Supercoiled DNA
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Supercoiled DNA ist ein Synonym für ein geschlossenes, ringförmiges DNA-Molekül, welches extrem gepackt als spiralisierte Helix im Zellkern vorliegt.
Geometrisch sitzt noch eine Dimension Spiralisation auf der Spirale auf, die auch praktisch nachzuweisen ist. Natürlich vorkommende ringförmige DNA-Moleküle liegen in superhelikaler Form vor. Superhelikalität entsteht durch die Einführung von helikalen Windungen. Die Verdrillung der DNA wird durch Ausbildung einer Supercoil-Struktur ausgeglichen. Da die Gesamtlänge der DNA einer Zelle oft ein Tausendfaches des Durchmessers der Zelle beträgt, ist das Supercoiling essentiell für die Funktionsfähigkeit einiger Lebewesen.
[Bearbeiten] Struktur
Supercoiled DNA kommt in jeder lebenden Zelle vor. Sie sorgt dafür, dass stets eine Mindestmenge von Basenpaaren geöffnet ist, um so den Polymerasen zu ermöglichen, den Vorlage-Strang zum neuen Doppelstrang zu ergänzen. Dieses gilt für die Replikation und für die Transkription. Es kommt zu einem Gleichgewicht zwischen zwei so genannten Topoisomerasen.
Die Topoisomerase 2 schneidet zwei Stränge und verklebt sie. Dieser Vorgang verbraucht Energie und ist daher ATP-abhängig.
Die Topoisomerase 1 verbraucht keine Energie und entfernt das „Supercoil“, indem sie nur einen Strang schneidet, sich um den geschlossenen Strang dreht und die Lücke wieder verschließt.
So kann die DNA- und RNA-Synthese nur ablaufen, wenn ausreichend ATP vorhanden ist. Unter Hunger-Bedingungen findet keine Synthese statt.
Substanzen die die Topoisomerase 2 - früher als Gyrase bezeichnet - hemmen, gehören zu den stärksten bekannten Giften; ein Beispiel ist die Nalidixinsäure.
