idw – Informationsdienst Wissenschaft

Nachrichten, Termine, Experten

Grafik: idw-Logo
Science Video Project
idw-Abo

idw-News App:

AppStore

Google Play Store



Instance:
Share on: 
05/26/2003 18:52

Einblicke in das Herz der molekularen Spleißmaschine

Dr. Christoph R. Nothdurft Kommunikation & Medien
Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie

    Um aus der genetischen Information einer Zelle die richtigen Proteine zu erzeugen, müssen kleine molekulare Maschinen Teile der dafür benötigten RNA ausschneiden und neu zusammenfügen. Während man in den letzten Jahren die Funktionsweise dieser Maschinen allmählich verstehen lernt, blieb ihre Struktur bislang verborgen. Wissenschaftlern am MPI für biophysikalische Chemie in Göttingen ist es jetzt gelungen, ein wenig Licht in das Dunkel zu bringen. (Golas et al., Science, 300, 980-984, 8.5.2003).

    Über die in der DNA gespeicherte genetische Information können menschliche Zellen eine fast unendliche Vielfalt von Proteinen synthetisieren. Allerdings ist diese Information oftmals in verschiedenen RNA-Teilstücken kodiert, so genannten Exons, die von zum Teil sehr langen Sequenzen (so genannten Introns) unterbrochen werden. Der Vorgang, bei dem Introns aus dem genetischen Informationsträger herausgeschnitten und Exons zusammengefügt werden, wird in Analogie zum Verbinden von offenen Seil-Enden auch "molekulares Spleißen" genannt. Durch die geschickte Kombination von Exons aus einem begrenzten Vorrat an Genen trägt das Spleißen zu einer außerordentlichen Erhöhung der Proteinvielfalt bei, welche für die komplexen zellulären Funktionen in höher entwickelten Organismen unersetzlich ist. Es ist somit nicht verwunderlich, dass eine Vielzahl bekannter Krankheiten auf Fehler im Spleißen der genetischen Information zurückzuführen sind.

    Das Spleißen wird im Zellkern von einer großen makromolekularen "Maschine", dem sogenannten Spleißosom durchgeführt. Spleißosomen setzen sich aus mehreren RNA-Molekülen und über hundert Proteinen zusammen. Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie arbeiten an der strukturellen Charakterisierung dieser spleißosomalen Maschine. In Zusammenarbeit mit der Abteilung von Prof. Lührmann gelang es der Doktorandin Monika Golas aus der Arbeitsgruppe von Dr. Holger Stark, nun erstmals mit Hilfe der dreidimensionalen Kryo-Elektronenmikroskopie die Struktur eines spleißosomalen Sub-Komplexes (SF3b) darzustellen. Das Elektronenmikroskop wird dabei vergleichbar der Computer-Tomographie in der Medizin eingesetzt, um aus vielen Projektionsbildern eines Objektes dessen räumliche Struktur zu rekonstruieren. Aus Tausenden von elektronenmikroskopischen Projektionsbildern wurde mit neu entwickelten, Computer-gestützten Bildverarbeitungsmethoden die dreidimensionale Struktur des Komplexes bestimmt. Das nur ~15 Millionstel Millimeter große SF3b wurde mit einer Auflösung von kleiner als 1 Millionstel Millimeter berechnet. Bei dieser hohen Auflösung können einzelne, wichtige Proteine des Komplexes visualisiert und lokalisiert werden, die während des Spleißens in direktem Kontakt mit der zu spleißenden RNA stehen.

    Vom biologischen Maßstab aus betrachtet handelt es sich beim Spleißosom um eine relativ große und komplexe Maschine, deren Struktur momentan nur über die Technik der dreidimensionalen Kryo-Elektronenmikroskopie zugänglich ist. Eine genaue Kenntnis der räumlichen Struktur ist aber wesentlich für das Verständnis des Spleißens auf molekularer Ebene. Zur Zeit werden daher Messungen durchgeführt, die "Schnappschüsse" der dynamischen Strukturänderungen des Spleißosoms während des Reaktionszyklus liefern sollen.

    weitere Informationen erhalten Sie von:
    Dr. Holger Stark, Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie, AG Kryo-Elektronenmikroskopie, http://www.mpibpc.mpg.de/abteilungen/103,
    Tel. 0551 201 1305, Fax: 0551 201 1197, e-mail: holger.stark@mpibpc.mpg.de

    Text und (weitere) Bilder in elektronischer Form unter www.mpibpc.mpg.de/PR/03_09/.


    More information:

    http://www.mpibpc.mpg.de/PR/03_09/
    http://www.mpibpc.mpg.de/abteilungen/103


    Images

    Eine Stereo-Ansicht des spleißosomalen SF3b Komplexes. Die Struktur wurde in der Arbeitsgruppe "3D Kryo-Elektronenmikroskopie" am Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie in Göttingen ermittelt.
    Eine Stereo-Ansicht des spleißosomalen SF3b Komplexes. Die Struktur wurde in der Arbeitsgruppe "3D K ...

    None


    Criteria of this press release:
    Biology, Chemistry, Information technology, Medicine, Nutrition / healthcare / nursing
    transregional, national
    Research results, Scientific Publications
    German


     

    Eine Stereo-Ansicht des spleißosomalen SF3b Komplexes. Die Struktur wurde in der Arbeitsgruppe "3D Kryo-Elektronenmikroskopie" am Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie in Göttingen ermittelt.


    For download

    x

    Help

    Search / advanced search of the idw archives
    Combination of search terms

    You can combine search terms with and, or and/or not, e.g. Philo not logy.

    Brackets

    You can use brackets to separate combinations from each other, e.g. (Philo not logy) or (Psycho and logy).

    Phrases

    Coherent groups of words will be located as complete phrases if you put them into quotation marks, e.g. “Federal Republic of Germany”.

    Selection criteria

    You can also use the advanced search without entering search terms. It will then follow the criteria you have selected (e.g. country or subject area).

    If you have not selected any criteria in a given category, the entire category will be searched (e.g. all subject areas or all countries).