Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Was Chromosomen im Innersten zusammenhält

22.05.2015

Alle Lebewesen bestehen aus Zellen, die aus der Teilung anderer Zellen hervorgegangen sind. Damit die Erbinformation während der Zellteilung passgenau auf die beiden Tochterzellen verteilt werden kann, müssen die DNA-Fäden geordnet und eng verpackt vorliegen.

Am Max-Planck-Institut (MPI) für Biochemie in Martinsried bei München haben Wissenschaftler jetzt entschlüsselt, wie dieser Verpackungsvorgang in Bakterien funktioniert. Ihre Untersuchungen zeigten, dass der SMC-Proteinkomplex Teile der DNA wie eine Klammer zusammenhält und so für Ordnung sorgt. Fehler in der Verteilung der Erbinformation können zu Krebs oder Erbdefekten wie zum Beispiel Trisomie 21 führen.


Der SMC-Proteinkomplex (grün, blau, orange) umfasst die DNA (grau) wie eine Klammer und sorgt so für Ordnung.

Larissa Wilhelm / Copyright: MPI für Biochemie

In jeder menschlichen Zelle müssen etwa zwei Meter DNA in einem Zellkern untergebracht werden, der nur einen Durchmesser von wenigen Tausendstel Millimetern hat. Die DNA ist im Zellkern in einzelnen Chromosomen organisiert. Um für einen sicheren Transport der DNA bei der Zellteilung zu sorgen, müssen diese langen und verknäulten DNA-Fäden dicht verpackt werden.

Dieser Schritt ist bisher nur in groben Ansätzen verstanden. Eine Schlüsselrolle spielen hierbei die SMC- Proteinkomplexe, die aus zwei Proteinarmen (SMC) und einem Bindeglied (Kleisin) bestehen. Gemeinsam bilden sie eine ringartige Struktur. „Wie wichtig diese Proteinkomplexe sind, wird auch dadurch deutlich, dass der SMC-Komplex vom Bakterium bis zum Menschen ähnlich aufgebaut ist und funktioniert“, erläutert Larissa Wilhelm, Doktorandin am MPI für Biochemie.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, wie der SMC- Komplex DNA verpacken kann. Er könnte die einzelnen DNA-Fäden zum Beispiel zusammenkleben. Wie die Max-Planck-Forscher jedoch in Bakterien zeigen konnten, legen sich die SMC-Proteinarme wie eine Klammer um die DNA und können so zum Beispiel weit entfernte Teile der DNA zusammenbringen und das Chromosom zu einer kompakteren Form führen.

In einem nächsten Schritt wollen die Wissenschaftler der Forschungsgruppe „Chromosomale Organisation und Dynamik“ jetzt untersuchen, ob sich die Klammer kurz öffnet und bereits in Schlaufen gelegte DNA umklammert oder ob sie erst an die DNA bindet und dann selbst DNA-Schlaufen bildet, indem sich die Klammer über die DNA stülpt. „Unsere Ergebnisse könnten auch helfen, die komplexe Organisation von menschlichen Chromosomen zu verstehen und damit Einblicke in die Entstehung von Erbdefekten wie Trisomie 21 gewähren“, sagt Stephan Gruber, Gruppenleiter am MPI für Biochemie.

Originalpublikation
L. Wilhelm, F. Bürmann, A. Minnen, H.-C. Shin, C.P. Toseland, B.-H. Oh, S. Gruber: SMC condensin entraps chromosomal DNA by an ATP hydrolysis dependent loading mechanism in Bacillus subtilis. eLIFE, May 7, 2015.
DOI: 10.7554/eLife.06659

Kontakt
Dr. Stephan Gruber
Chromosomale Organisation und Dynamik
Max-Planck-Institut für Biochemie
Am Klopferspitz 18
82152 Martinsried
E-Mail: sgruber@biochem.mpg.de
www.biochem.mpg.de/gruber

Anja Konschak
Öffentlichkeitsarbeit
Max-Planck-Institut für Biochemie
Am Klopferspitz 18
82152 Martinsried
Tel. +49 89 8578-2824
E-Mail: konschak@biochem.mpg.de
www.biochem.mpg.de/news

Weitere Informationen:

http://www.biochem.mpg.de/gruber - Webseite der Forschungsgruppe "Chromosomale Organisation und Dynamik" (Stephan Gruber)
http://www.biochem.mpg.de/news/pressroom - weitere Pressemitteilungen des MPI für Biochemie

Anja Konschak | Max-Planck-Institut für Biochemie

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Krebsforschung in der Schwerelosigkeit
18.12.2017 | Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

nachricht Von Alaska bis zum Amazonas: Pflanzenmerkmale erstmals kartiert
18.12.2017 | Max-Planck-Institut für Biogeochemie

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: „Carmenes“ findet ersten Planeten

Deutsch-spanisches Forscherteam entwirft, baut und nutzt modernen Spektrografen

Seit Januar 2016 nutzt ein deutsch-spanisches Forscherteam mit Beteiligung der Universität Göttingen den modernen Spektrografen „Carmenes“ für die Suche nach...

Im Focus: Fehlerfrei ins Quantencomputer-Zeitalter

Heute verfügbare Ionenfallen-Technologien eignen sich als Basis für den Bau von großen Quantencomputern. Das zeigen Untersuchungen eines internationalen Forscherteams, deren Ergebnisse nun in der Fachzeitschrift Physical Review X veröffentlicht wurden. Die Wissenschaftler haben für Ionenfallen maßgeschneiderte Protokolle entwickelt, mit denen auftretende Fehler jederzeit entdeckt und korrigiert werden können.

Damit die heute existierenden Prototypen von Quantencomputern ihr volles Potenzial entfalten, müssen sie erstens viel größer werden, d.h. über deutlich mehr...

Im Focus: Error-free into the Quantum Computer Age

A study carried out by an international team of researchers and published in the journal Physical Review X shows that ion-trap technologies available today are suitable for building large-scale quantum computers. The scientists introduce trapped-ion quantum error correction protocols that detect and correct processing errors.

In order to reach their full potential, today’s quantum computer prototypes have to meet specific criteria: First, they have to be made bigger, which means...

Im Focus: Search for planets with Carmenes successful

German and Spanish researchers plan, build and use modern spectrograph

Since 2016, German and Spanish researchers, among them scientists from the University of Göttingen, have been hunting for exoplanets with the “Carmenes”...

Im Focus: Immunsystem - Blutplättchen können mehr als bislang bekannt

LMU-Mediziner zeigen eine wichtige Funktion von Blutplättchen auf: Sie bewegen sich aktiv und interagieren mit Erregern.

Die aktive Rolle von Blutplättchen bei der Immunabwehr wurde bislang unterschätzt: Sie übernehmen mehr Funktionen als bekannt war. Das zeigt eine Studie von...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Neue Konfenzreihe in Berlin: Landscape 2018 - Ernährungssicherheit, Klimawandel, Nachhaltigkeit

18.12.2017 | Veranstaltungen

Call for Contributions: Tagung „Lehren und Lernen mit digitalen Medien“

15.12.2017 | Veranstaltungen

Die Stadt der Zukunft nachhaltig(er) gestalten: inter 3 stellt Projekte auf Konferenz vor

15.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Lipid-Nanodisks stabilisieren fehlgefaltete Proteine für Untersuchungen

18.12.2017 | Biowissenschaften Chemie

Von Alaska bis zum Amazonas: Pflanzenmerkmale erstmals kartiert

18.12.2017 | Biowissenschaften Chemie

Krebsforschung in der Schwerelosigkeit

18.12.2017 | Biowissenschaften Chemie