DNA-basenparen passen niet zo perfect op elkaar als je zou denken. Dat DNA-replicatie toch vrijwel altijd correct verloopt, zelfs als je het DNA-polymerase-enzym weglaat, ligt aan andere factoren. En aan de Vrije Universiteit hebben ze nu uitgerekend hoe dit mechanisme in elkaar zit, zo melden Matthias Bickelhaupt en collega’s in Chemical Communications.

“In wezen gaat het erom waarom we niet muteren waar we bij staan”, vertelt Bickelhaupt.

De publicatie behandelt de meest uitgebreide quantumchemische studie op het gebied van DNA-replicatie tot nu toe. Behalve naar de waterstofbruggen tussen basenparen is dit keer ook gekeken naar interacties tussen basen die in dezelfde keten tegen elkaar komen te zitten, waarbij dus de laatst toegevoegde base als het ware als sjabloon dient voor de volgende.

Ook oplosmiddeleffecten blijken heel belangrijk. In de gasfase koppelen losse adenine- en thyminebasen niet vanzelf aan elkaar zoals het hoort: energetisch is het voor allebei gunstiger om een binding met guanine aan te gaan. Zodra er watermoleculen omheen zitten, zoekt adenine ineens wel bij voorkeur thymine op, al is die voorkeur nog steeds minder sterk dan bij een cytosine-guaninepaar.

Die verschillen in bindingsenergie komen ook tot uiting in een ander VU-onderzoek dat deze week in Nature Physics verscheen. In het LaserLab werden DNA-moleculen letterlijk opgerekt met ‘optische pincetten’ teneinde de elasticiteit te meten. Daarbij bleek onder meer dat , wanneer je hard genoeg trekt, de strengen elkaar met schokjes loslaten en dat het ‘ontrafelpatroon’ gerelateerd is aan de basenpaarvolgorde.

Een persbericht suggereert dat je zo ‘de genetische code ontrafelt’, maar dat lijkt een beetje voorbarig.

bron: VU, Chemical Communications, FOM