Extrachromosomales Element
Ein extrachromosomales Element (auch extrachromosomales genetisches Element) bezeichnet in der Biochemie und Genetik eine Desoxyribonukleinsäure (DNA), die innerhalb eines Zellkerns, aber außerhalb der Chromosomen vorliegt und im Zellzyklus repliziert wird.
Der Begriff Episom (griechisch für ‚Zusatzkörper‘) überlappt teilweise den Begriff extrachromosomales Element, wobei Episom auch Plasmide umfasst, die in Chromosomen integrieren können und dann chromosomal vorliegen.[1]
Eigenschaften
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Beispiele für extrachromosomale Elemente sind ringförmig geschlossene Plasmide in Bakterien oder lineare Borg in Archaeen.[2]
Bei Eukaryoten kommen ringförmig geschlossene Plasmide und Episomen im Verlauf von Infektionen mit verschiedenen Viren, wie Herpesviren (darunter das Epstein-Barr-Virus, das HHV8),[3] Adenoviren und Polyomaviren vor, ebenso treten sog. Double-minute-Chromosomen bei manchen Krebsarten auf.[1][4]
Vorhersage mit Künstlicher Intelligenz
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]In Zellkernen, außerhalb von Chromosomen, gibt es lange ringförmige DNA-Moleküle. Sie regulieren Prozesse wie Genamplifikation, Genominstabilität und Karzinogenese. Um die mögliche Verbindung mit Autoimmungstörungen sowie mit Krankheiten der Herzkranzgefäße oder des Nervensystems zu erforschen, ist Voraussetzung, diese eigenartige DNA zu identifizieren. Anschließend könnten Krankheitsmechanismen verstanden und anwendbare Therapien gefunden werden.
Bisher dienten übliche Labormethoden dazu, lange ringförmige DNAs zu identifizieren. Das verursachte hohe Kosten. Außerdem musste man wissen, was man sucht. Diese Probleme wollen die Autoren mit einem neuen Computerprogramm umgehen, das derartige DNA-Formen vorhersagt. Dieses Programm ist bei vielen biologischen Arten anwendbar.[5] Die Studie beruht auf 12 Datensätzen von langen ringförmigen DNAs. Sie betreffen drei Arten, nämlich Mensch (Homo sapiens), Acker-Schmalwand (Arabidopsis thaliana) und Bierhefe (Saccharomyces cerevisiae). Es handelt sich um eine Web-Anwendung, die auf KI beruht und lange ringförmige DNAs in verschiedenen Arten und Zelltypen vorhersagt.
Einzelnachweise
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]- 1 2 John Kaisermann, Milos Pawlowski, Yavor Mendel: Molekularbiologische Techniken II. Cambridge Stanford Books, 2020.
- ↑ Amber Dance: Massive DNA ‘Borg’ structures perplex scientists. In: Nature. 16. Juli 2021, doi:10.1038/d41586-021-01947-3. (deutsche Übersetzung).
- ↑ A. De Leo, A. Calderon, P. M. Lieberman: Control of Viral Latency by Episome Maintenance Proteins. In: Trends in Microbiology. Band 28, Nummer 2, 02 2020, S. 150–162, doi:10.1016/j.tim.2019.09.002, PMID 31624007, PMC 6980450 (freier Volltext).
- ↑ N. Shimizu: Molecular mechanisms of the origin of micronuclei from extrachromosomal elements. In: Mutagenesis. Band 26, Nummer 1, Januar 2011, S. 119–123, doi:10.1093/mutage/geq053, PMID 21164192.
- ↑ Ahtisham F Abbasi, Muhammad N Asim, Sheraz Ahmed, Andreas Dengel: Long extrachromosomal circular DNA identification by fusing sequence-derived features of physicochemical properties and nucleotide distribution patterns. In: Sci Rep 14, 1, 2024: 9466. PDF.