DNS-Design Zwirbeln spart Platz
Die DNS ist wie eine Wendeltreppe in einem engen Haus. Sie nützt den vorhandenen Platz optimal aus, in dem sie sich in Form einer Spirale windet. Gleichzeitig erlaubt die spiralförmige Anordnung in einer solchen Helix den Zugang von allen Seiten, was unter anderem beim Ablesen oder der Vervielfältigung der DNS unverzichtbar ist. Das haben Yehuda Snir und Randall Kamien von der University of Pennsylvania in Philadelphia bei einer Simulation des überfüllten Inneren einer Zelle gezeigt, über die sie im Fachmagazin "Science" berichten (Bd. 307, S. 1067).
Nicht nur die DNS, auch die verwandte RNS und viele Proteinanteile sind zu Spiralen aufgerollt. Um dahinter zu kommen, warum die Natur diese Form so sehr bevorzugt, entwarfen Snir und Kamien im Computer ein grob vereinfachtes Modell einer Zelle. Dazu füllten sie einen großen Teil des vorhandenen Platzes mit harten, kugelförmigen Objekten und fügten anschließend ein flexibles Rohr hinzu.
Der Computer prüfte dann im Schnelldurchlauf, in welcher Form das Rohr am wenigsten mit den Kugeln kollidiert und ihnen am wenigsten Platz wegnimmt. Das Ergebnis: Am Ende der Simulation hatte das Rohr sich zur einer Helix gezwirbelt, deren Geometrie stark den natürlichen Spiralformen ähnelte.
Die Natur hat dieses platzsparende Prinzip im Laufe der Zeit immer weiter verbessert. So winden sich beispielsweise die beiden Stränge eines DNS-Moleküls in gegenläufigen Helices umeinander, wobei die Struktur durch Bindungen zwischen den beiden Strängen stabilisiert wird. Muss das Erbmolekül bearbeitet oder kopiert werden, trennen sich die beiden Stränge kurzfristig und fügen sich hinterher sofort wieder zusammen.
