Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Mechanismus zur Entstehung von Mutationen

22.07.2010
Konstanzer Graduiertenschule erforschte den häufigsten Replikationsfehler der DNA

Eine interdisziplinäre Forschungsgruppe der Universität Konstanz entschlüsselte den am häufigsten auftretenden Erbgutschaden und brachte Licht in die intrinsische Instabilität der DNA.

Die Wissenschaftler der Konstanzer Graduiertenschule Chemische Biologie gewannen grundlegende Einsichten in den biochemischen Mechanismus, der einen hochgradig mutagenen Replikationsfehler in den Zellen hervorruft und unter anderem eine Ursache von Zellmutationen wie Krebs sein kann.

Wann immer sich Zellen teilen, müssen die vier Bausteine der DNA – die Nukleobasen Adenin, Thymin, Cytosin und Guanin – dupliziert werden. „Die Abfolge dieser Bausteine bestimmt das Leben“, erklärt Andreas Marx, Professor für Organische und Zelluläre Chemie an der Universität Konstanz. Circa 10.000mal am Tag gehen jedoch in der Zelle solche Erbgutbausteine verloren und müssen durch die Informationen des gegenüberliegenden DNA-Strangs wiederhergestellt werden.

Geschieht diese Schädigung der DNA allerdings mitten im Zellteilungsprozess, kann die Reparatur der Zellinformation nicht mehr greifen. Die DNA behilft sich in diesem Fall damit, dass sie in ihrem Verdopplungsprozess gegenüber einer solchen Leerstelle bevorzugt die Base Adenin einbaut: Es kommt damit jedoch zur Vertauschung der Basenreihenfolge; die ursprüngliche genetische Information geht verloren, Mutationen sind häufig die Folge.

„Es wurde nie verstanden, warum Adenin eingebaut wird“, erklärt Andreas Marx, der gemeinsam mit den Professoren Kay Diederichs und Wolfram Welte der Universität Konstanz diesen grundlegenden Mechanismus analysiert hat: „Bisher wurde immer gedacht, es seien die intrinsischen Eigenschaften von Adenin, die dies bewirken.“ Die Biologen, Chemiker und Life-Science-Forscher der Konstanzer Graduiertenschule zeichnen mit ihren Ergebnissen jedoch ein anderes Bild: „Was wir gefunden haben, ist völlig überraschend und entgegen der bisherigen Lehrmeinung“, erläutert Andreas Marx: „Es ist nicht das Intrinsische von Adenin, sondern es ist die Proteinumgebung, die die Auswahl der eingebauten Basen bestimmt.“ Die Proteinumgebung bildet an der entstandenen Leerstelle eine Proteinseitenkette als Ersatzstoff für die verlorengegangene Information aus. Die Stelle, die einst der verschwundene basische Baustein innehatte, wird somit von einer Proteinseitenkette eingenommen.

In ihrer Veröffentlichung im Wissenschaftsjournal „EMBO“ zeigen die Forscher der Graduiertenschule, wie dieser biologische Mechanismus insofern modifiziert werden könnte, dass er die verlorengegangenen Bausteine selektiv ergänzt, anstatt geradlinig Adenin einzubauen und eine Zellmutation zu riskieren. Indem sie die Aminosäure Tyrosin durch Tryptophan austauschen, bewirken sie eine differenzierte Wiederherstellung der verlorenen Stoffe. „Wir zeigen dem Enzym einen Weg auf, wie es ohne Fehler selektiv die verlorengegangenen Informationen synthetisieren kann“, konstatiert Andreas Marx.

Die Graduiertenschule Chemische Biologie wird seit Oktober 2007 im Rahmen der Exzellenzinitiative des Bundes und der Länder gefördert.

Originalveröffentlichung:
The EMBO Journal (2010), Ausgabe 29, S. 1738-1747
Kontakt:
Professor Dr. Andreas Marx
Universität Konstanz
Organische Chemie / Zelluläre Chemie
Universitätsstraße 10
78464 Konstanz
Telefon: 07531 / 88 - 5139
E-Mail: Andreas.Marx@uni-konstanz.de

Julia Wandt | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-konstanz.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Interdisziplinäre Forschung:

nachricht Lösung gegen Schwefelsäureangriff auf Abwasseranlagen
23.02.2018 | Technische Universität Graz

nachricht Forschende der Uni Kiel entwickeln extrem empfindliches Sensorsystem für Magnetfelder
15.02.2018 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Interdisziplinäre Forschung >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Good vibrations feel the force

Eine Gruppe von Forschern um Andrea Cavalleri am Max-Planck-Institut für Struktur und Dynamik der Materie (MPSD) in Hamburg hat eine Methode demonstriert, die es erlaubt die interatomaren Kräfte eines Festkörpers detailliert auszumessen. Ihr Artikel Probing the Interatomic Potential of Solids by Strong-Field Nonlinear Phononics, nun online in Nature veröffentlich, erläutert, wie Terahertz-Laserpulse die Atome eines Festkörpers zu extrem hohen Auslenkungen treiben können.

Die zeitaufgelöste Messung der sehr unkonventionellen atomaren Bewegungen, die einer Anregung mit extrem starken Lichtpulsen folgen, ermöglichte es der...

Im Focus: Good vibrations feel the force

A group of researchers led by Andrea Cavalleri at the Max Planck Institute for Structure and Dynamics of Matter (MPSD) in Hamburg has demonstrated a new method enabling precise measurements of the interatomic forces that hold crystalline solids together. The paper Probing the Interatomic Potential of Solids by Strong-Field Nonlinear Phononics, published online in Nature, explains how a terahertz-frequency laser pulse can drive very large deformations of the crystal.

By measuring the highly unusual atomic trajectories under extreme electromagnetic transients, the MPSD group could reconstruct how rigid the atomic bonds are...

Im Focus: Verlässliche Quantencomputer entwickeln

Internationalem Forschungsteam gelingt wichtiger Schritt auf dem Weg zur Lösung von Zertifizierungsproblemen

Quantencomputer sollen künftig algorithmische Probleme lösen, die selbst die größten klassischen Superrechner überfordern. Doch wie lässt sich prüfen, dass der...

Im Focus: Developing reliable quantum computers

International research team makes important step on the path to solving certification problems

Quantum computers may one day solve algorithmic problems which even the biggest supercomputers today can’t manage. But how do you test a quantum computer to...

Im Focus: Innovation im Leichtbaubereich: Belastbares Sandwich aus Aramid und Carbon

Die Entwicklung von Leichtbaustrukturen ist eines der zentralen Zukunftsthemen unserer Gesellschaft. Besonders in der Luftfahrtindustrie und in anderen Transportbereichen sind Leichtbaustrukturen gefragt. Sie ermöglichen Energieeinsparungen und reduzieren den Ressourcenverbrauch bei Treibstoffen und Material. Zum Einsatz kommen dabei Verbundmaterialien in der so genannten Sandwich-Bauweise. Diese bestehen aus zwei dünnen, steifen und hochfesten Deckschichten mit einer dazwischen liegenden dicken, vergleichsweise leichten und weichen Mittelschicht, dem Sandwich-Kern.

Aramidpapier ist ein etabliertes Material für solche Sandwichkerne. Sein mechanisches Strukturversagen ist jedoch noch unzureichend erforscht: Bislang fehlten...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Spannungsfeld Elektromobilität

23.02.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2018

21.02.2018 | Veranstaltungen

Tag der Seltenen Erkrankungen – Deutsche Leberstiftung informiert über seltene Lebererkrankungen

21.02.2018 | Veranstaltungen

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

Von festen Körpern und Philosophen

23.02.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Good vibrations feel the force

23.02.2018 | Physik Astronomie

Empa zeigt «Tankstelle der Zukunft»

23.02.2018 | Messenachrichten

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