Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Biologische Zahnräder treiben zelluläre Maschine zur Eiweißproduktion an

02.12.2010
Forschergruppe löst Grundproblem der Molekularbiologie

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Charité – Universitätsmedizin Berlin haben in Zusammenarbeit mit Arbeitsgruppen an mehreren deutschen und US-amerikanischen Forschungsstandorten eine Schlüsselfrage bei der Herstellung von Eiweißen in der Zelle beantworten können. Eine mögliche Anwendung dieser Entdeckung sehen die Forscher, deren Arbeit im führenden Fachmagazin „Nature“* veröffentlicht wurde, in der Entwicklung von verbesserten Antibiotika.

Eiweiße entstehen im Zusammenspiel zweier Ribonukleinsäuren (RNS) in den Ribosomen, den „Eiweißfabriken“ der Zelle. Dabei wird der Bauplan der Eiweiße, die sogenannte Boten-RNS, wie ein Magnetfilm an der Nahtstelle zwischen den beiden Untereinheiten des Ribosoms abgelesen. Anschließend werden die Eiweiße kettenartig aus Aminosäuren aufgebaut. Leser der Boten-RNS und gleichzeitig Träger der Aminosäuren sind die Transfer-RNS. Diese transportieren die zum Aufbau der Eiweiße benötigten Aminosäuren solange zum Ort der Synthese, bis der Bauplan das Ende dieser Arbeit signalisiert. Damit ist der genetische Code, der in der Abfolge der Nukleinsäuren gespeichert ist, von der Nukleinsäurewelt in ein Produkt der Proteinwelt übersetzt worden. Das fertige Eiweiß verlässt dann über einen Tunnel das Ribosom. Unklar war bislang, wie die Boten-RNS und die Transfer-RNS durch das Ribosom bewegt werden.

Den Forschern und Forscherinnen aus Berlin, Marburg, München, Frankfurt/Main, Los Alamos, San Diego, Tallahassee und Houston gelang es nun zu dokumentieren, dass die Bewegung durch gegenläufige Drehungen der beiden Untereinheiten des Ribosoms zustande kommt. „Dabei wird Wärmeenergie genutzt. Diese sorgt für die interne Bewegung des Ribosoms, und dadurch wiederum werden Transfer- und Boten-RNS durch das Ribosom bewegt“, erklärt Prof. Christian Spahn, Direktor des Instituts für Medizinische Physik und Biophysik am Campus Charité Mitte, der die multinationale Forschungsgruppe koordinierte. Vergleichen lässt sich die Arbeit der Untereinheiten des Ribosoms mit einer mechanischen Ratsche. Eine Schlüsselstellung nimmt dabei die Kopfdomäne der kleinen Untereinheit ein, welche die Transfer-RNS wie auf einem Fließband herbeitransportiert. Moderiert wird der Vorgang von einem Helferprotein, das so zu sagen als dynamische Sperrklinke dient und die Bewegung in Zielrichtung gewährleistet.

Die Lösung dieses langjährigen Problems der Molekularbiologie wurde durch die strukturelle Untersuchung mittels dreidimensionaler Kryo-Elektronenmikroskopie ermöglicht. Bei dieser Methode werden die Ribosomen in flüssigem Ethan bei minus 192 Grad Celsius schockgefroren und mehrere 100.000 zweidimensionale Einzelbilder von Ribosomen nach Sortierung in zwei dreidimensionale Rekonstruktionen zurückprojiziert.

*Andreas H. Ratje et al.: Head swivel on the ribosome facilitates translocation by means of intra-subunit tRNA hybrid sites. In: Nature, Volume 468, 02 Dezember 2010, 713–716. DOI: 10.1038/nature09547

Kontakt:
Prof. Christian Spahn
Institut für Medizinische Physik und Biophysik
Campus Charité Mitte
t: +49 30 450 524 131
christian.spahn[at]charite.de

Stefanie Winde | idw
Weitere Informationen:
http://www.charite.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Feinste organische Partikel in der Atmosphäre sind häufiger glasartig als flüssige Öltröpfchen
21.04.2017 | Max-Planck-Institut für Chemie

nachricht Darmflora beeinflusst das Altern
21.04.2017 | Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V.

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: Immunzellen helfen bei elektrischer Reizleitung im Herzen

Erstmals elektrische Kopplung von Muskelzellen und Makrophagen im Herzen nachgewiesen / Erkenntnisse könnten neue Therapieansätze bei Herzinfarkt und Herzrhythmus-Störungen ermöglichen / Publikation am 20. April 2017 in Cell

Makrophagen, auch Fresszellen genannt, sind Teil des Immunsystems und spielen eine wesentliche Rolle in der Abwehr von Krankheitserregern und bei der...

Im Focus: Tief im Inneren von M87

Die Galaxie M87 enthält ein supermassereiches Schwarzes Loch von sechs Milliarden Sonnenmassen im Zentrum. Ihr leuchtkräftiger Jet dominiert das beobachtete Spektrum über einen Frequenzbereich von 10 Größenordnungen. Aufgrund ihrer Nähe, des ausgeprägten Jets und des sehr massereichen Schwarzen Lochs stellt M87 ein ideales Laboratorium dar, um die Entstehung, Beschleunigung und Bündelung der Materie in relativistischen Jets zu erforschen. Ein Forscherteam unter der Leitung von Silke Britzen vom MPIfR Bonn liefert Hinweise für die Verbindung von Akkretionsscheibe und Jet von M87 durch turbulente Prozesse und damit neue Erkenntnisse für das Problem des Ursprungs von astrophysikalischen Jets.

Supermassereiche Schwarze Löcher in den Zentren von Galaxien sind eines der rätselhaftesten Phänomene in der modernen Astrophysik. Ihr gewaltiger...

Im Focus: Deep inside Galaxy M87

The nearby, giant radio galaxy M87 hosts a supermassive black hole (BH) and is well-known for its bright jet dominating the spectrum over ten orders of magnitude in frequency. Due to its proximity, jet prominence, and the large black hole mass, M87 is the best laboratory for investigating the formation, acceleration, and collimation of relativistic jets. A research team led by Silke Britzen from the Max Planck Institute for Radio Astronomy in Bonn, Germany, has found strong indication for turbulent processes connecting the accretion disk and the jet of that galaxy providing insights into the longstanding problem of the origin of astrophysical jets.

Supermassive black holes form some of the most enigmatic phenomena in astrophysics. Their enormous energy output is supposed to be generated by the...

Im Focus: Neu entdeckter Exoplanet könnte bester Kandidat für die Suche nach Leben sein

Supererde in bewohnbarer Zone um aktivitätsschwachen roten Zwergstern gefunden

Ein Exoplanet, der 40 Lichtjahre von der Erde entfernt einen roten Zwergstern umkreist, könnte in naher Zukunft der beste Ort sein, um außerhalb des...

Im Focus: Resistiver Schaltmechanismus aufgeklärt

Sie erlauben energiesparendes Schalten innerhalb von Nanosekunden, und die gespeicherten Informationen bleiben auf Dauer erhalten: ReRAM-Speicher gelten als Hoffnungsträger für die Datenspeicher der Zukunft.

Wie ReRAM-Zellen genau funktionieren, ist jedoch bisher nicht vollständig verstanden. Insbesondere die Details der ablaufenden chemischen Reaktionen geben den...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Smart-Data-Forschung auf dem Weg in die wirtschaftliche Praxis

21.04.2017 | Veranstaltungen

Baukultur: Mehr Qualität durch Gestaltungsbeiräte

21.04.2017 | Veranstaltungen

Licht - ein Werkzeug für die Laborbranche

20.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Intelligenter Werkstattwagen unterstützt Mensch in der Produktion

21.04.2017 | HANNOVER MESSE

Forschungszentrum Jülich auf der Hannover Messe 2017

21.04.2017 | HANNOVER MESSE

Smart-Data-Forschung auf dem Weg in die wirtschaftliche Praxis

21.04.2017 | Veranstaltungsnachrichten