Eigentlich hatte ich vorgehabt zum heutigen 55. Jahrestag der offizellen Veröffentlichung der DNS-Molekularstruktur einen Artikel zu neueren Arbeiten über DNS und Knotentheorie zu schreiben.

Aus Zeitmangel wird der Artikel heute sehr kurz und oberflächlich, vielleicht schaffe ich es irgendwann in den nächsten Monaten mal, einen längeren Beitrag nachzuschieben.

Was folgt ist im Wesentlichen eine übersetzte Kurzfassung der Webseite von de Witt Sumners.

Die DNS aller Organismen hat eine komplexe und faszinierende Topologie. […]

[Zur Wirkung von Enzymen:]

Manche Enzyme ziehen einen Strang der DNS über den anderen und ändern damit die topologische Struktur nicht. Solche Enzymwirkungen spielen eine wesentliche Rolle beim Zell-Stoffwechsel, z.B. Abtrennung von Tochterchromosomen am Ende der Replikation […]

Andere Enzyme brechen die DNS auf und rekombinieren die Enden. Diese Enzyme regulieren die Genexpression […], vermitteln Transposition und DNS-Reparatur, und erzeugen Antikörper und genetische Vielfalt.

“These enzymes perform incredible feats of topology at the molecular level; the description and quantization of such enzyme action absolutely requires the language and computational machinery of topology.”

Das langfristige Ziel ist es, experimentell beobachtbare topologische Parameter zu entwickeln, mit denen man Enzym-Wirkungen beschreiben und berechnen kann.

Soweit de Witt Sumners.

(Eine ausführlichere verständliche Einführung zum Thema ist Kapitel 7.1. in Colin Adams’ Knotenbuch.)

Um wenigstens ein Beispiel einer Enzymwirkung zu zeigen, hier (aus einem Vortrag von B.Röder über Arbeiten von de Witt Sumners) die Wirkung des Enzyms Tn3-Resolvase auf einen (einzeln betrachteten) unverknoteten zirkulären DNS-Strang:

i-472a71ae84b005b5e171b36a4f224b55-HopfLink_1000.gif

nach einmaliger Wirkung von TN3-Resolvase

i-f62add1254477a58d5fabea5218ffa90-FigureEightKnot_700.gif

nach zweimaliger Wirkung

i-2339b87019369cbc987552435a67916e-WhiteheadLink_1000.gif

nach dreimaliger Wirkung.
(Natürlich ist das jetzt ein besonders einfaches Beispiel, weil ja in aller Regel die beiden Stränge der DNS bereits verknotet und auch nicht zirkulär sein werden. Die Bilder beschreiben also eigentlich nur die lokalen Rekombinationen durch Wirkung von Tn3-Resolvase.)

Ich hoffe mal, mir sind als biologischem Laien bei der Schnellübersetzung des Textes oben keine sinnentstellenden Fehler unterlaufen. Falls irgendetwas Unsinn ist, einfach eine Mail schicken oder einen Kommentar.

Wer viel Zeit und Interesse hat, kann sich hier
das Video eines Vortrages zum Thema anschauen.

Kommentare (1)

  1. #1 Thilo Kuessner
    31. Mai 2008

    Ein aktueller populärwissenschaftlicher Beitrag auf ScienceNews: http://www.sciencenews.org/view/generic/id/32525/title/Math_Trek__Detangling_DNA