Podcasts about dna molek

Sie sind die Baupläne des Lebens, die DNA-Moleküle. Mittlerweile lassen sich beliebige Daten – wie etwa das Grundgesetz – auf synthetisch hergestellter DNA speichern. Was hier geschieht, führt uns tief hinein in das Wesen des Computers. Von Roberto Simanowski www.deutschlandfunk.de, Essay und Diskurs

Wir, Geister, eins mit dem Schöpfer, Kinder von Mutter Erde, und des gesamten Universums, bitten unsere höheren Aspekte, Mentoren und Lehrer einen vollständigen Schutz über uns herzustellen und einen sicheren Kommunikationskanal zwischen uns allen auf höchstem Niveau aufzubauen. Wir sind uns der Auswirkungen negativer Technologien, technokratischen und anderen parasitären und zerstörerischen Systemen bewusst. Und wir verbieten ihnen, ihren Einfluss auf uns weiter auszuüben. Alle Handlungen solcher Systeme, die die Aufmerksamkeit des Menschen versklaven, sind im Rahmen unseres freien Willens verboten und sind somit aufgehoben! Jede Täuschung, jedes Missverständnis, jede Manipulation unserer guten Absichten ist verboten. Wir erheben das Recht auf unsere Unabhängigkeit, freie Wahl und Unverletzlichkeit unseres Willens im Rahmen der Gesetze des Freien Universums! Wir verbieten die Nutzung menschlicher Energie durch Zivilisationen, die sich hier illegal aufhalten. Wir appellieren an diese Zivilisationen und bitten erwachende Strahlen der Aufmerksamkeit auf sie zu lenken, um sie an ihre göttliche Essenz und ihren göttlichen Zweck zu erinnern, um sie in die Heimatwelten zurückzubringen, wo ihre Entwicklung ergiebiger sein wird. Wir verabschieden uns von diesen Zivilisationen und danken für die Erfahrung der Interaktion. Wir nehmen unsere Energien zurück und lenken sie auf die verheißungsvolle Weise zum Wohle der Entwicklung unseres Planeten. Wir fordern, die Übertragung von Katastrophenszenarien durch Ihre Pseudo-Propheten und Vorhersagen an die Massen leichtgläubiger Menschen, um Energie in den für sie vorteilhaften Zweig der Realität zu pumpen, sofort einzustellen! Wir bitten um Weisheit, Fülle, Anziehungskraft der Menschen, die wir brauchen, um Ereignisse, die unseren gesamten kreativen Prozess zum Nutzen der Entwicklung von uns allen und des gesamten Universums beeinflussen. Wir sind die Schöpfer unserer Welt! Wir übernehmen die volle Verantwortung für unsere nachfolgenden Handlungen und drücken unsere Bereitschaft aus, sie für das höchste Wohl aller Lebewesen auszuführen! Wir verordnen unsere Absicht auf allen Kristallen, DNA-Molekülen, übertragen sie durch alle Kristallnetzwerke aller Räume unseres Universums und verordnen unsere Absicht in Ewigkeit! So sei es und so ist es! Vielen Dank Vielen Dank Vielen Dank

Schwerpunkt: Rainer Beck vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn über Magnetfelder, die sich fernab von Planeten und Sternen über ganze Galaxien erstrecken || Nachrichten: Teilchenwinde um Schwarze Löcher erstaunlich ähnlich | Fehlerfreier Datenspeicher aus DNA-Molekülen | Wie Tautropfen einfach abperlen

DNA wird seit einigen Jahren zur Herstellung von Strukturen mit Nanometer Präzision genutzt. Mittels der am häufigsten verwendeten Techniken, “Tile” und “ DNA Origami”, wurden verschiedenste DNA Objekte wie unter anderem DNA Kristalle, DNA Nanotubes, gebogene und verdrehte Zylinder und selbst komplexe 3D Strukturen hergestellt. Aufgrund der einzigartigen Kontrolle über die räumliche Anordnung von DNA Molekülen wird DNA Nanotechnologie heute in verschiedensten Forschungsgebieten wie struktureller Biologie, Nanomedizin, Einzel-Molekül Detektion oder Plasmon-Forschung verwendet. In dieser Arbeit wird systematisch die Biege-Steifigkeit (Persistenz Länge) von DNA Nanotubes (HX-Tubes) als Funktion des Umfangs untersucht. Dazu wurden mikrometer- weite thermische Nanotube Fluktuationen mittels Fluoreszenz Mikroskopie analysiert (A,B). Zusätzlich wurden intrinsische und thermische Nanotube Verdrehungen durch Anbindung von Gold-Nanopartikeln (AuNP) und Transmissions Elektronen Mikroskopie (TEM) sicht- bar gemacht (C). Aus diesen Messungen ergibt sich, dass die Peristenz Länge sich pro- portional zum Flächenträgheitsmoment des Nanotube Querschnitts verhält, intrinsische Verdrehungen nur auftreten, wenn sie durch die DNA Sequenzen vorgegeben sind und dass thermische Verdrehungen u ̈ber sehr viel kürzere Distanzen als die Persistenz Länge auftreten. Des weiteren wurde ein DNA Nanotube Elastizitäts-Modell hergeleitet, das Ver- formungen von doppelstängiger DNA sowie von Cross-Overn berücksichtigt und gezeigt, dass alle Messungen in guter Übereinstimmung mit dem Modell sind. Um ein besseres Verständnis für den Zusammenhang zwischen Persistenz Länge und dem Aufbau von DNA Nanotubes auf der Ebene einzelner DNA Moleküle zu gewinnen wurden die thermischen Verbiegungen von verschiedenen sechs-Helix-Tubes mit unterschiedlichen DNA Architekturen untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass das Anordnen von mehreren Cross-Overn innerhalb einer Tube Querschnittsfläche sowie die Verringerung der Dichte von DNA Cross-Overn die Persistenz Länge verringert. Die Ergebnisse werden im Rahmen des zuvor hergeleiteten Elastizitäts Modell diskutiert. Es wurden verschiedene Strategien zur Herstellung von gebogenen und verdrehten DNA Nanotubes entwickelt. Biegung und Drehung wurden durch gezielte Einfügung oder Auslassung von Basenpaaren, speziell programmierten Faltungswegen, oder spezielle Anordnung von komplementären DNA Sequenzen innerhalb der Nanotubes kontrolliert. Nanotube Konturen wurden mittels TEM, Rasterkraftmikroskopie (AFM), UV-Absorption, sowie stochastischer optischer Rekonstruktionsmikroskopie (STORM) charakterisiert. Die Mes- sungen zeigen, dass gebogene Nanotubes meist geschlossene Ringe bilden und Nanotubes mit Biegung und Drehung helix-förmig sind (D). Es wird gezeigt, dass Anbindung des organischen Farbstoffs Cy3 an einen oder mehrere DNA Stränge der HX-Tubes ebenfalls zur Ausbildung von Helix-förmigen Nanotubes führt (E). Ganghöhe und Radius der Nanotubes mit Cy3 Anbindung wurden systematisch in Abhängigkeit der Cy3-Bindungsposition gemessen und das Ergebnis mit einem einfachen Cy3-DNA Bindungsmodell verglichen. Des weiteren wurden die optischen Eigenschaften von Cy3 Moleku ̈len, gebunden an HX-Tubes mittels Fluoreszens-Polaristations-Mikroskopie (FPM) und Fluoreszenslebensdauer Messungen untersucht. Es wurde ein Zusammenhang zwischen Anisotropie (gemessen mittels FPM) und der Orientierung der Cy3 Dipol Achse hergeleitet. Die beobachtete Anisotropie entspricht in diesem Modell einem Winkel von ca. 60° zwischen Cy3-Dipol und DNA Achse. Es wird gezeigt, dass die Ausbildung von fluoreszenten Silber Clustern, bestehend aus wenigen Atomen (Ag-DNA) innerhalb von einzelsträngigen “DNA hairpins” an der Oberfläche von DNA Nanotubes stattfinden kann (F). DNA Nanotubes mit Ag-DNA Clustern sind fluoreszent und konnten mittels Fluoreszenz Mikroskopie sichtbar gemacht werden. Als Nebenprodukt der Ag-DNA Synthese wurde Aggregation von DNA Nanotubes beobachtet. Es wurden zwei neue Methoden zur Weiterentwicklung der DNA Origami Methode untersucht: 1) Kristallisierung von rechteckigen DNA Origami Strukturen zu 1D Ketten und 2D Gittern (G) und 2) Anbindung von “Tiles” an einer DNA origami “Schablone”. Die Faltungs-Ausbeute beider Strategien wurde mittels Gel Elektrophorese, TEM und AFM charakterisiert. Schließlich wird im letzten Kapitel eine Sammlung von Matlab Programmen vorgestellt, die benutzt wurden um DNA Nanotube Kontouren automatisch aus Bild Daten auszulesen, Persistenz Länge zu bestimmen, polarisierte Fluoreszenz Bilder auszuwerten und DNA Sequenzen zu generieren.

Das menschliche Genom ist entschlüsselt, die Regulation aller Genaktivitäten aber noch lange nicht verstanden. Eine weitgehend ungeklärte Rolle spielt dabei die dreidimensionale Anordnung des Erbguts. Professor Thomas Cremer und seinem Team gelang es, alle menschlichen Chromosomen, also einzelne DNA-Moleküle, im Zellkern räumlich darzustellen – in verschiedenen Zelltypen, zu unterschiedlichen Zeiten und bei krankhaften Veränderungen wie Krebs.

DNA ist als Trägermolekül der Erbinformation von zentraler biologischer Bedeutung. Die vielfältigen Strukturen, die DNA bildet, werden dabei durch molekulare Erkennungsmechanismen gesteuert, die für jede Sequenz einzigartig sind. So bietet DNA auch die Möglichkeit gezielt und selbstorganisiert Strukturen aufzubauen, die als Grundlage für nanotechnologische Systeme dienen können. Um die Funktion einer Zelle sicher zu stellen treten viele verschiedene Moleküle mit DNA in Wechselwirkung. Dabei wird die DNA kompaktiert, entwunden, aufgetrennt und komplexiert. Im Rahmen dieser Arbeit wurden Kraftmessungen an einzelnen DNA-Molekülen durchgeführt. Dabei wurde sowohl das Entfalten (Unzipping), als auch das Überstrecken und kraftinduzierte Schmelzen untersucht. Insbesondere wurden die mechanischen Aspekte der Wirkung DNA-bindender Pharmaka auf molekularer Ebene studiert.

Im Rahmen dieser Arbeit werden Nanostrukturen aus biologischen Molekülen untersucht, sowie neue Methoden zur Strukturierung biologischer Systeme im nanoskaligen Bereich entwickelt und vorgestellt. Neben selbstorganisierten und enzymatischen Prozessen, wie sie bei der Strukturbildung biologischer Systeme eine wesentliche Rolle spielen, wird insbesondere auch eine neuartige Methode der gerichteten enzymatischen Hydrolyse biologischer Membranen, die eine gezielte Strukturierung im Nanometerbereich ermöglicht, vorgestellt. Vor dem Hintergrund, daß die Natur mit Polynucleinsäuren extrem vielseitige, universell einsetzbare und chemisch sowie molekularbiologisch sehr gut handhabbare molekulare Bausteine für den selbstorganisierten Aufbau hochintegrierter Nanoarchitekturen zur Verfügung stellt, werden ferner die grundlegenden Mechanismen und Kräfte der molekularen Erkennung bei der DNA-Basenpaarung sowie die mechanische Stabilität der DNA- Doppelhelix untersucht. - Durch kraftmikroskopische Untersuchungen an einer binären Mischung aus Dipalmitoyl- Phosphatidylcholin (DPPC) und Diarachidoyl-Phosphatidylcholin (DAPC) konnte erstmals die laterale Struktur von binären Lipidmischungen in Lipiddoppelschichten direkt bestimmt werden. Es konnte gezeigt werden, daß diese biologisch wichtigen Lipide in Lipiddoppelschichten spontan Domänen mit einer chrakteristischen Größe von etwa 10 nm bilden. Ein Vergleich der Ergebnisse der kraftmikroskopischen Untersuchungen mit denen von Neutronendiffraktionsexperimenten zeigte eine hervorragende Übereinstimmung der mit diesen beiden komplementären Techniken bestimmten mittleren Domänenabstände. - Untersuchungen des enzymatischen Abbaus von Lipidmembranen durch das lipolytische Enzym Phospholipase A2 (PLA2) erlaubten erstmals Einblicke in die Aktivität dieser Enzyme auf der Einzelmolekülebene. Es konnte gezeigt werden, daß die Enzymaktivität stark von den physikalischen Eigenschaften der Membran abhängig ist und daß Membranen in der Gel-Phase ausschließlich von Membrandefekten her und entlang der Hauptachsen des Molekülkristalls hydrolysiert werden, während die Hydrolyse flüssigkristalliner Membranen im wesentlichen isotrop verläuft. Die am freien Enzym gewonnenen Erkenntnisse konnten dann in einem nächsten Schritt zur Entwicklung einer neuartigen gerichteten Hydrolyse von Lipidmembranen genutzt werden, bei der mit der Spitze eines Rasterkraftmikroskops gezielt Defekte in kristallin gepackten Membranen induziert werden, und die Membranen dann durch das Enzym an Stellen mit diesen künstlichen Packungsdefekten hydrolysiert wird. Auf diese Weise konnten künstliche Strukturen in festkörpergestützten Membranen mit minimalen Strukturdurchmessern von bis zu 10 nm erzeugt werden. - Mit Hilfe von kraftspektroskopischen Untersuchungen an einzelnen DNA-Molekülen konnte erstmals ein neuartiger kraftinduzierter Schmelzübergang, der je nach Kraftladungsrate, Umgebungsbedingungen und DNA-Sequenz und Topologie zwischen einigen Piconewton (pN) und etwa 300 pN stattfindet, nachgewiesen werden. Durch Variation von Kraftladungsrate, Ionenstärke, Umgebungstemperatur und DNA-Sequenz konnte gezeigt werden, daß die mechanische Energie die unter Gleichgewichtsbedingungen bis zum kraftinduzierten Schmelzen in der DNA-Doppelhelix deponiert werden kann, hervorragend mit der freien Basenpaarungsenthalpie ∆Gbp der entsprechenden DNA- Sequenz unter den jeweiligen Umgebungsbedingungen übereinstimmt. Es konnte gezeigt werden, daß sich mit Hilfe der Temperaturabhängigkeit der mechanischen Stabilität von DNA die thermodynamischen Größen ∆Hbp und ∆Sbp von DNA direkt aus Kraftexperimenten an einzelnen Molekülen bestimmen lassen. Schließlich konnten die Basenpaarungskräfte von DNA erstmals sequenzspezifisch bestimmt werden. Die zum reißverschlußartigen Aufbrechen einer GC-Basenpaarung nötigen Kräfte betragen demnach 20±3 pN, die zum Aufbrechen einer AT-Basenpaarung nötigen Kräfte 9±3 pN. Auch hier konnte eine sehr gute Übereinstimmung der zum Aufbrechen der Basenpaarungen nötigen mechanischen Energie mit der freien Basenpaarungsenthalpie ∆Gbp festgestellt werden.