Wissenschaftler debattieren die Leitfähigkeit von DNA
Drei Forschungsgruppen, die sich mit der Idee befassen, daß das DNA Molekül elektrische Ladungen transportieren könnte, haben ihre Ergebnisse in der Fachzeitschrift 'Angewandte Chemie' veröffentlicht. Der Gedanke kam den Chemikern recht früh. Die Bausteine von DNA - die Basenpaare, die sich innerhalb des einer Wendeltreppe gleichenden Moleküls stapeln - sind so dicht zusammengepackt, daß ihre Elektronenwolken fast wie bei einem Metall ganz eng beieinander liegen. Nichtsdestoweniger ergaben Experimente, die zur Leitfähigkeit von DNA durchgeführt wurden, unterschiedliche Resultate, wie den folgenden Beispielen zu entnehmen ist: - Die Gruppen, die mit Michael G. Hill vom Occidental College in Los Angeles und Jacqueline K. Barton von Caltech zusammenarbeiten, haben kurze DNA-Segmente untersucht, die auf einer goldenen Oberfläche vertikal miteinander verbunden waren. Auf diese Art und Weise gelang es ihnen, unabhängig von der Länge des DNA-Segments die Leitfähigkeit entlang dem Molekül zu messen; - Im Gegensatz dazu machten es andere, von Anthony Harriman an der Universität Louis-Pasteur in Straßburg durchgeführte Messungen ganz klar", daß DNA einen relativ schlechten elektrischen Leiter für Elektronen abgibt". Die Ergebnisse sind insofern widersprüchlich, als die Leitfähigkeit von DNA auch von seiner Zusammensetzung und vor allem von der Anordnung der Bausteine abhängt, vermutet Bernd Giese, der an der Universität Basel Chemie lehrt. Die Elektronen fliegen ja nicht durch das DNA wie in einem Kabel; vielmehr müssen sie von Base zu Base springen. Es eignen sich jedoch längst nicht alle Basen als gute Zielorte; positive Ladungen können beispielsweise nur von Guanin zu Guanin springen (die drei anderen Basen Thymin, Adenin und Zytosin eignen sich nicht für diesen Zweck). Die Leitfähigkeit des DNA-"Drahtes" richtet sich daher nach der Verteilung dieser Guaninbasen: Je enger sie beieinander liegen, umso leichter schaffen sie den Sprung von einer Base zur anderen. Falls ein spezielles DNA tatsächlich leitfähig wäre, bestünde evtl. die Möglichkeit, dieses robuste Molekül zur Verdrahtung winziger Maschinen zu verwenden. Darüber hinaus könnte man defektes DNA an seiner Leitfähigkeit erkennen. Diese Debatte wird uns bestimmt noch einige Zeit beschäftigen, meint die 'Angewandte Chemie'.