Neue Funktion eines DNA-Reparatursystems entdeckt

5. Februar 2011, 10:48
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Reparaturmaschine beseitigt nicht nur Fehler in der Basenabfolge, sondern sorgt auch dafür, dass die richtigen Gene aktiv sind

Ein zelluläres Reparatursystem, von dem man bisher annahm, dass es primär für die Korrektur von DNA-Schäden zuständig ist, spielt offenbar auch bei der Ablesbarkeit von Genen und damit in der Embryonalentwicklung eine zentrale Rolle. Es sorgt dafür, dass in jedem Zelltyp konstant die richtigen Gene aktiv sind, wie Wissenschafter der Universität Basel in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift Nature schreiben.

Die Erkenntnis kam den Wissenschaftern bei der Beobachtung von Mäusen, denen eine spezifische Komponente der untersuchten Reparaturmaschine fehlte. Sie starben noch vor der Geburt, obwohl die Zellen den Defekt erwartungsgemäss hätten kompensieren müssen. Die anschliessenden Untersuchungen zeigten, dass nicht die DNA-Stabilität beeinträchtigt war, sondern die Ablesemuster der Gene in der Embryonalentwicklung falsch programmiert wurden.

Im Embryonalstadium wird für jeden Zelltyp ein spezifisches Programm von Genen aktiviert, während die Mehrzahl der Gene stillgelegt werden müssen. Zu diesem Zweck wird die DNA in eine kompakte Form gebracht, in der nur die benötigten Gene ablesbar sind. Dies geschieht über Veränderungen an der chemischen Grundstruktur der DNA selbst sowie an Histonproteinen, um die die DNA aufgewickelt ist.

Falsch gesetztes Lesezeichen

Wie eine Art "Lesezeichen" markieren solche Modifikationen die Gene, die gelesen werden sollen. Da diese Lesezeichen die Basenabfolge der DNA nicht verändern, jedoch Informationen bezüglich Genaktivität enthalten, die bei der Zellteilung an die Tochterzellen weiter vererbt werden, spricht man von Epigenetik.

Beim Setzen dieser Lesezeichen können jedoch Fehler auftreten, sodass ein benötigtes Gen fälschlicherweise nicht mehr abgelesen werden kann. Die Forschenden haben entdeckt, dass das DNA-Reparatursystem solche Fehler verhindert, indem es falsche Modifikationen an der DNA entfernt und Faktoren koordiniert, welche die korrekten chemischen Gruppen an den Histonen anbringen. Damit sorgt es dafür, dass in jedem Zelltyp konstant die richtigen Gene aktiv sind. (red)

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