Überblick

Verwickelter Zellkern

Zum Auslesen unserer Erbsubstanz muss diese zunächst entpackt werden.

  • Helmut Schiessel
  • 01 / 2011 Seite: 31

Die Träger unserer Erbsubstanz sind extrem lange Moleküle, die Desoxyribonukleinsäuren (DNS). Das Packen und Entpacken dieser Moleküle erfordert ­ausgeklügelte physikalische Mechanismen, die erst seit jüngster Zeit experimentell und theoretisch ­zugänglich sind.

Würde man die DNS aller Zellen eines menschlichen Körpers aneinanderheften, ergäbe dies ein Polymer von so gewaltiger Länge, dass es zirka hundert Mal von der Erde zur Sonne und zurück reicht. Selbst pro Zelle beträgt die Länge aller 46 DNS-Moleküle zusammengenommen beeindruckende zwei Meter. Die gesamte DNS muss jedoch in den nur wenige Mikrometer großen Zellkern passen. Um sie so dicht zu packen, muss es einen sehr effizienten Mechanismus geben. Ausgerechnet die hohe elektrische Ladung der DNS gibt Hinweise auf einen solchen Mechanismus, denn multivalente Gegenionen können eine Anziehung der Moleküle mit sich selbst erzeugen. Dieses Prinzip ist nachgewiesener Maßen in Samenzellen und Viren realisiert, wo das genetische Material so kompakt wie möglich transportiert werden muss. Für den Zellkern geht es jedoch nicht nur ums Packen, sondern auch darum, welche Gene einer DNS auslesbar sind und welche nicht. Gene enthalten Baupläne für Proteine. Da die Zusammenstellung der Proteine den Zelltyp festlegt – von der noch nicht differenzierten Stammzelle bis zur hoch spezialisierten Nervenzelle – und da alle Zellen die gleiche genetische Information in sich tragen, kommt dem Packen und Entpacken der DNS entscheidende Bedeutung zu. ...

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