Die 'Quantenraupe'

News: Die 'Quantenraupe'

Bisher ist wenig bekannt über die winzigen, äußerst wichtigen Maschinen, welche die DNA in jeder Zelle intakt erhalten. Nun haben Wissenschaftler bei Untersuchungen am RecBC-Enzym Erstaunliches entdeckt: Das winzige Molekül macht nicht nur für seine Größe riesige Schritte, es bewegt sich auch noch raupenartig vorwärts - was ihm den Spitznamen 'Quantenraupe' einbrachte.

Das Enzym RecBC aus dem Bakterium Escherichia coli ist eine Art winziger molekularer Motor, der eine Größe von nur wenigen Nanometern besitzt. Die kleine Maschine bewegt sich in den Zellen an der DNA entlang, wobei sie die beiden Hälften des strickleiterförmigen Moleküls voneinander trennt, um die Reparatur der einzelnen Sprossen – der Basen –, homologe Rekombination oder das Ablesen der Erbinformation zu ermöglichen.

Die meisten Wissenschaftler, die auf dem Gebiet der DNA forschen, erwarteten, dass sich das Enzym bei der Verrichtung seiner Arbeit um jeweils ein bis fünf Nukleotide vorwärts bewegt – was eine gewaltige Strecke für ein Enzym darstellt. Aber RecBC macht offenbar einen sehr viel größeren Schritt, wie die Mikrobiologen Stephen Kowalczykowski und Piero Bianco von der University of Californiain Davis in Nature vom 18. Mai 2000 berichten. Das Enzym nimmt ganze 23 Sprossen auf einen Satz.

Für diese Anstrengung benötigt es vermutlich eine Menge Energie. Die neuen Erkenntnisse zwingen Wissenschaftler daher, zu überdenken, wie solche Enzyme die zellulären Energiequellen nutzen. Die Forscher entdeckten weiterhin, dass RecBC nicht nur einen außergewöhnlich großen Schritt, sondern auch eine besondere Gangart besitzt. Das vordere Ende des Enzyms bewegt sich um 23 Nukleotide, verankert sich dann in der DNA und zieht sein "Hinterteil" nach, wobei es die DNA ähnlich wie ein Pflug auftrennt. Wegen seiner merkwürdigen Fortbewegungsweise nennen die Wissenschaftler RecBC die "Quantenraupe". "Alles in allem werden die Kenntnisse über dieses Protein uns stark weiterhelfen, die Mechanismen zu verstehen, welche die Chromosomen intakt halten und Fehler im Erbmaterial korrigieren", meint Kowalczykowski.

Siehe auch

Spektrum Ticker vom 4.8.1999
"Schlamperei als letzte Rettung"
Spektrum Ticker vom 28.4.1998
"DNA-Reparatur in lebenden Zellen"
(nur für Ticker-Abonnenten zugänglich)

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