Die Stabilität und Replikation der DNA von Thermophilen ist ein interessantes Problem, für das es keine eindeutige Antwort zu geben scheint. Die Art und Weise, wie Sie diese Frage formulieren, ist jedoch unglücklich: Die Wasserstoffbrückenbindungen in der DNA von Thermophilen (zu denen einige Eubakterien sowie Archea gehören) sind die gleichen wie in jeder anderen genomischen DNA. Die Frage ist vielmehr, warum die DNA-Stränge nicht dissoziieren. Dies ist nicht wirklich mein Gebiet, aber da es keine anderen Antworten gab, werde ich zusammenfassen, was ich aus der Literatur gelernt habe.
Eine Überprüfung, die der Ausgangspunkt für diese Informationen war, lautet:
DW Grogan, Hyperthermophiles and the problem of DNA instability Molecular Microbiology (1998) 28(6), 1043–1049.
- Eine offensichtliche Möglichkeit wäre, dass die Genome von Thermophilen einen hohen Prozentsatz an GC aufweisen, da GC-Basenpaare drei Wasserstoffbrückenbindungen haben, während AT-Basenpaare nur zwei haben. Dies ist jedoch NICHT der allgemeine Fall.
- Es ist seit langem bekannt, dass die Schmelztemperatur (die Temperatur, bei der eine 50%ige Strangtrennung stattgefunden hat) durch eine erhöhte Konzentration von Kationen erhöht wird . Es wurde vermutet, dass dies ein Faktor sein könnte, insbesondere bei Thermophilen, die auch extreme Halophile sind .
- In Eukaryoten wird genomische DNA durch die Wechselwirkung der basischen Histonproteine zu Chromatin kondensiert. Diese Proteine kommen in Prokaryoten nicht vor, aber es wurden verschiedene Grundmoleküle, Polyamine , beobachtet, die in thermophilen Bakterien häufiger vorkommen als in mesophilen Bakterien. Da beobachtet wurde, dass sie die DNA vor thermischer Denaturierung in vitro schützen , wurde vorgeschlagen, dass sie diese Funktion auch in vivo ausüben könnten .
- Topoisomerasen vom Typ I, die positive Supercoils in die DNA einführen ( „umgekehrte Gyrasen“ ), kommen bei untersuchten Hyperthermophilen, aber nicht bei Mesophilen vor, und es wurde vorgeschlagen , dass dies die DNA stabilisieren könnte. Die Grogan-Überprüfung enthält jedoch eine Reihe von Beweisen, die Zweifel daran aufkommen lassen, ob dies tatsächlich der Fall ist.
- Neben der Strangtrennung stehen die Genome von Thermophilen vor dem Problem einer erhöhten Schädigung ihrer DNA. Obwohl die Situation wiederum komplex ist, scheint es, dass sie umfangreichere und aktivere Systeme der DNA-Reparatur entwickelt haben , um damit fertig zu werden.