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 Neues Labor für die Aufbautechnik von ultradünnen Mikrosystemen
21.02.2017 | Hahn-Schickard

nachricht 36 Forschungsprojekte zu Big Data
21.02.2017 | Schweizerischer Nationalfonds SNF

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: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Im Focus: Innovative Antikörper für die Tumortherapie

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig von diesen teuren Medikamenten profitieren, wird intensiv an deren Verbesserung gearbeitet. Forschern um Prof. Thomas Valerius an der Christian Albrechts Universität Kiel gelang es nun, innovative Antikörper mit verbesserter Wirkung zu entwickeln.

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig...

Im Focus: Durchbruch mit einer Kette aus Goldatomen

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des Wärmetransportes

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des...

Im Focus: Breakthrough with a chain of gold atoms

In the field of nanoscience, an international team of physicists with participants from Konstanz has achieved a breakthrough in understanding heat transport

In the field of nanoscience, an international team of physicists with participants from Konstanz has achieved a breakthrough in understanding heat transport

Im Focus: Hoch wirksamer Malaria-Impfstoff erfolgreich getestet

Tübinger Wissenschaftler erreichen Impfschutz von bis zu 100 Prozent – Lebendimpfstoff unter kontrollierten Bedingungen eingesetzt

Tübinger Wissenschaftler erreichen Impfschutz von bis zu 100 Prozent – Lebendimpfstoff unter kontrollierten Bedingungen eingesetzt

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Der Lkw der Zukunft kommt ohne Fahrer aus

21.02.2017 | Veranstaltungen

Physikerinnen und Physiker diskutieren in Bremen über aktuelle Grenzen der Physik

21.02.2017 | Veranstaltungen

Kniffe mit Wirkung in der Biotechnik

21.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rittal vereinbart mit den Betriebsräten Sozialpläne

21.02.2017 | Unternehmensmeldung

Der Lkw der Zukunft kommt ohne Fahrer aus

21.02.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Zur Sprache gebracht: Und das intelligente Haus „hört zu“

21.02.2017 | Messenachrichten