Sonnenlicht kann Schäden in der Erbinformation hervorrufen, da die UV-Strahlung eigentlich fest miteinander verbundene Nukleobasen innerhalb der DNA-Doppelhelix sozusagen zum Partnertausch anregt. Mit aufwendigen Berechnungen konnten Wiener Chemiker nun detailliert darstellen, was bei den "Seitensprüngen" vor sich geht. Sie berichten darüber im Fachblatt "Journal of the American Chemical Society".

In der DNA-Doppelhelix, dem Träger der Erbinformation, liegen einander eigentlich immer die von der Natur vorgesehenen gleichen Nukleobasen-Partner gegenüber. "Durch den Einfluss von UV-Licht können Nukleobasen jedoch zur Partnersuche angeregt werden. Sie zappeln wild auf der Stelle und lassen dabei auch einmal von ihrem ursprünglichen Partner ab", erklärte die theoretische Chemikerin Leticia Gonzalez.

Die Ordnung stören

Das kann dazu führen, dass sich Nukleobasen verbinden, die einander nicht genau gegenüberliegen. Solche "Seitensprünge" nach links oder rechts haben aber zur Folge, dass die Erbinformation nicht mehr korrekt ausgelesen werden kann. Das kann wiederum weitreichende Folgen wie die Bildung von Hautkrebs haben.

Wie die Beteiligten allerdings diese unglücklichen Verbindungen auf molekularer Ebene eingehen, war bisher nicht genau bekannt. "Mit den durchgeführten quantenmechanischen Rechnungen haben wir es geschafft, den Bildungsprozess dieser DNA-Schäden nachzuvollziehen", sagte der Erstautor der Studie, Clemens Rauer.

Um seine äußerst zeit- und rechenintensiven Simulationen durchzuführen, griff das Team auf den leistungsstärksten universitären Rechner Österreichs zurück. Mit Hilfe des Supercomputers "Vienna Scientific Cluster" konnten die Wissenschafter das Verhalten der Moleküle bei ihrem Sprung zur Seite weit detaillierter als zuvor beschreiben. Die neuen Informationen sollen nun den Grundstein für weitere Arbeiten bilden, die sich damit befassen, wie solche Erbgut-Schäden künftig verhindert werden können.