Falsch verwunden

News: Falsch verwunden

Wie ein spiraliges Telefonkabel ist die DNA in unseren Zellkernen zu einer rechtsgängigen Helix verdrillt. In Präparationen haben Wissenschaftler schon vor zwanzig Jahren auch anders herum gewundene DNA gefunden. Selbst in aktuellen Lehrbüchern der Genetik wird noch bezweifelt, daß diese 'falsch gedrehte' Version in lebenden Zellen überhaupt vorkommt. Neue Ergebnisse lassen dagegen den Schluß zu, daß die sogenannte Z-Form durchaus eine wichtige Rolle bei den Lebenvorgängen im Zellkern spielt.

Es war in den siebziger Jahren, als Alexander Rich und seine Kollegen vom Massachusetts Institute of Technology erstaunt entdeckten, daß die DNA in ihrem Kristall ungewöhnlich geformt war: Statt eine rechtsgedrehte Helix zu bilden, wie Watson und Crock sie bereits 1953 beschrieben hatten, wand sich das Molekül links herum.

Spätere Experimente zeigten, daß DNA diese sogenannte Z-Form im Reagenzglas besonders dann einnimmt, wenn die beiden Typen von Bausteinen – Purin- und Pyrimidinbasen – abwechselnd im Strang eingebaut sind. Ob diese ungewöhnliche Form allerdings eine Laborkuriosität darstellt oder biologisch relevant ist, blieb lange Zeit ungeklärt.

In einem Artikel in Science vom 11. Juni 1999 kommt Rich der Lösung dieser Frage einen bedeutenden Schritt näher. Er beschreibt, wie ein bestimmtes Enzym sehr spezifisch an Z-DNA bindet. Das Enzym ist an der Synthese eines Proteins beteiligt, welches im Gehirn unter anderem als Bindestelle für Serotonin wirkt. Es ist eng verwandt mit einer Familie von Proteinen, die an "normale" rechtsgewundene DNA bindet.

Die Z-Struktur wird nur vorübergehend angenommen, wenn Gene auf der DNA aktiviert werden. Dabei entwindet ein Enzym-Komplex die gewöhnliche DNA, um eine Arbeitskopie der Gene anzufertigen. Die Kopiermaschinerie liest nach und nach die Information ab und läßt dabei entwundene DNA hinter sich zurück. Abschnitte mit der entsprechenden Folge von Bausteinen nehmen automatisch die Z-Form ein. Erst wenn die Kopierarbeit beendet ist, entspannen Enzyme die DNA wieder und bringen sie in ihre rechtsgängige Konfiguration.

Der Heidelberger Verlag Spektrum der Wissenschaft ist Betreiber dieses Portals. Seine Online- und Print-Magazine, darunter »Spektrum der Wissenschaft«, »Gehirn&Geist« und »Spektrum – Die Woche«, berichten über aktuelle Erkenntnisse aus der Forschung.