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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Wie sich DNA gegen UV-Strahlen schützt |
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| | | Ultraviolettes Licht kann die Erbsubstanz schädigen und so auch zu Krebs führen. Eine Strategie, wie sich die DNA davor schützen kann, haben Wiener Chemiker entschlüsselt. |
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Am Institut für Theoretische Chemie der Universität Wien simulierten Mario Barbatti und Hans Lischka erstmals im Detail, wie der DNA-Bestandteil Adenin auf die Strahlung reagiert.
Dabei wird die UV-Energie in Vibrationsenergie des Molekülgerüsts umgewandelt, das Molekül schüttelt sich gleichermaßen, berichten sie im "Journal of the American Chemical Society" (Bd. 130, S. 6.831).
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Umwandlung von Energie |
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Die Forscher haben mittels Computersimulationen vor allem "9H-Adenin" unter die Lupe genommen. Um den schädlichen Wirkungen der UV-Strahlung zu entgehen, setze das Molekül auf einen ultraschnellen Prozess, der in weniger als einer billionstel Sekunde ablaufe, erklärte Lischka.
Durch UV-Licht kommt es vorerst einmal zu einer Anregung von Elektronen des Adenins, die dadurch auf ein höheres Energieniveau gehoben werden.
Wie im Falle des Adenins nun gezeigt werden konnte, kehren die Elektronen blitzschnell wieder auf das ursprüngliche Niveau zurück. "So wird potenziell schädliche Anregungsenergie in harmlose Vibrationsenergie des Molekülgerüstes umgewandelt", sagte der Wissenschaftler. Die DNA wird dadurch vor Schäden geschützt.
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Zwei ultraschnelle Prozessschritte |
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Das Team berechnete, wie der Übergang zwischen den einzelnen Energieniveaus der Elektronen in Kopplung an die Bewegung der Atomkerne im Detail abläuft. Zunächst zeigen die Daten, dass dieser Übergang kein kontinuierlicher, sondern ein aus zwei Schritten bestehender Prozess ist.
Ersterer ist ultrakurz und nimmt lediglich 22 Femto-Sekunden (22 billiardstel Sekunden) in Anspruch. Dabei fallen die Elektronen von einem höheren Energieniveau in ein niedrigeres.
Der zweite Schritt dauert etwa 20 Mal so lange wie der erste, nämlich eine halbe billionstel Sekunde. Danach sind die Elektronen des Adenin swieder in den energiearmen Ausgangszustand zurückgefallen.
Die Arbeiten wurden vom Wissenschaftsfonds FWF unterstützt.
[science.ORF.at/APA, 23.2.09]
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01.01.2010 |
