Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Spickzettel für zelluläre Kraftwerke – Wie Gene in den Mitochondrien abgeschrieben werden

26.09.2011
Mitochondrien sind die Kraftwerke der Zellen: Sie liefern Energie, indem sie Nährstoffe in die universelle Energiewährung der Zelle – das ATP – umwandeln.

Eine eigene mitochondriale DNA, die nur über die mütterliche Linie vererbt wird, trägt einige für diese Aufgabe essenzielle Gene. Der erste Schritt bei der Umsetzung der genetischen Information ist die Transkription, bei der die Gene durch ein spezielles Enzym – die mitochondriale RNA-Polymerase – kopiert und in RNA übersetzt werden. Die Struktur der mitochondrialen RNA-Polymerase war bisher unbekannt und ihre Funktion schlecht verstanden.

Dem LMU-Biochemiker Professor Patrick Cramer, Leiter des Genzentrums, gelang es nun gemeinsam mit Professor Dmitry Temiakov von der University of Medicine and Dentistry of New Jersey (USA), die Architektur dieser molekularen Kopiermaschine aufzuklären. „Mithilfe einer Synchrotonquelle und der sogenannten Röntgenbeugungsmethode konnten wir die erste dreidimensionale Struktur einer menschlichen Polymerase, der mitochondrialen RNA-Polymerase, im atomaren Detail darstellen“, erklärt Cramer.

Interessanterweise zeigt die Struktur Ähnlichkeit mit RNA-Polymerasen sogenannter Phagen. Phagen sind eine Art Viren, die ausschließlich Bakterien infizieren. Inzwischen ist weitgehend anerkannt, dass Mitochondrien von ursprünglich eigenständigen Bakterien abstammen, die in einem frühen Stadium der Evolution in die Zelle aufgenommen wurden. Die beobachtete Ähnlichkeit der RNA-Polymerasen von Mitochondrien und Phagen bringt Einsichten in die Evolution der Mitochondrien und ihres Genoms. Im Lauf der Evolution hat sich wohl eine frühe Phagen-Polymerase so weiterentwickelt, dass die Genaktivierung in Mitochondrien regulierbar wurde.

Die Struktur gibt zudem Hinweise, wie die molekulare Kopiermaschine funktioniert: „Insbesondere wird durch die Strukturaufklärung deutlich, warum zwei weitere Proteinfaktoren dafür notwendig sind, dass die RNA-Polymerase an der richtigen Stelle an die DNA bindet und nur von dort aus die genetische Information zugänglich macht“, so Cramer. Die Ergebnisse der Wissenschaftler stellen einen wichtigen ersten Schritt dar, um Funktion und Regulation des Genoms menschlicher Mitochondrien aufzuklären. Dies ist auch medizinisch relevant: Einige Medikamente gegen virale Infektionen, etwa durch das Hepatitis C Virus, haben wohl deshalb starke Nebenwirkungen, weil sie nicht nur die Virus-Polymerase, sondern auch die mitochondriale RNA-Polymerase hemmen. Die Hoffnung der Forscher ist nun, dass ihre Ergebnisse helfen, verträglichere Medikamente zu entwickeln. (göd)

Publikation:
„Structure of human mitochondrial RNA polymerase”;
R. Ringel, M. Sologub, Y.I. Morozov, D. Litonin, P. Cramer, D. Temiakov;
Nature online, 25.09.2011
DOI: 10.1038/nature10435
Ansprechpartner:
Prof. Dr. Patrick Cramer
Direktor Department Biochemie und Genzentrum der LMU
Fakultät für Chemie und Pharmazie
Tel.: 089 / 2180 - 76965
Fax: 089 / 2180 - 76998
E-Mail: cramer@lmb.uni-muenchen.de

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

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Dichtes Gefäßnetz reguliert Bildung von Thrombozyten im Knochenmark
25.07.2017 | Rudolf-Virchow-Zentrum für Experimentelle Biomedizin der Universität Würzburg

nachricht Welcher Scotch ist es?
25.07.2017 | Gesellschaft Deutscher Chemiker 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: Kohlenstoff-Nanoröhrchen verwandeln Strom in leuchtende Quasiteilchen

Starke Licht-Materie-Kopplung in diesen halbleitenden Röhrchen könnte zu elektrisch gepumpten Lasern führen

Auch durch Anregung mit Strom ist die Erzeugung von leuchtenden Quasiteilchen aus Licht und Materie in halbleitenden Kohlenstoff-Nanoröhrchen möglich....

Im Focus: Carbon Nanotubes Turn Electrical Current into Light-emitting Quasi-particles

Strong light-matter coupling in these semiconducting tubes may hold the key to electrically pumped lasers

Light-matter quasi-particles can be generated electrically in semiconducting carbon nanotubes. Material scientists and physicists from Heidelberg University...

Im Focus: Breitbandlichtquellen mit flüssigem Kern

Jenaer Forschern ist es gelungen breitbandiges Laserlicht im mittleren Infrarotbereich mit Hilfe von flüssigkeitsgefüllten optischen Fasern zu erzeugen. Mit den Fasern lieferten sie zudem experimentelle Beweise für eine neue Dynamik von Solitonen – zeitlich und spektral stabile Lichtwellen – die aufgrund der besonderen Eigenschaften des Flüssigkerns entsteht. Die Ergebnisse der Arbeiten publizierte das Jenaer Wissenschaftler-Team vom Leibniz-Instituts für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT), dem Fraunhofer-Insitut für Angewandte Optik und Feinmechanik, der Friedrich-Schiller-Universität Jena und des Helmholtz-Insituts im renommierten Fachblatt Nature Communications.

Aus einem ultraschnellen intensiven Laserpuls, den sie in die Faser einkoppeln, erzeugen die Wissenschaftler ein, für das menschliche Auge nicht sichtbares,...

Im Focus: Flexible proximity sensor creates smart surfaces

Fraunhofer IPA has developed a proximity sensor made from silicone and carbon nanotubes (CNT) which detects objects and determines their position. The materials and printing process used mean that the sensor is extremely flexible, economical and can be used for large surfaces. Industry and research partners can use and further develop this innovation straight away.

At first glance, the proximity sensor appears to be nothing special: a thin, elastic layer of silicone onto which black square surfaces are printed, but these...

Im Focus: 3-D scanning with water

3-D shape acquisition using water displacement as the shape sensor for the reconstruction of complex objects

A global team of computer scientists and engineers have developed an innovative technique that more completely reconstructs challenging 3D objects. An ancient...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

2. Spitzentreffen »Industrie 4.0 live«

25.07.2017 | Veranstaltungen

Gipfeltreffen der String-Mathematik: Internationale Konferenz StringMath 2017

24.07.2017 | Veranstaltungen

Von atmosphärischen Teilchen bis hin zu Polymeren aus nachwachsenden Rohstoffen

24.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

IT-Experten entdecken Chancen für den Channel-Markt

25.07.2017 | Unternehmensmeldung

Erst hot dann Schrott! – Elektronik-Überhitzung effektiv vorbeugen

25.07.2017 | Seminare Workshops

Dichtes Gefäßnetz reguliert Bildung von Thrombozyten im Knochenmark

25.07.2017 | Biowissenschaften Chemie