Denne side udvides løbende. Kommentarer kan sendes til BioNyt bionyt@gmail.com
Søg på siden med Ctrl-B / Ctrl-F
SPØRGSMÅL OG SVAR OM NEDBRYDNING AF DNA
Supplement til BioNyt Videnskabens Verden nr. 158
Nedbrydningen af gammelt DNA
Nedbrydning af guanin (G) Søren Overballe-Petersen har sammen med Ludovic Orlando og Eske Willerslev publiceret en artikel om, hvordan gammelt DNA nedbrydes. Dette har ikke kun relevans for studier af gammelt DNA, men har også relevans for kræftforskning, retsvidenskab og arkæologi.
DNA er opbygget af fire baser, kaldet A (adenin), G (guanin), C (cytosin) og T (thymin). A og G tilhører gruppen puriner. (C og T er pyrimidiner, dvs. mindre molekyler).
De nye sekventeringsteknologier giver som noget nyt direkte målinger af cytosin-deaminering og tab af puriner (adenin og guanin).
Purinbaserne er det vigtigste mål for de hydrolytiske skader, hvorved purin-basen ofte tabes eller DNA-strengen brydes. Det er en betydeligt større procentdel af DNA-purinet guanin (nukleosidet guanosin), som tabes, hvorimod der tabes mindre af den anden DNA-purin, adenin (nukleosidet adenosin). En forklaring kan være, at guanin er speciel ved at have en særlig elektron-resonans-struktur(ref.10747).
Når man ser på adenin- og guanin-molekylet ligner de hinanden. Men der er en væsentlig forskel. Guanin har et oxygenatom, hvorimod adenin har et nitrogenatom. Søren Overballe-Petersen havde som andre før ham undret sig over, at man i gammelt DNA finder mindre guanin (guanosin) end der oprindelig har været. Guanin hybridiserer (svag binding) til cytosin, så der som udgangspunkt er lige meget af de to baser.
Han fortæller, at han på sin opslagstavle havde ophængt molekylformlerne for de fire baser. Det fik ham til at tænke, at det forhold, at guanin har et oxygenatom, kan være forklaringen på den hurtigere nedbrydning. Han forklarer det med, at elektronerne på grund af oxygenatomet kan trække sig tilbage, når molekylet bliver "angrebet" af andre molekyler. Derimod kan elektronerne i det ellers meget lignende adenin ikke trække sig tilbage. De står som ryggen mod muren. Når elektronerne i guanosin trækker sig tilbage under et angreb, svækkes molekylet. Den energi, der skal til for at bryde bindinger i molekylet, bliver mindre. Det menes at være forklaringen på, at guanin nedbrydes hurtigere.
Nedbrydningen af de mindre baser, cytosin og thymin, er anderledes. De tilhører en andre molekylklasse. Men i øvrigt ser det ud til, at de nedbrydes med nogenlunde samme indbyrdes hastighed. Der er heller ingen begrundelse i deres molekylstruktur for at tro noget andet.
Når DNA netop indeholder disse fire baser og ikke andre (undervejs i syntesen af baserne forekommer et molekyle, som principielt også kunne være blevet en DNA-base), skyldes det måske, at de fire baser i DNA er de mest optimale for DNA. I øvrigt er RNA meget hurtigt nedbrydeligt, måske 1000 gange hurtigere end DNA. Det skyldes tildels, at RNA indeholder en OH-gruppe på det sted i sukkergruppen, hvor DNA'et har mistet oxygenatomet (og kun har et H-atom). D'et i DNA betyder netop deoxy, dvs. med mistet oxygen. En anden grund til, at RNA nedbrydes hurtigt, er, at mange enzymer nedbryder RNA (som forsvar mod virus, som ofte er RNA-virus).
Det vakte opsigt, da man fandt funktionelt RNA i frø fra over 1000 år gamle krukker. Da RNA er et mellemtrin mellem DNA og protein, viser RNA'et (hvis det er mRNA), hvilke gener, som var aktive. Dels fandt man over 700 år gammelt majs-RNA’et i Sarah Fordyce og Tom Gilberts undersøgelser, dels spirende dadelfrø, der var 2000 år gammelt, som også må have haft intakt mRNA for at kunne spire (ref.10753)(ref.10754).
Se også omtalen af DNA på denne side: www.bionyt.dk/abon/dna.asp