Wie Sonnenlicht das Erbgut schädigt
Die Studie
„Cyclobutane Thymine Photodimerization Mechanism Revealed by Nonadiabatic Molecular Dynamics“, Journal of the American Chemical Society, 28.9.2016
In der DNA-Doppelhelix, dem Träger der Erbinformation, liegen einander eigentlich immer die gleichen Nukleobasen-Partner gegenüber. „Durch den Einfluss von UV-Licht können Nukleobasen jedoch zur Partnersuche angeregt werden. Sie zappeln wild auf der Stelle und lassen dabei auch einmal von ihrem ursprünglichen Partner ab“, erklärte die theoretische Chemikerin Leticia Gonzalez am Freitag in einer Aussendung der Universität Wien.
Clemens Rauer/Universität Wien
Das kann dazu führen, dass sich Nukleobasen verbinden, die einander nicht genau gegenüberliegen. Solche „Seitensprünge“ nach links oder rechts haben aber zur Folge, dass die Erbinformation nicht mehr korrekt ausgelesen werden kann. Das kann wiederum weitreichende Folgen wie die Bildung von Hautkrebs haben.
Unglückliche Molekülverbindungen
Wie die Beteiligten allerdings diese unglücklichen Verbindungen auf molekularer Ebene eingehen, war bisher nicht genau bekannt. „Mit den durchgeführten quantenmechanischen Rechnungen haben wir es geschafft, den Bildungsprozess dieser DNA-Schäden nachzuvollziehen“, sagt der Erstautor der Studie, Clemens Rauer.
Um seine äußerst zeit- und rechenintensiven Simulationen durchzuführen, griff das Team auf den leistungsstärksten universitären Rechner Österreichs zurück. Mit Hilfe des Supercomputers „Vienna Scientific Cluster“ konnten die Wissenschaftler das Verhalten der Moleküle bei ihrem Sprung zur Seite weit detaillierter als zuvor beschreiben. Die neuen Informationen sollen nun den Grundstein für weitere Arbeiten bilden, die sich damit befassen, wie solche Erbgutschäden künftig verhindert werden können.
science.ORF.at/APA