Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wo und wie beginnt die Übersetzung des genetischen Codes?

07.01.2008
Neuer Mechanismus der Translationsinitiation auf der mRNA von Archaea entdeckt - bei der Mehrzahl der in salzreichen Umgebungen lebenden Arten fehlen nicht kodierende Bereiche (UTRs) vor einer Protein kodierenden Sequenz

Wie der genetische Code der Lebewesen in Proteine übersetzt wird, wie also die so genannte Translation funktioniert, das glaubte man seit Jahren perfekt verstanden zu haben. Doch der Teufel steckt im Detail, fand jetzt die Arbeitsgruppe um den Frankfurter Genetiker Prof. Jörg Soppa heraus.

An Archaea, die neben den zellkernlosen Bakterien und zellkerntragenden Organismen wie Tieren, Pilzen und Pflanzen (Eucaryota) die dritte Klasse von Lebewesen bilden, fanden die Forscher eine neue Art der so genannten Translationsinitiation. Hinter diesem Begriff verbirgt sich der Mechanismus, der einem Ribosom anzeigt, an welcher Stelle der Code für eine Proteinsequenz auf der mRNA beginnt. Ribosome sind Makromoleküle, die in den Zellen die Funktion der Proteinfabriken übernehmen, die mRNA (Boten-Ribonukleinsäure oder messenger-RNA) übermittelt ihnen die in der DNA gespeicherte genetische Information zur weiteren Verarbeitung.

"Es war vollkommen unerwartet, bei einer so zentralen Funktion der Zelle wie der Translation, die seit Jahrzehnten untersucht wird, auf einen neuen Mechanismus zu stoßen", erklärt Soppa, dessen Ergebnisse in der angesehenen Zeitschrift PLoS Genetics veröffentlicht wurden.

... mehr zu:
»Archaea »Bakterien »Code »Protein »Ribosom »Translation

Um die in der DNA eines Lebewesens gespeicherte Information in reale Protein-Strukturen umsetzen zu können, muss die DNA zunächst in Boten-Ribonukleinsäuren (mRNAs) übersetzt werden (Transkription). In einem zweiten Schritt, der Translation, stellen dann die Ribosomen Proteine gemäß der Informationen der mRNAs her. Bisher war man davon ausgegangen, dass die Translationsinitiation bei Archaea ähnlich abläuft wie bei ?normalen? Bakterien. Dort können mRNAs mehrere für Proteine kodierende Bereiche enthalten, die jeweils durch nichtkodierende Bereiche getrennt sind. Die Information, wo die Übersetzung einer mRNA in ein Protein jeweils starten soll, ist im davor liegenden UTR (einem nicht kodierenden Bereich) lokalisiert.

Etwa drei bis zehn Nukleotide vor dem Translationsstart liegt ein nach seinen Entdeckern Shine-Dalgarno-Sequenz genanntes Motiv, das mit dem Ribosom wechselwirkt und dieses für den Beginn der Translation positioniert. Bislang wurde angenommen, dass die Shine-Dalgarno-Sequenz für die Translationsinitiation bei fast allen prokaryontischen mRNAs essentiell ist. Als Ausnahmen waren nur mRNAs bekannt, die keine 5'-UTR enthalten. Der Mechanismus der Translationsinitiation an solchen mRNAs ist bislang nur wenig untersucht worden, er unterscheidet sich allerdings deutlich von dem Mechanismus der Initiation an normalen, 5'-UTR-haltigen mRNAs.

Soppas Charakterisierung von 40 mRNAs von Archaea hat nun ergeben, dass die Mehrzahl von ihnen keine 5'-UTR enthält. Untersucht wurden zwei Arten halophiler Archaea, die salzreiche Umgebungen bevorzugen. Zumindest bei ihnen bildet der Mechanismus der Translationsregulation, der bei Bakterien als Ausnahme betrachtet wird, den Regelfall. Noch überraschender war jedoch, dass die mRNAs mit 5'-UTR keine Shine-Dalgarno Sequenz enthielten. In einer bioinformatischen Analyse wurde gezeigt, dass dies für das gesamte Genom zutrifft und die Anwesenheit einer Shine-Dalgarno Sequenz vor einem kodierenden Bereich bei den untersuchten Arten eine Seltenheit ist. An einigen Beispielen wurde außerdem bewiesen, dass die 5'-UTRs ohne Shine-Dalgarno-Sequenz trotzdem in der Zelle effizient ?übersetzt? werden. Die Forschungen der nächsten Jahre sollen zeigen, wie dieser neue Mechanismus funktioniert, welche Komponenten beteiligt sind, und wie weit verbreitet er in anderen Archaea oder auch in Bakterien ist.

Artikel im Internet:
http://genetics.plosjournals.org/perlserv/?request=get-document&doi=10.1371/journal.pgen.0030229
Informationen: Prof. Jörg Soppa, Institut für Molekulare Biowissenschaften, Campus Niederrad, Max-von-Laue-Str. 9,

60438 Frankfurt. Tel: (069) 798-29564, Soppa@bio.uni-frankfurt.de

Dr. Anne Hardy | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-frankfurt.de
http://genetics.plosjournals.org/perlserv/?request=get-document&doi=10.1371/journal.pgen.0030229

Weitere Berichte zu: Archaea Bakterien Code Protein Ribosom Translation

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Bakterieller Untermieter macht Blattnahrung für Käfer verdaulich
17.11.2017 | Max-Planck-Institut für chemische Ökologie

nachricht Neues Werkzeug für gezielten Proteinabbau
17.11.2017 | Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Im Focus: «Kosmische Schlange» lässt die Struktur von fernen Galaxien erkennen

Die Entstehung von Sternen in fernen Galaxien ist noch weitgehend unerforscht. Astronomen der Universität Genf konnten nun erstmals ein sechs Milliarden Lichtjahre entferntes Sternensystem genauer beobachten – und damit frühere Simulationen der Universität Zürich stützen. Ein spezieller Effekt ermöglicht mehrfach reflektierte Bilder, die sich wie eine Schlange durch den Kosmos ziehen.

Heute wissen Astronomen ziemlich genau, wie sich Sterne in der jüngsten kosmischen Vergangenheit gebildet haben. Aber gelten diese Gesetzmässigkeiten auch für...

Im Focus: A “cosmic snake” reveals the structure of remote galaxies

The formation of stars in distant galaxies is still largely unexplored. For the first time, astron-omers at the University of Geneva have now been able to closely observe a star system six billion light-years away. In doing so, they are confirming earlier simulations made by the University of Zurich. One special effect is made possible by the multiple reflections of images that run through the cosmos like a snake.

Today, astronomers have a pretty accurate idea of how stars were formed in the recent cosmic past. But do these laws also apply to older galaxies? For around a...

Im Focus: Pflanzenvielfalt von Wäldern aus der Luft abbilden

Produktivität und Stabilität von Waldökosystemen hängen stark von der funktionalen Vielfalt der Pflanzengemeinschaften ab. UZH-Forschenden gelang es, die Pflanzenvielfalt von Wäldern durch Fernerkundung mit Flugzeugen in verschiedenen Massstäben zu messen und zu kartieren – von einzelnen Bäumen bis hin zu ganzen Artengemeinschaften. Die neue Methode ebnet den Weg, um zukünftig die globale Pflanzendiversität aus der Luft und aus dem All zu überwachen.

Ökologische Studien zeigen, dass die Pflanzenvielfalt zentral ist für das Funktionieren von Ökosys-temen. Wälder mit einer höheren funktionalen Vielfalt –...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungen

Roboter für ein gesundes Altern: „European Robotics Week 2017“ an der Frankfurt UAS

17.11.2017 | Veranstaltungen

Börse für Zukunftstechnologien – Leichtbautag Stade bringt Unternehmen branchenübergreifend zusammen

17.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungsnachrichten

IHP präsentiert sich auf der productronica 2017

17.11.2017 | Messenachrichten

Roboter schafft den Salto rückwärts

17.11.2017 | Innovative Produkte