Doppelhelix

    Die Doppelhelix (Plural: Doppelhelices; griech. hélix: Windung, Spirale) ist ein geometrisches Gebilde, bei dem – im Gegensatz zur einfachen Helix – das Motiv der Windung doppelt auftaucht.

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Man unterscheidet zwei Formen von Doppelhelices:

• Typ 1 besteht aus zwei umeinanderlaufenden einfachen Helices, man bezeichnet ihn auch als zweigängige Schraube (Abb. 1)
• Typ 2 besteht im Gegensatz dazu aus nur einem Strang. Dieser ist zu einer Helix gewunden, die ihrerseits wiederum zu einer Helix mit größerem Radius gewunden ist. Diesen Typ nennt man auch Doppelwendel (Abb. 2).

Biochemie

In der Biochemie wird der Begriff Doppelhelix zumeist für den ersten Typ gebraucht (Abb. 1). Er bezeichnet zwei parallele Stränge von Makromolekülen, die wie eine Spirale, schraubenartig einander umlaufen. Das prominenteste Beispiel ist wohl die in allen Lebewesen vorkommende DNA-Doppelhelix. Der Verlauf der DNA-Stränge ist hierbei zusätzlich noch gegenläufig (antiparallel). Die eigentlichen Helices (rot und grün) werden vom Rückgrat der DNA gebildet, das aus Phosphaten und Zuckern besteht. Die sogenannten „Sprossen“ (schwarz) sind die Basen, die die beiden Einzelstränge über Wasserstoffbrückenbindungen verbinden.

Eine spezielle Form der Doppelhelix findet sich beispielsweise in der Struktur von Aktinfilamenten. Das Besondere bei diesem Strukturprotein ist, dass die Einzelstränge bei dieser Doppelhelix vom Typ 1 selbst zu einer Helix gewunden sind, für sich also eine Doppelwendel vom Typ 2 darstellen.

In solchen Fällen spricht man von einer Coiled-Coil-Struktur, bei der bis zu sieben Einzelstränge beteiligt sein können.

Technik

 Bei Glühwendeln in Glühlampen findet sich der zweite Typ. Diese Doppelwendeln (Abb. 2) bestehen aus einem gewendelten Draht, der seinerseits noch einmal zu einer Wendel geformt ist. Dadurch ist es möglich einen längeren Draht auf einer kurzen Strecke unterzubringen und es wird außerdem erreicht, dass sich die einzelnen Windungen gegenseitig aufheizen. Doppelwendeln werden daher in Glühlampen für höhere Spannungen (oft bereits ab 24 Volt) eingesetzt, um eine hohe Lichtausbeute und Leuchtdichte zu erreichen.

Astronomie

In der Nähe des Zentrums der Milchstraße befindet sich eine ungefähr 80 Lichtjahre lange Staubwolke in Form einer Doppelhelix, in der sich zwei Nebelstränge umeinander winden. Die Längsachse der gigantischen Doppelhelixstruktur ist hierbei auf das 300 Lichtjahre entfernte supermassive Schwarze Loch Sagittarius A* im Zentrum der Milchstraße ausgerichtet, dessen extrem starkes Magnetfeld mit der Materie der Staubwolke interagiert ([1]).