Enzyme, die im Normalfall mit Molekülsträngen des menschlichen Erbguts DNA arbeiten, akzeptieren auch verfälschte Imitationen. Das haben amerikanische Wissenschaftler herausgefunden. In ihrem Experiment konnten sie das Enzym DNA-Polymerase dazu bewegen, aus einer Imitation einen funktionsfähigen DNA-Strang herzustellen, berichten sie im Fachblatt Journal of the American Chemical Society (Bd. 125, S. 856).
Grundlage des Experiments von Jack Szostak vom Universitätskrankenhaus der Harvard Universität und seinen Kollegen war ein Molekül einer als TNA bezeichneten Nukleinsäure. Obwohl diese Nukleinsäure nicht in der Natur vorkommt und erst vor kurzer Zeit von Forschern des Scripps Forschungszentrums in Kalifornien hergestellt worden ist, können TNA-Moleküle Doppelpaarbindungen mit den natürlichen Erbgutmolekülen RNA und DNA eingehen. Im Gegensatz zu diesen Molekülen sind TNA-Molekülstränge jedoch aus einfacheren Zuckern aufgebaut. Forscher spekulieren daher seit längerem, dass TNA eine wichtige Rolle in der Evolution der heutigen Erbgutmoleküle gespielt haben könnte.
Die Forscher um Szostak wollten nun herausfinden, ob sich mittels natürlich vorkommender Enzyme aus einer TNA-Vorlage DNA-Stränge herstellen lassen. Dazu mischten die Forscher ihre künstlich erzeugte TNA mit einem als DNA-Polymerase bezeichneten Enzym. Dieses Molekül stellt gewöhnlich während der Zellteilung aus einem einsträngigen DNA-Molekül eine dazu komplementäre Kopie her. Wie die Forscher nun herausfanden, funktioniert dies auch mit TNA ? die Polymerase bewegte sich langsam an dieser entlang und stellte dabei einen komplementären Strang aus DNA her.
Damit war bewiesen, dass TNA-Moleküle prinzipiell von Enzymen in DNA umgewandelt werden können. Der Kopiervorgang ist allerdings sehr fehleranfällig ? so gelang es in dem Experiment nur, kurze DNA-Stränge aus maximal drei Basenpaaren herzustellen. Szostak ist jedoch überzeugt, dass weitere Experimente mit TNA einen wichtigen Beitrag zur Erforschung der Evolutionsgeschichte moderner Lebensformen leisten werden.
Stefan Maier
