Bildungsprozess dieser DNA-Schäden nachzuvollziehen", schildert Clemens Rauer, Erstautor der Studie und "uni:docs Fellow" am Institut für Theoretische Chemie.

Da das Verhalten der Moleküle bei dem Sprung zur Seite so genau wie möglich beschrieben werden muss, hat das Team sehr zeit- und rechenintensive Simulationen durchgeführt, unter anderem am Supercomputer "Vienna Scientific Cluster". Die neu gewonnenen Informationen bilden nun den Grundstein für weitere Forschungen, um solche Schäden am Erbgut in Zukunft verhindern zu können.

Publikation im "Journal of the American Chemical Society"
"Cyclobutane Thymine Photodimerization Mechanism Revealed by Nonadiabatic Molecular Dynamics"
Clemens Rauer, Juan J. Nogueira, Philipp Marquetand, Leticia González. In: Journal of the American Chemical Society, 2016.
DOI:10.1021/jacs.6b06701

Wissenschaftlicher Kontakt
Univ.-Prof. Dr. Leticia González
Institut für Theoretische Chemie
Universität Wien
1090 Wien, Währinger Straße 17
T +43-1-4277-527 50
M +43-664-602 77-527 50
leticia.gonzalez@univie.ac.at

Rückfragehinweis
Stephan Brodicky
Pressebüro der Universität Wien
Forschung und Lehre
1010 Wien, Universitätsring 1
T +43-1-4277-175 41
stephan.brodicky@univie.ac.at

Offen für Neues. Seit 1365.
Die Universität Wien ist eine der ältesten und größten Universitäten Europas: An 19 Fakultäten und Zentren arbeiten rund 9.600 MitarbeiterInnen, davon 6.800 WissenschafterInnen. Die Universität Wien ist damit die größte Forschungsinstitution Österreichs sowie die größte Bildungsstätte: An der Universität Wien sind derzeit rund 94.000 nationale und internationale Studierende inskribiert. Mit über 175 Studien verfügt sie über das vielfältigste Studienangebot des Landes. Die Universität Wien ist auch eine bedeutende Einrichtung für Weiterbildung in Österreich. http://www.univie.ac.at

Stephan Brodicky | Universität Wien

Weitere Berichte zu: Chemical Society Hautkrebs Nukleobasen Seitensprung Strahlen dna

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wasserbewegung als Hinweis auf den Zustand von Tumoren
19.04.2018 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

nachricht Verbesserte Stabilität von Kunststoff-Leuchtdioden
19.04.2018 | Max-Planck-Institut für Polymerforschung

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: Verbesserte Stabilität von Kunststoff-Leuchtdioden

Polymer-Leuchtdioden (PLEDs) sind attraktiv für den Einsatz in großflächigen Displays und Lichtpanelen, aber ihre begrenzte Stabilität verhindert die Kommerzialisierung. Wissenschaftler aus dem Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPIP) in Mainz haben jetzt die Ursachen der Instabilität aufgedeckt.

Bildschirme und Smartphones, die gerollt und hochgeklappt werden können, sind Anwendungen, die in Zukunft durch die Entwicklung von polymerbasierten...

Im Focus: Writing and deleting magnets with lasers

Study published in the journal ACS Applied Materials & Interfaces is the outcome of an international effort that included teams from Dresden and Berlin in Germany, and the US.

Scientists at the Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) together with colleagues from the Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) and the University of Virginia...

Im Focus: Gammastrahlungsblitze aus Plasmafäden

Neuartige hocheffiziente und brillante Quelle für Gammastrahlung: Anhand von Modellrechnungen haben Physiker des Heidelberger MPI für Kernphysik eine neue Methode für eine effiziente und brillante Gammastrahlungsquelle vorgeschlagen. Ein gigantischer Gammastrahlungsblitz wird hier durch die Wechselwirkung eines dichten ultra-relativistischen Elektronenstrahls mit einem dünnen leitenden Festkörper erzeugt. Die reichliche Produktion energetischer Gammastrahlen beruht auf der Aufspaltung des Elektronenstrahls in einzelne Filamente, während dieser den Festkörper durchquert. Die erreichbare Energie und Intensität der Gammastrahlung eröffnet neue und fundamentale Experimente in der Kernphysik.

Die typische Wellenlänge des Lichtes, die mit einem Objekt des Mikrokosmos wechselwirkt, ist umso kürzer, je kleiner dieses Objekt ist. Für Atome reicht dies...

Im Focus: Gamma-ray flashes from plasma filaments

Novel highly efficient and brilliant gamma-ray source: Based on model calculations, physicists of the Max PIanck Institute for Nuclear Physics in Heidelberg propose a novel method for an efficient high-brilliance gamma-ray source. A giant collimated gamma-ray pulse is generated from the interaction of a dense ultra-relativistic electron beam with a thin solid conductor. Energetic gamma-rays are copiously produced as the electron beam splits into filaments while propagating across the conductor. The resulting gamma-ray energy and flux enable novel experiments in nuclear and fundamental physics.

The typical wavelength of light interacting with an object of the microcosm scales with the size of this object. For atoms, this ranges from visible light to...

Im Focus: Wie schwingt ein Molekül, wenn es berührt wird?

Physiker aus Regensburg, Kanazawa und Kalmar untersuchen Einfluss eines äußeren Kraftfeldes

Physiker der Universität Regensburg (Deutschland), der Kanazawa University (Japan) und der Linnaeus University in Kalmar (Schweden) haben den Einfluss eines...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungen

124. Internistenkongress in Mannheim: Internisten rücken Altersmedizin in den Fokus

19.04.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Juni 2018

17.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Nachhaltige und innovative Lösungen

19.04.2018 | HANNOVER MESSE

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Auf dem Weg zur optischen Kernuhr

19.04.2018 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics