ScienceBlog: Vernetzte DNA

ResearchBlogging.org UV-Licht und einige Chemikalien verfügen über die Eigenschaft, DNA-Stränge verknüpfen zu können, wodurch Strukturveränderungen entstehen, die im schlimmsten Fall einen DNA-Abschnitt unbrauchbar machen, wenn die Verlinkung nicht mehr aufgelöst wird. Dass dieser Umstand für die Zelle bzw. den Organismus nicht sonderlich vorteilhaft ist, ist sicherlich einleuchtend. Wie der UV-induzierte Verknüpfung aufgelöst werden kann, ist schon recht lange bekannt, da hier meistens Thymidin-Dimere oder sogenannte 4-6-Addukte zwischen C- und G-Basen entstehen. Die dafür nötigen Enzyme sind werden Photolyasen genannt, da auch diese wiederum lichtabhängig arbeiten, was durchaus Sinn macht.
Anders sieht es allerdings aus, wenn die Verknüpfung mehr oder weniger “wild” von Statten geht, wie das bei Chemikalien der oft Fall ist. Die nun veröffentlichte Arbeit von Räschle et al. wurde zu einem guten Teil bei uns in der Arbeitsgruppe angefertigt, da der Firstautor seit Anfang des Jahres bei uns zu Gast ist. Als System wurden Xenopus Ei-Extrakte verwendet, in die verschiedene chemisch verknüpfte Plasmide gegeben wurden (unter anderem auch mit Cis-Platin verknüpfte, ein Therapeutikum in der Krabstherapie). Anschließend wurde das Verhalten dieser Plasmide beobachtet während der Extrakt einen Replikationszyklus durchläuft. Soweit zum Setup.
Natürlich gab es einige Theorien und Vorhersagen von verschiedenen Leuten, wie das nun alles ablaufen könnte, es hat sich aber im Versuch gezeigt, dass die Reperatur unbedingt abhängig von DNA-Replikation ist. Depletiert man die dafür nötige DNA-Polymerase Zeta, die schon bekannte Funktionen in DNA-Reperatur besitzt, kann die Verknüpfung nicht mehr aufgelöst werden. Der Mechanismus an sich ist auch recht interessant und die Autoren haben sogar eine sehr genaue zeitliche Abfolge erstellt, allerdings will ich euch das ersparen, da das schon sehr speziell ist.
Logisch kann man die Kopplung an DNA-Replikation erklären, da so eine Verknüpfung in einem Organsimus natürlich nur zellweise auftritt und nicht überall. Solange nur eine Zelle davon betroffen ist, ist das (relativ) egal und diese könnte auch absterben und durch eine andere ersetzt werden. Hat die Zelle aber selbst wichtige Funktionen z.B. als Vorläuferzelle und muss sich weiterhin teilen, so sollte der gestörte DNA-Abschnitt natürlich wieder in vollständiger, richtiger Form vorliegen. Der Link zur DNA-Replikation erspart also unnötigen Energieverbraucht für den Organsimus, da nicht in jeder betroffenen Zelle eine Reperatur stattfindet, sondern nur in den teilungsfähigen Zellen.
Natürlich lässt sich nicht ausschließen, dass auch hier weitere Mechanismen existieren, die einzelne Zellen vor Crosslinking schützen, aber die Verbindung zur DNA-Replikation in dieser Form ist neu.

M RASCHLE, P KNIPSHEER, M ENOIU, T ANGELOV, J SUN, J GRIFFITH, T ELLENBERGER, O SCHARER, J WALTER (2008). Mechanism of Replication-Coupled DNA Interstrand Crosslink Repair Cell, 134 (6), 969-980 DOI: 10.1016/j.cell.2008.08.030
Der Beitrag wurde am Sonntag, den 21. September 2008 um 20:01 Uhr veröffentlicht und wurde unter Allgemein, ScienceBlog abgelegt. Folgende Tags wurden dabei verwendet , , , . Du kannst die Kommentare zu diesen Eintrag durch den RSS 2.0 Feed verfolgen. Kommentare und Pings sind derzeit nicht erlaubt.

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