Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Molekularer Grenzverkehr – Protein verknüpft wichtigste Schritte der Genexpression

25.05.2010
Die Genexpression ist einer der elementaren Prozesse des Lebens. Dabei wird in einer Vielzahl von Einzelschritten die genetische Information in Proteine übertragen.

Zunächst wird in der Transkription die genetische Information des Erbmoleküls DNA in das Botenmolekül mRNA übertragen, das dann den Zellkern verlässt. Denn erst im Zellinneren, dem Zytoplasma, wird anhand dieser Vorlage in der sog. Translation das kodierte Protein synthetisiert.

Die LMU-Biologin Dr. Katja Sträßer untersucht, wie diese verschiedenen Schritte miteinander verbunden sind und wie diese Verbindungen die Genexpression effizienter machen. Zusammen mit ihren Mitarbeitern konnte sie nun nachweisen, dass das RNA-bindende Protein Sro9 die Transkription mit der Translation verknüpft. „Das Protein pendelt zwischen dem Zellkern und dem Zytoplasma hin und her“, sagt Sträßer. „Wir vermuten, dass Sro9 schon in der Transkription an das neu synthetisierte mRNA-Molekül bindet und mit diesem aus dem Zellkern exportiert wird, weil es auch für eine effiziente Translation benötigt wird. Sro9 würde damit die auf zellulärer Ebene weit entfernten Schritte der Transkription und Translation funktionell verbinden – und auf diese Weise eine effiziente Genexpression sowie eine Qualitätskontrolle ermöglichen.“ (RNA online, 21. Mai 2010)

Alle lebenden Zellen enthalten im Kern fadenförmige DNA-Moleküle, die aus Tausenden von Genen bestehen. Diese tragen die Bauinformation für Proteine, die Funktionsträger der Zelle. Doch der Weg von der genetischen Information zum Protein ist weit: Zunächst muss in der sogenannten Transkription das betreffende Gen in RNA übersetzt werden, eine der DNA nahe verwandte Nukleinsäure. Dabei entsteht das Botenmolekül mRNA, das die genetische Information aus dem Zellkern trägt, damit sie im Zytoplasma in das entsprechende Protein umgesetzt werden kann. Proteine wiederum sind die wichtigsten Funktionsträger der Zelle mit einer Vielzahl von Aufgaben, etwa als Enzyme und Transportmoleküle.

„Das wiederum macht die Genexpression zu einem der wichtigsten Prozesse allen Lebens“, betont Sträßer. „Bislang aber wurden Transkription und Translation nicht nur räumlich, sondern auch funktionell als weitgehend getrennte Prozesse gesehen.“ Mittlerweile weiß man, dass die mRNA, die bei der Transkription entsteht und in der Translation abgelesen wird, von einer Vielzahl von Proteinen bedeckt ist – die vermutlich auch bei späteren Schritten der Genexpression eine Rolle spielen. Es wird sogar vermutet, dass diese Proteine, etwa über ihre jeweils spezifische Zusammensetzung, auf einer ganz eigenen Ebene zur Regulation der Genexpression beitragen.

Vom Protein Sro9 war bekannt, dass es bei der Transkription, der Translation und der Stabilisierung der mRNA eine Rolle spielt. Sträßer und ihre Mitarbeiter konnten nun zeigen, dass Sro9 zu aktiv transkribierten Genen rekrutiert wird und zwischen dem Zellkern und dem Zytoplasma pendelt. „Nach unserem Modell bindet das Protein an das mRNA-Molekül schon während dessen Synthese, um diesen Vorgang zu unterstützen“, sagt Sträßer. „Mit dem Botenmolekül gelangt Sro9 aus dem Zellkern, um dann auch zur Translation beizutragen. Möglicherweise gehört Sro9 zur wachsenden Gruppe von Proteinen, die einzelne Prozesse der Genexpression im Zellkern mit denen im Zytoplasma verknüpfen. Die Kopplung verschiedener Schritte der Genexpression macht diese wiederum effizient – und ermöglicht eine Qualitätskontrolle.“ (suwe)

Diese Arbeit wurde von dem Exzellenzcluster „Center for Integrated Protein Science Munich“ (CIPSM), dem SFB 646 „Regulatory Networks in Genome Expression and Maintenance“ und einem ERC Starting Grant der EU gefördert.

Publikation:
„Nucleocytoplasmic shuttling of the La-motif containing protein Sro9 might link its nuclear and cytoplasmic functions”,
Susanne Röther, Cornelia Burkert, Katharina M. Brünger, Andreas Mayer, Anja Kieser, and Katja Sträßer
RNA online, 21. Mai 2010
DOI: 10.1261/rna.2089110
Ansprechpartner:
Dr. Katja Sträßer
Genzentrum der LMU
Tel.: 089 / 2180 - 76937
E-Mail: strasser@lmb.uni-muenchen.de

Luise Dirscherl | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-muenchen.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wirt oder Gast? Proteomik gibt neue Aufschlüsse über Reaktion von Rifforganismen auf Umweltstress
23.02.2018 | Leibniz-Zentrum für Marine Tropenforschung (ZMT)

nachricht Wie Zellen unterschiedlich auf Stress reagieren
23.02.2018 | Max-Planck-Institut für molekulare Genetik

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: Vorstoß ins Innere der Atome

Mit Hilfe einer neuen Lasertechnologie haben es Physiker vom Labor für Attosekundenphysik der LMU und des MPQ geschafft, Attosekunden-Lichtblitze mit hoher Intensität und Photonenenergie zu produzieren. Damit konnten sie erstmals die Interaktion mehrere Photonen in einem Attosekundenpuls mit Elektronen aus einer inneren atomaren Schale beobachten konnten.

Wer die ultraschnelle Bewegung von Elektronen in inneren atomaren Schalen beobachten möchte, der benötigt ultrakurze und intensive Lichtblitze bei genügend...

Im Focus: Attoseconds break into atomic interior

A newly developed laser technology has enabled physicists in the Laboratory for Attosecond Physics (jointly run by LMU Munich and the Max Planck Institute of Quantum Optics) to generate attosecond bursts of high-energy photons of unprecedented intensity. This has made it possible to observe the interaction of multiple photons in a single such pulse with electrons in the inner orbital shell of an atom.

In order to observe the ultrafast electron motion in the inner shells of atoms with short light pulses, the pulses must not only be ultrashort, but very...

Im Focus: Good vibrations feel the force

Eine Gruppe von Forschern um Andrea Cavalleri am Max-Planck-Institut für Struktur und Dynamik der Materie (MPSD) in Hamburg hat eine Methode demonstriert, die es erlaubt die interatomaren Kräfte eines Festkörpers detailliert auszumessen. Ihr Artikel Probing the Interatomic Potential of Solids by Strong-Field Nonlinear Phononics, nun online in Nature veröffentlich, erläutert, wie Terahertz-Laserpulse die Atome eines Festkörpers zu extrem hohen Auslenkungen treiben können.

Die zeitaufgelöste Messung der sehr unkonventionellen atomaren Bewegungen, die einer Anregung mit extrem starken Lichtpulsen folgen, ermöglichte es der...

Im Focus: Good vibrations feel the force

A group of researchers led by Andrea Cavalleri at the Max Planck Institute for Structure and Dynamics of Matter (MPSD) in Hamburg has demonstrated a new method enabling precise measurements of the interatomic forces that hold crystalline solids together. The paper Probing the Interatomic Potential of Solids by Strong-Field Nonlinear Phononics, published online in Nature, explains how a terahertz-frequency laser pulse can drive very large deformations of the crystal.

By measuring the highly unusual atomic trajectories under extreme electromagnetic transients, the MPSD group could reconstruct how rigid the atomic bonds are...

Im Focus: Verlässliche Quantencomputer entwickeln

Internationalem Forschungsteam gelingt wichtiger Schritt auf dem Weg zur Lösung von Zertifizierungsproblemen

Quantencomputer sollen künftig algorithmische Probleme lösen, die selbst die größten klassischen Superrechner überfordern. Doch wie lässt sich prüfen, dass der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Von festen Körpern und Philosophen

23.02.2018 | Veranstaltungen

Spannungsfeld Elektromobilität

23.02.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2018

21.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Vorstoß ins Innere der Atome

23.02.2018 | Physik Astronomie

Wirt oder Gast? Proteomik gibt neue Aufschlüsse über Reaktion von Rifforganismen auf Umweltstress

23.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Wie Zellen unterschiedlich auf Stress reagieren

23.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics