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Wissen Wissenschaft
08/10/2020

Wiener Techniker: So dreht sich Erbgut beim Dehnen ein

Mit Modellen der theoretischen Physik wird paradoxes Verhalten der DNA erklärbar. Es wurde in Experimenten beobachtet.

Das Erbgut ist ein Faden, der merkwürdigerweise länger wird, wenn man ihn eindreht. Das wäre im Makrokosmos, der von Menschen beobacht- und begreifbar ist, bizarr, ist aber mit Modellen der theoretischen Physik für die winzige Welt der Atome nachvollziehbar, erklären Bauingenieure der Technischen Universität Wien auf der Grundlage ihrer Studie. Diese erschien im Fachmagazin Journal of the Mechanics and Physics of Solids.

Eigene DNA-Nachbildung

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. Diese wurden von Bauingenieuren entwickelt.

„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 Kalliauer 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.

Mögliche Fehler-Meldungen

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

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