Forschende beobachten „molekulare Maschinen“ bei Arbeit

Basel – Forschende der Universität Basel haben eine „molekulare Maschine“ bei der Arbeit beobachtet. Dabei konnten sie bisherige Vermutungen zur Funktion dieser so genannten RNA-Helikase bestätigen, wie die Universität Basel am Montag bekannt gab.

„Molekulare Maschinen“ setzen lebenswichtige Prozesse in unserem Körper um, wie die Universität schrieb. Darunter fällt das Ablesen genetischer Informationen, die in den Basensequenzen der Desoxyribonukleinsäure (DNA) verschlüsselt sind. Dafür spalten die „molekularen Maschinen“ den Energieträger der Zelle, das Adenosintriphosphat (ATP). Mit der gewonnenen Energie können sie die Struktur anderer Moleküle ändern. Die Helikasen als „molekulare Maschinen“ verwenden die Energie beispielsweise, um die Doppelhelix der DNA und RNA zu entwinden. Sie kopieren und lesen Erbinformationen, setzen sie um und bilden die funktionale Struktur von RNA-Molekülen.

Die Bestimmung der Struktur unterschiedlicher Helikasen habe gezeigt, dass diese aus zwei kugelförmigen Einheiten bestehen, die durch einen Spalt getrennt seien. Bisher sei unklar, wie die Helikasen die ATP-Energie in Strukturänderungen der Nukleinsäuren umsetzten können.

Die Forschergruppe um Professorin Dagmar Klostermeier am Biozentrum konnte nun zeigen, dass der Spalt bei einer bakteriellen RNA-Helikase normalerweise geöffnet ist. Dieser schliesse sich erst, wenn die Helikase gleichzeitig mit ihrem Zielmolekül (RNA) und der Energiequelle (ATP) in Wechselwirkung stehe. Als Folge dieser kompakten Konformation wird die Doppelhelix-Strukur der RNA verzerrt und ihre Entwicklung eingeleitet. Die Spaltung des ATP durch die Helikase überführt diese wiederum in eine offene Form. Mehrere Zyklen von ATP-induziertem Öffnen und Schliessen der Helikase führen zur Entwindung der RNA.

Den Forschenden ist es gelungen, diesen Prozess in Echtzeit zu verfolgen. Bei dieser Helikasefamilie sei es das erste Mal, sagte Klostermeier auf Anfrage. Bisher habe es lediglich viele Hinweise und Vermutungen zur Funktion gegeben. Damit ist es gemäss Universität möglich, diesen „molekularen Maschinen“ bei der Arbeit zuzusehen und so die Rolle ihrer Bewegungen für die Funktion zu entschlüsseln. (AP)

Twittern

Hier können Sie sich im Newsletter eintragen.

Folgen Sie uns auf Facebook , Twitter und Google+.