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<title>Hachimoji-DNA</title>
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<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading"><span class="mw-page-title-main">Hachimoji-DNA</span></h1>
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<div id="mw-content-subtitle"></div>
</div>
<div id="mw-content-text" class="mw-body-content mw-content-ltr" lang="de" dir="ltr"><div class="mw-content-ltr mw-parser-output" lang="de" dir="ltr"><p>Die <b>Hachimoji-DNA</b> (von <span style="font-style:normal;font-weight:normal"><a href="Japanische_Sprache" title="Japanische Sprache">japanisch</a></span> <span lang="ja-Jpan" class="Jpan" style="font-style:normal">八</span> <style data-mw-deduplicate="TemplateStyles:r261937631">
/* start https://de.wikipedia.org/ */
.mw-parser-output .Latn{font-family:"Akzidenz Grotesk","Arial","Avant Garde Gothic","Calibri","Futura","Geneva","Gill Sans","Helvetica","Lucida Grande","Lucida Sans Unicode","Lucida Grande","Stone Sans","Tahoma","Trebuchet","Univers","Verdana"}
/* end https://de.wikipedia.org/ */
</style><span class="Latn" lang="ja-Latn" style="font-weight:normal;font-style:italic">hachi</span> „acht“, <span lang="ja-Jpan" class="Jpan">文字</span> <span class="Latn" lang="ja-Latn" style="font-weight:normal;font-style:italic">moji</span> „Buchstabe(n)“) ist eine <a href="Desoxyribonukleins%C3%A4ure" title="Desoxyribonukleinsäure">Desoxyribonukleinsäure</a> (DNA), die im Gegensatz zur natürlich vorkommenden DNA acht statt vier verschiedene <a href="Nukleinbasen" title="Nukleinbasen">Nukleinbasen</a> enthält.<sup id="cite_ref-Hoshika_et_al._2019_1-0" class="reference"><a href="#cite_note-Hoshika_et_al._2019-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Vier der Basen sind natürlich und entsprechen denen der DNA, vier sind synthetisch hinzugefügt und kommen in der natürlichen DNA nicht vor. Ein Vorteil eines solchen Acht-Basen-DNA-Systems könnte eine verbesserte Fähigkeit zur Speicherung digitaler Daten sein, darüber hinaus versprechen sich die Forscher Erkenntnisse, wie sich außerirdisches Leben mit einer alternativen DNA entwickeln könnte.<sup id="cite_ref-Hoshika_et_al._2019_1-1" class="reference"><a href="#cite_note-Hoshika_et_al._2019-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup><sup id="cite_ref-Albat_2019_2-0" class="reference"><a href="#cite_note-Albat_2019-2"><span class="cite-bracket">[</span>2<span class="cite-bracket">]</span></a></sup><sup id="cite_ref-Zimmer_2019_3-0" class="reference"><a href="#cite_note-Zimmer_2019-3"><span class="cite-bracket">[</span>3<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>
</p>
<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Aufbau">Aufbau</h2></div>
<p>Natürliche DNA ist ein Molekül, das aus zwei Ketten besteht, die eine <a href="Doppelhelix" title="Doppelhelix">Doppelhelix</a> bilden und die die genetischen Informationen aller bekannten lebenden Organismen und vieler Viren in Form von <a href="Gen" title="Gen">Genen</a> trägt. DNA und <a href="Ribonukleins%C3%A4ure" title="Ribonukleinsäure">Ribonukleinsäure</a> (RNA) sind <a href="Nukleins%C3%A4uren" title="Nukleinsäuren">Nukleinsäuren</a> und neben <a href="Proteine" class="mw-redirect" title="Proteine">Proteinen</a>, <a href="Lipide" title="Lipide">Lipiden</a> und komplexen <a href="Kohlenhydrate" title="Kohlenhydrate">Kohlenhydraten</a> (<a href="Polysaccharide" title="Polysaccharide">Polysaccharide</a>) sind diese Nukleinsäuren einer der vier Haupttypen von <a href="Makromolek%C3%BCl" title="Makromolekül">Makromolekülen</a>, die für alle bekannten Lebensformen essentiell sind. Die beiden DNA-Stränge werden als <a href="Polynukleotid" class="mw-redirect" title="Polynukleotid">Polynukleotide</a> bezeichnet, da sie aus einfacheren monomeren Einheiten, den sogenannten <a href="Nukleotid" class="mw-redirect" title="Nukleotid">Nukleotiden</a>, bestehen. Jedes Nukleotid besteht aus einer von vier stickstoffhaltigen <a href="Nukleobase" class="mw-redirect" title="Nukleobase">Nukleobasen</a> (<a href="Cytosin" title="Cytosin">Cytosin</a> [C], <a href="Guanin" title="Guanin">Guanin</a> [G], <a href="Adenin" title="Adenin">Adenin</a> [A] oder <a href="Thymin" title="Thymin">Thymin</a> [T]), einem Zucker namens <a href="Desoxyribose" title="Desoxyribose">Desoxyribose</a> und einer <a href="Phosphat" class="mw-redirect" title="Phosphat">Phosphatgruppe</a>. Die Nukleotide sind in einer Kette durch <a href="Kovalente_Bindung" title="Kovalente Bindung">kovalente Bindungen</a> zwischen dem Zucker eines Nukleotids und dem Phosphat des nächsten verbunden, was zu einem wechselnden Zucker-Phosphat-Grundgerüst führt. Die stickstoffhaltigen Basen der beiden separaten Polynukleotidstränge sind nach den Regeln der <a href="Basenpaarung" class="mw-redirect" title="Basenpaarung">Basenpaarung</a> (A mit T und C mit G) mit <a href="Wasserstoffbr%C3%BCckenbindung" title="Wasserstoffbrückenbindung">Wasserstoffbrückenbindungen</a> zu doppelsträngiger DNA mit gestreckten, orthogonalen, Basenpaaren verbunden.
</p><p>Hachimoji-DNA hingegen ähnelt der natürlichen DNA, unterscheidet sich aber in der Anzahl und Art der Nukleobasen. Für die Bildung dieser synthetischen DNA werden Nukleobasen verwendet, die nicht in der Natur vorkommen und <a href="Lipophil" class="mw-redirect" title="Lipophil">lipophiler</a> als natürliche Basen sind, und zu einer Standard-Doppelhelix kombiniert, die sich unabhängig von der Reihenfolge der verwendeten Basen bildet. Aufgrund der neuen Reihenfolge der Nukleotide bilden sich mittels entsprechend entwickelter <a href="Enzym" title="Enzym">Enzyme</a> synthetische Hachimoji-Gene, die wiederum <a href="Aptamer" title="Aptamer">Aptamere</a> aus synthetischer Hachimoji-RNA bilden.<sup id="cite_ref-Hoshika_et_al._2019_1-2" class="reference"><a href="#cite_note-Hoshika_et_al._2019-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>
</p><p>In der Hachimoji-DNA kommen die folgenden neuen Basen vor:<sup id="cite_ref-Hoshika_et_al._2019_1-3" class="reference"><a href="#cite_note-Hoshika_et_al._2019-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>
</p>
<table class="wikitable sortable">
<tbody><tr>
<th>Base</th>
<th>Name</th>
<th><a href="Strukturformel" title="Strukturformel">Strukturformel</a>
</th></tr>
<tr>
<th><b>P</b>
</th>
<td><a href="5-Aza-7-deazaguanin" title="5-Aza-7-deazaguanin">5-Aza-7-deazaguanin</a>
</td>
<td><span typeof="mw:File"></span>
</td></tr>
<tr>
<th><b>B</b>
</th>
<td><a href="Isoguanin" title="Isoguanin">Isoguanin</a>
</td>
<td><span typeof="mw:File"></span>
</td></tr>
<tr>
<th><b>rS</b>
</th>
<td><a href="Isocytosin" title="Isocytosin">Isocytosin</a>
</td>
<td><span typeof="mw:File"></span>
</td></tr>
<tr>
<th><b>dS</b>
</th>
<td><a href="1-Methylcytosin" title="1-Methylcytosin">1-Methylcytosin</a>
</td>
<td><span typeof="mw:File"></span>
</td></tr>
<tr>
<th><b>Z</b>
</th>
<td><a href="6-Amino-5-nitropyridin-2-on" title="6-Amino-5-nitropyridin-2-on">6-Amino-5-nitropyridin-2-on</a>
</td>
<td><span typeof="mw:File"></span>
</td></tr></tbody></table>
<p>Dabei bindet <b>S</b> mit <b>B</b> und <b>Z</b> mit <b>P</b>, um Basenpaare zu bilden. <b>dS</b> wird bei der Bildung von DNA genutzt, <b>rS</b> für RNA. Gemeinsam mit den vier in DNA und RNA natürlich vorkommenden Basenpaarungen enthält die resultierende Hachimoji-DNA entsprechend acht verschiedene Basen und vier verschiedene Basenpaare.
</p><p>Ein <a href="Enzym" title="Enzym">Enzym</a> (<a href="Escherichia-Virus_T7" class="mw-redirect" title="Escherichia-Virus T7">T7</a>-<a href="Polymerase" class="mw-redirect" title="Polymerase">Polymerase</a>) wurde von den Forschern für die <i>in-vitro</i>-Transkription von Hachimoji-DNA in Hachimoji-RNA angepasst, die chemische Aktivität in Form eines grün leuchtenden Fluorophors (<a href="Fluoreszenz" title="Fluoreszenz">Fluorochroms</a>) erzeugte.<sup id="cite_ref-PW-20190222_4-0" class="reference"><a href="#cite_note-PW-20190222-4"><span class="cite-bracket">[</span>4<span class="cite-bracket">]</span></a></sup><sup id="cite_ref-Zimmer_2019_3-1" class="reference"><a href="#cite_note-Zimmer_2019-3"><span class="cite-bracket">[</span>3<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>
</p>
<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Siehe_auch">Siehe auch</h2></div>
<ul><li><a href="Chargaff-Regeln" title="Chargaff-Regeln">Chargaff-Regeln</a></li>
<li><a href="DNA#Nicht-Standard-Basen" class="mw-redirect" title="DNA">DNA: Nicht-Standard-Basen</a></li>
<li><a href="Nukleins%C3%A4ure-Nomenklatur" title="Nukleinsäure-Nomenklatur">Nukleinsäure-Nomenklatur</a></li>
<li><a href="XDNA" title="XDNA">xDNA</a></li></ul>
<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Weblinks">Weblinks</h2></div>
<ul><li>Sarah Scoles: <a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.spektrum.de/news/astrobiologie-leben-auf-anderen-welten/2157261">Leben auf anderen Welten</a>. Auf: <a href="Spektrum.de" title="Spektrum.de">spektrum.de</a> vom 9. Juli 2023, aktualisiert am 31. Juli 2023.</li></ul>
<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Einzelnachweise">Einzelnachweise</h2></div>
<ol class="references">
<li id="cite_note-Hoshika_et_al._2019-1"><span class="mw-cite-backlink">↑ <sup><a href="#cite_ref-Hoshika_et_al._2019_1-0">a</a></sup> <sup><a href="#cite_ref-Hoshika_et_al._2019_1-1">b</a></sup> <sup><a href="#cite_ref-Hoshika_et_al._2019_1-2">c</a></sup> <sup><a href="#cite_ref-Hoshika_et_al._2019_1-3">d</a></sup></span> <span class="reference-text">Shuichi Hoshika, Nicole A. Leal, Myong-Jung Kim, Myong-Sang Kim, Nilesh B. Karalkar, Hyo-Joong Kim, Alison M. Bates, Norman E. Watkins Jr., Holly A. SantaLucia, Adam J. Meyer, Saurja DasGupta, Joseph A. Piccirilli, Andrew D. Ellington, John SantaLucia Jr., Millie M. Georgiadis, Steven A. Benner: <i>Hachimoji DNA and RNA: A genetic system with eight building blocks.</i> Science 363 (6429), 22. Februar 2019; S. 884–887. <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<span class="uri-handle" style="white-space:nowrap"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1126/science.aat0971">10.1126/science.aat0971</a></span>.</span>
</li>
<li id="cite_note-Albat_2019-2"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-Albat_2019_2-0">↑</a></span> <span class="reference-text">Daniela Albat: <i><a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.scinexx.de/news/biowissen/dna-mit-acht-buchstaben/">DNA mit acht Buchstaben.</a></i> Scinexx, 22. Februar 2019.</span>
</li>
<li id="cite_note-Zimmer_2019-3"><span class="mw-cite-backlink">↑ <sup><a href="#cite_ref-Zimmer_2019_3-0">a</a></sup> <sup><a href="#cite_ref-Zimmer_2019_3-1">b</a></sup></span> <span class="reference-text"><a href="Carl_Zimmer_(Publizist)" title="Carl Zimmer (Publizist)">Carl Zimmer</a>: <a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.nytimes.com/2019/02/21/science/dna-hachimoji-genetic-alphabet.html"><cite>DNA Gets a New — and Bigger — Genetic Alphabet.</cite></a> In: <cite><a href="The_New_York_Times" title="The New York Times">The New York Times</a></cite>, 21. Februar 2019. Abgerufen am 22. Februar 2019 (englisch).<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&rft.type=newspaperArticle&rft.subject=News&rft.aufirst=Carl&rft.aulast=Zimmer&rft.title=DNA+Gets+a+New+%E2%80%94+and+Bigger+%E2%80%94+Genetic+Alphabet.&rft.identifier=https%3A%2F%2Fwww.nytimes.com%2F2019%2F02%2F21%2Fscience%2Fdna-hachimoji-genetic-alphabet.html&rft.source=%5B%5BThe+New+York+Times%5D%5D&rft.date=2019-02-21&rft.language=en"> </span></span>
</li>
<li id="cite_note-PW-20190222-4"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-PW-20190222_4-0">↑</a></span> <span class="reference-text">Bello Dumé: <a rel="nofollow" class="external text" href="https://physicsworld.com/a/hachimoji-dna-doubles-the-genetic-code/"><cite>Hachimoji DNA doubles the genetic code</cite></a> In: <cite><a href="Physics_World" title="Physics World">Physics World</a></cite>, 22. Februar 2019. Abgerufen am 7. März 2019 (englisch).<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&rft.type=newspaperArticle&rft.subject=News&rft.aufirst=Bello&rft.aulast=Dum%C3%A9&rft.title=Hachimoji+DNA+doubles+the+genetic+code&rft.identifier=https%3A%2F%2Fphysicsworld.com%2Fa%2Fhachimoji-dna-doubles-the-genetic-code%2F&rft.source=%5B%5BPhysics+World%5D%5D&rft.date=2019-02-22&rft.language=en"> </span></span>
</li>
</ol></div><!--htdig_noindex--><div><div class="zim-footer">
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