17 feb. 1999
2 minuten
Onderzoekers van de TU Delft en de Stichting FOM hebben een nieuw instrument, de magnetische koppelpincet, ontwikkeld om de draaistijfheid in individuele DNA-moleculen te meten. Hiermee kunnen zij zowel zuiver DNA als DNA bedekt met het reparatie-eiwitten bestuderen.
Een beter begrip van dit soort materiaaleigenschappen van biologische moleculen is belangrijk voor de constructie van op DNA gebaseerde nanostructuren en voor inzicht in de werking van moleculaire motoren. De resultaten van het onderzoek, uitgevoerd met een Veni-subsidie van Jan Lipfert, is op 17 oktober online gepubliceerd door Nature Methods.
Bij de afbeelding:
(links) De magneetopstelling van de magnetische koppelpincet, met in blauw de glasplaat met DNA eraan vast en bovenaan de magneet die aan het DNA trekt. De rechterinzet toont een elektronenmicroscopie beeld van het magnetische bolletje. Aan het magnetische bolletje is een kleiner, niet-magnetisch bolletje bevestigd waardoor hoekmetingen mogelijk zijn.
(rechts) Metingen van de draaistijfheid van DNA als functie van de opgelegde kracht. Rode punten zijn gemeten met de magnetische koppelpincet, blauwe en bruine punten zijn vergelijkende metingen bij lage en hoge krachten, gemeten met andere technieken.
De onderzoekers ontwikkelden een magnetische koppelpincet (‘magnetic torque tweezers’) om de draaiweerstand (torsiekracht) beter te kunnen meten. Met de pincet bevestigen zij een stuk DNA tussen een glasplaatje en een klein (~ 1 micrometer) magnetisch bolletje. De meting van de draaiweerstand berust op een nieuw algoritme waarmee zowel de positie als de rotatie van het bolletje via videomicroscopie in kaart wordt gebracht. Daarnaast kan met een nieuwe magneetopstelling een kracht en een draaiweerstand aan het DNA worden opgelegd.
Meer inzicht
Experimenten met het nieuwe instrument tonen onder meer aan dat de draaistijfheid van DNA afhankelijk is van de kracht waarmee aan DNA wordt getrokken, en dat de draaistijfheid toeneemt wanneer DNA-reparatie eiwitten op het DNA binden. Hiermee kan in de toekomst meer inzicht verkregen worden in de werking van moleculaire motoren op DNA.
DNA kan een draaiweerstand opbouwen door de dubbele helixstructuur: DNA bestaat uit twee lange strengen die in elkaar grijpen en verbonden zijn door basenparen. De beide strengen draaien als een wenteltrap om elkaar heen. Bij het ontrafelen van de strengen speelt deze torsiekracht een belangrijke rol. Bij polymeren gebeurt het ontrafelen op een vergelijkbare manier als wanneer men een gevlochten touw ontrafeld. De vele dwarsverbindingen (basenparen) van DNA zorgen voor de draaistijfheid die kenmerkend is voor DNA. Dit heeft belangrijke consequenties in de biologie: wanneer moleculaire motoren het DNA ontrafelen, zoals bij het kopiëren of repareren van DNA gebeurt, ontstaat de torsiekracht.
Anderen lazen ook
