Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Molekulare Maschinen bei der Arbeit beobachtet

07.01.2008
Molekulare Maschinen sind die Hauptakteure bei der Umsetzung lebenswichtiger Prozesse in unserem Körper. Durch die Spaltung des Moleküls ATP gewinnen sie Energie und setzen diese gezielt für komplexe Prozesse ein. Forschenden am Biozentrum der Universität Basel ist es nun gelungen, eine solche molekulare Maschine - eine RNA-Helikase - bei der Arbeit zu beobachten.

In unserem Körper laufen ununterbrochen zahllose Prozesse ab, die für das Leben unabdingbar sind, etwa das Ablesen der genetischen Information, kodiert in der Basensequenz der Desoxyribonukleinsäure (DNA). Diese Prozesse benötigen Energie und werden durch Proteine ausgeführt - so genannte molekulare Maschinen. Diese spalten den universellen Energieträger der Zelle, das Adenosintriphosphat (ATP).

Die daraus gewonnene Energie können sie einsetzen, um die Struktur anderer Moleküle zu ändern. So verwenden beispielsweise Helikasen die Energie der ATP-Hydrolyse, um die Doppelhelix-Struktur der DNA und der RNA zu entwinden. Helikasen sind essenziell für das Kopieren und Ablesen der Erbinformation, für deren Umsetzung sowie für die Ausbildung der funktionalen Struktur von RNA-Molekülen. Helikase-Defekte führen im Allgemeinen zu komplexen Krankheitsbildern.

Die Bestimmung der dreidimensionalen Struktur unterschiedlicher Helikasen hat gezeigt, dass diese aus zwei globulären (kugelförmigen) Einheiten bestehen, die durch einen Spalt getrennt sind. Es ist aber bisher unklar, wie die Helikasen die Energie der ATP-Hydrolyse in Strukturänderungen der Nukleinsäuren umsetzen können. Mit der Methode des so genannten Fluoreszenz-Resonanz-Energie-Transfers ist es möglich, Abstände zwischen zwei Markern auf der Nanometerskala, also innerhalb einzelner Helikase-Moleküle, zu bestimmen. Werden Abstände zwischen mehreren Punkten bestimmt, können Rückschlüsse auf die Form der Helikase gezogen werden.

... mehr zu:
»ATP »Biozentrum »Helikase »RNA

Die Forschungsgruppe um Prof. Dagmar Klostermeier konnte so zeigen, dass eine bakterielle RNA-Helikase normalerweise eine offene Form einnimmt, in der der Spalt zwischen den globulären Einheiten geöffnet ist. Erst wenn die Helikase gleichzeitig mit ihrem Zielmolekül, der RNA, und der Energiequelle, dem ATP, in Wechselwirkung steht, schliesst sich dieser Spalt, und die Helikase nimmt eine kompakte, geschlossene Konformation ein. Als Folge dieser ATP-induzierten Konformationsänderung der Helikase wird die Doppelhelix-Struktur der RNA verzerrt und ihre Entwindung eingeleitet. Die Spaltung des ATP durch die Helikase überführt diese wiederum in die offene Form. Mehrere Zyklen von ATP-induziertem Öffnen und Schliessen der Helikase führen so zur Entwindung der RNA.

Durch zeitabhängiges Verfolgen des Abstands zwischen zwei Referenzpunkten auf beiden Seiten des Spalts ist es den Forschenden am Biozentrum gelungen, das Öffnen und Schliessen der Helikase während der RNA-Entwindung in Echtzeit zu verfolgen. Damit ist es nun möglich, diesen molekularen Maschinen bei der Arbeit zuzusehen und so die Rolle ihrer Bewegungen für die Funktion zu entschlüsseln.

Weitere Auskünfte:
Prof. Dagmar Klostermeier, Biozentrum der Universität Basel, Abteilung Biophysikalische Chemie, Tel. +41 61 267 23 81, E-Mail: Dagmar.Klostermeier@unibas.ch

Christoph Dieffenbacher | idw
Weitere Informationen:
http://www.unibas.ch

Weitere Berichte zu: ATP Biozentrum Helikase RNA

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Enzyme besser nutzen: Neues Forschungsprojekt an der Jacobs University Bremen
19.09.2018 | Jacobs University Bremen gGmbH

nachricht Unordnung kann Batterien stabilisieren
18.09.2018 | Karlsruher Institut für Technologie

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: Der Truck der Zukunft

Lastkraftwagen (Lkw) sind für den Gütertransport auch in den kommenden Jahrzehnten unverzichtbar. Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen der Technischen Universität München (TUM) und ihre Partner haben ein Konzept für den Truck der Zukunft erarbeitet. Dazu zählen die europaweite Zulassung für Lang-Lkw, der Diesel-Hybrid-Antrieb und eine multifunktionale Fahrerkabine.

Laut der Prognose des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur wird der Lkw-Güterverkehr bis 2030 im Vergleich zu 2010 um 39 Prozent steigen....

Im Focus: Extrem klein und schnell: Laser zündet heißes Plasma

Feuert man Lichtpulse aus einer extrem starken Laseranlage auf Materialproben, reißt das elektrische Feld des Lichts die Elektronen von den Atomkernen ab. Für Sekundenbruchteile entsteht ein Plasma. Dabei koppeln die Elektronen mit dem Laserlicht und erreichen beinahe Lichtgeschwindigkeit. Beim Herausfliegen aus der Materialprobe ziehen sie die Atomrümpfe (Ionen) hinter sich her. Um diesen komplexen Beschleunigungsprozess experimentell untersuchen zu können, haben Forscher aus dem Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) eine neuartige Diagnostik für innovative laserbasierte Teilchenbeschleuniger entwickelt. Ihre Ergebnisse erscheinen jetzt in der Fachzeitschrift „Physical Review X“.

„Unser Ziel ist ein ultrakompakter Beschleuniger für die Ionentherapie, also die Krebsbestrahlung mit geladenen Teilchen“, so der Physiker Dr. Thomas Kluge vom...

Im Focus: Bio-Kunststoffe nach Maß

Zusammenarbeit zwischen Chemikern aus Konstanz und Pennsylvania (USA) – gefördert im Programm „Internationale Spitzenforschung“ der Baden-Württemberg-Stiftung

Chemie kann manchmal eine Frage der richtigen Größe sein. Ein Beispiel hierfür sind Bio-Kunststoffe und die pflanzlichen Fettsäuren, aus denen sie hergestellt...

Im Focus: Patented nanostructure for solar cells: Rough optics, smooth surface

Thin-film solar cells made of crystalline silicon are inexpensive and achieve efficiencies of a good 14 percent. However, they could do even better if their shiny surfaces reflected less light. A team led by Prof. Christiane Becker from the Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) has now patented a sophisticated new solution to this problem.

"It is not enough simply to bring more light into the cell," says Christiane Becker. Such surface structures can even ultimately reduce the efficiency by...

Im Focus: Mit Nano-Lenkraketen Keime töten

Wo Antibiotika versagen, könnten künftig Nano-Lenkraketen helfen, multiresistente Erreger (MRE) zu bekämpfen: Dieser Idee gehen derzeit Wissenschaftler der Universität Duisburg-Essen (UDE) und der Medizinischen Hochschule Hannover nach. Zusammen mit einem führenden US-Experten tüfteln sie an millionstel Millimeter kleinen Lenkraketen, die antimikrobielles Silber zielsicher transportieren, um MRE vor Ort zur Strecke zu bringen.

In deutschen Krankenhäusern führen die MRE jährlich zu tausenden, teils lebensgefährlichen Komplikationen. Denn wer sich zum Beispiel nach einer Implantation...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Internationale Experten der Orthopädietechnik tagen in Göttingen

19.09.2018 | Veranstaltungen

Von den Grundlagen bis zur Anwendung - Internationale Elektrochemie-Tagung in Ulm

18.09.2018 | Veranstaltungen

Unbemannte Flugsysteme für die Klimaforschung

18.09.2018 | Veranstaltungen

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

Fester Platz im Unternehmen - 36 Auszubildende und Studierende der Friedhelm Loh Group erhalten Zeugnisse

19.09.2018 | Unternehmensmeldung

Virtual Reality ohne Kopfschmerz oder Simulationsübelkeit

19.09.2018 | Informationstechnologie

Kaiserslauterer Architekten setzen Holzkuppel dank Software einfach wie Puzzle zusammen

19.09.2018 | Architektur Bauwesen

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