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 Waldrand oder mittendrin: Das Erbgut von Mausmakis unterscheidet sich je nach Lebensraum
19.07.2018 | Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover

nachricht Infrarotsensor als neue Methode für die Wirkstoffentwicklung
19.07.2018 | Ruhr-Universität Bochum

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: Superscharfe Bilder von der neuen Adaptiven Optik des VLT

Das Very Large Telescope (VLT) der ESO hat das erste Licht mit einem neuen Modus Adaptiver Optik erreicht, die als Lasertomografie bezeichnet wird – und hat in diesem Rahmen bemerkenswert scharfe Testbilder vom Planeten Neptun, von Sternhaufen und anderen Objekten aufgenommen. Das bahnbrechende MUSE-Instrument kann ab sofort im sogenannten Narrow-Field-Modus mit dem adaptiven Optikmodul GALACSI diese neue Technik nutzen, um Turbulenzen in verschiedenen Höhen in der Erdatmosphäre zu korrigieren. Damit ist jetzt möglich, Bilder vom Erdboden im sichtbaren Licht aufzunehmen, die schärfer sind als die des NASA/ESA Hubble-Weltraumteleskops. Die Kombination aus exquisiter Bildschärfe und den spektroskopischen Fähigkeiten von MUSE wird es den Astronomen ermöglichen, die Eigenschaften astronomischer Objekte viel detaillierter als bisher zu untersuchen.

Das MUSE-Instrument (kurz für Multi Unit Spectroscopic Explorer) am Very Large Telescope (VLT) der ESO arbeitet mit einer adaptiven Optikeinheit namens GALACSI. Dabei kommt auch die Laser Guide Stars Facility, kurz ...

Im Focus: Diamant – ein unverzichtbarer Werkstoff der Fusionstechnologie

Forscher am KIT entwickeln Fenstereinheiten mit Diamantscheiben für Fusionsreaktoren – Neue Scheibe mit Rekorddurchmesser von 180 Millimetern

Klimafreundliche und fast unbegrenzte Energie aus dem Fusionskraftwerk – für dieses Ziel kooperieren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weltweit. Bislang...

Im Focus: Wiener Forscher finden vollkommen neues Konzept zur Messung von Quantenverschränkung

Quantenphysiker/innen der ÖAW entwickelten eine neuartige Methode für den Nachweis von hochdimensional verschränkten Quantensystemen. Diese ermöglicht mehr Effizienz, Sicherheit und eine weitaus geringere Fehleranfälligkeit gegenüber bisher gängigen Mess-Methoden, wie die Forscher/innen nun im Fachmagazin „Nature Physics“ berichten.

Die Vision einer vollständig abhörsicheren Übertragung von Information rückt dank der Verschränkung von Quantenteilchen immer mehr in Reichweite. Wird eine...

Im Focus: Was passiert, wenn wir das Atomgitter eines Magneten plötzlich aufheizen?

„Wir haben jetzt ein klares Bild davon, wie das heiße Atomgitter und die kalten magnetischen Spins eines ferrimagnetischen Nichtleiters miteinander ins Gleichgewicht gelangen“, sagt Ilie Radu, Wissenschaftler am Max-Born-Institut in Berlin. Das internationale Forscherteam fand heraus, dass eine Energieübertragung sehr schnell stattfindet und zu einem neuartigen Zustand der Materie führt, in dem die Spins zwar heiß sind, aber noch nicht ihr gesamtes magnetisches Moment verringert haben. Dieser „Spinüberdruck“ wird durch wesentlich langsamere Prozesse abgebaut, die eine Abgabe von Drehimpuls an das Gitter ermöglichen. Die Forschungsergebnisse sind jetzt in "Science Advances" erschienen.

Magnete faszinieren die Menschheit bereits seit mehreren tausend Jahren und sind im Zeitalter der digitalen Datenspeicherung von großer praktischer Bedeutung....

Im Focus: Erste Beweise für Quelle extragalaktischer Teilchen

Zum ersten Mal ist es gelungen, die kosmische Herkunft höchstenergetischer Neutrinos zu bestimmen. Eine Forschungsgruppe um IceCube-Wissenschaftlerin Elisa Resconi, Sprecherin des Sonderforschungsbereichs SFB1258 an der Technischen Universität München (TUM), liefert ein wichtiges Indiz in der Beweiskette, dass die vom Neutrino-Teleskop IceCube am Südpol detektierten Teilchen mit hoher Wahrscheinlichkeit von einer Galaxie in vier Milliarden Lichtjahren Entfernung stammen.

Um andere Ursprünge mit Gewissheit auszuschließen, untersuchte das Team um die Neutrino-Physikerin Elisa Resconi von der TU München und den Astronom und...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Stadtklima verbessern, Energiemix optimieren, sauberes Trinkwasser bereitstellen

19.07.2018 | Veranstaltungen

Innovation – the name of the game

18.07.2018 | Veranstaltungen

Wie geht es unserer Ostsee? Ein aktueller Zustandsbericht

17.07.2018 | Veranstaltungen

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

Europaweit erste Patientin mit neuem Hybridgerät zur Strahlentherapie behandelt

19.07.2018 | Medizintechnik

Waldrand oder mittendrin: Das Erbgut von Mausmakis unterscheidet sich je nach Lebensraum

19.07.2018 | Biowissenschaften Chemie

Automatisiertes Befüllen von Regalen im Einzelhandel

19.07.2018 | Verkehr Logistik

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