Bauingenieure berechnen: Erbgut dreht sich beim Dehnen ein

Das Erbgut ist ein Faden, der merkwürdigerweise länger wird, wenn man ihn eindreht. Das wäre im von Menschen beobacht- und begreifbaren Makrokosmos bizarr, ist aber mit Modellen der theoretischen Physik für die winzige Welt der Atome nachvollziehbar, erklären Bauingenieure der Technischen Universität Wien.

red/Agenturen
„Man legt fest, wie die DNA-Spirale gestaucht, gedehnt oder verdreht wird und ermittelt dann, welche Kräfte auftreten und in welche Endpositionen die Atome schließlich gelangen.“ Johannes Kalliauer, Institut für Mechanik der Werkstoffe und Strukturen der Technischen Universität Wien

Johannes Kalliauer vom Institut für Mechanik der Werkstoffe und Strukturen der Technischen Universität (TU) Wien bildete das Erbgut (DNA) an Österreichs leistungsstärkstem Supercomputer (Vienna Scientific Cluster) mit Molekulardynamik-Modellen nach, die von Bauingenieuren entwickelt wurden. „Man legt fest, wie die DNA-Spirale gestaucht, gedehnt oder verdreht wird und ermittelt dann, welche Kräfte auftreten und in welche Endpositionen die Atome schließlich gelangen“, so der Forscher in einer Aussendung. Damit sind die „merkwürdigen experimentellen Befunde“ reproduzierbar, die der menschlichen Intuition widersprechen: Nämlich dass sich die DNA in bestimmten Fällen bei Dehnung stärker einzwirbelt, anstatt die Zahl der Windungen zu verringern.

Das neue Modell kann Medizinern und Biologen helfen, Vorgänge beim Ablesen des Erbguts besser zu verstehen, meint Kalliauer. Dabei könnten Details der DNA-Geometrie durchaus beeinflussen, ob es zu Lesefehlern kommt, die zum Beispiel Krebs auslösen, oder ob alles korrekt abgeschrieben wird. 

Die Studie erschien im Fachmagazin „Journal of the Mechanics and Physics of Solids“.

DNA Erbgut
Nach den beiden Entdeckern der DNA-Struktur James Watson und Francis Crick nennen Wissenschafter oft den einen Strang „Watson", den anderen „Crick".
Pixabay