Die DNA-Doppelhelix feiert ihren 50-igsten

Vor 50 Jahren publizierten Watson und Crick einen Artikel, in dem sie die DNA als Träger der Erbinformation postulierten. Dies war die Geburtstunde der modernen Molekularbiologie. Die Erkenntnisse, welche auf dieser Entdeckung aufbauten, sind heute aus der modernen Medizin nicht mehr wegzudenken. Insbesondere bei der Diagnostik von Infektionserkrankungen, aber auch bei der Entwicklung neuer Therapiestrategien ist die Molekularbiologie von unschätzbarem Wert.

«Wir möchten hiermit eine Struktur für das Salz der Desoxyribonukleinsäure (DNA) vorschlagen.» Mit diesem schlichten Satz fängt eine Publikation in der renommierten Zeitschrift Nature vom 25.04.1953 an, welche Geschichte schrieb und unsere heutigen Möglichkeiten in der Medizin und Mikrobiologie entscheidend mitprägte. Der Träger der Erbsubstanz war hiermit entschlüsselt.

Neben der Entdeckung des Penicillins durch Fleming stellt die Entschlüsselung der DNA-Struktur und somit der genetischen Information einen wichtigen Meilenstein in der Diagnostik und Therapie von Infektionserkrankungen dar. Erst durch die "Entdeckung" und anschliessende Entschlüsselung der Erbinformationen wurde es uns ermöglicht, verschiedene schnelle Testverfahren zur Diagnostik viraler und bakterieller Erkrankungen, aber auch neue Medikamente im Kampf gegen Infektionen zu entwickeln. Zum Beispiel

• wäre ohne dieses Wissen ein Verständnis der HIV-Infektion und damit auch die Erkennung verschiedener Therapieansätze undenkbar gewesen;
• noch heute wüssten wir nicht, wie ein Bakterium oder Virus resistent wird und nicht mehr auf unsere Therapien anspricht;
• und nur die schnelle Entschlüsselung des Genoms des SARS-Erregers erlaubt die Hoffnung auf eine schnelle Entwicklung eines sicheren Impfstoffes.

Die DNA ist ähnlich wie eine Strickleiter aufgebaut (vgl. Abb.), deren Sprossen aus zusammenpassenden Basenpaaren (base pairs) und deren Seile aus einem Zuckergerüst (sugar phosphate backbone) gebildet wird. Klassischerweise nimmt die DNA eine sogenannte Helix-Form (Abb., rechte Seite) an. Die Abfolge dieser Basenpaare bestimmt den "Inhalt" und "Sinn" der Erbinformation. (Abb.: © national health museum)

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Stand in den Jahren nach der "Entdeckung" der DNA die Identifizierung verschiedener Gene ("Inhalt") und deren Funktion im Ablauf der Zelle und im gesamten Organismus ("Sinn") im Vordergrund, hat sich die Wissenschaft in den letzten Jahren gewandelt. Nicht zuletzt die Erkenntnis, dass die DNA nicht ein starres Gebilde darstellt, welches einzig zur Speicherung der Erbinformation dient, sondern in verschiedenen chemischen Formen vorliegen kann (je nach Drehung der Helix in einer A-, B- oder Z-Form), wandelt unser Verständnis der Gene und ihrer Kontrolle. Gerade Gene, welche für die Abwehr von Infektionkrankheiten wichtig sind, scheinen erst in einer Z-Form aktiv zu sein. Mehr und mehr richtet sich die Forschung nun nicht mehr auf die DNA selbst, sondern auf die Kontrollmechanismen der Genexpression – sozusagen auf das "Suppengemüse" um die DNA-"Nudel" herum.

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