Erste 3D-Darstellung von menschlichen Ribosomen

10. Mai 2013, 19:11
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Untersuchung mit Kryo-Elektronenmikroskop zeigt: höhere Lebewesen haben auch komplexer aufgebaute Proteinfabriken

Deutschen Wissenschaftern ist es erstmals gelungen, die innere Struktur von Ribosomen in menschlichen Zellen aufzuklären. Bei der Untersuchung der winzigen Proteinfabriken mit einem Einzelpartikel-Kryo-Elektronenmikroskop zeigte sich: In komplexen Organismen sind auch die Ribosomen komplexer.

Ribosomen sind große Molekülkomplexe, in denen wie am Fließband Tausende von Bausteinen zu Proteinen zusammengesetzt werden. Die molekularen Strukturen dieser Proteinbiosynthese-Maschinen konnten für Bakterien vor etwa zehn Jahren aufgeklärt werden, was später mit dem Nobelpreis gewürdigt wurde. Inzwischen ist es Wissenschaftern auch gelungen, mittels Röntgenkristallographie die Struktur von Ribosomen einfacher eukaryontischer Organismen wie Hefe aufzuklären.

"Die komplexere Architektur der Ribosomen höherer Eukaryonten dagegen entzog sich bisher allen Analysen", sagt Roland Beckmann vom Genzentrum der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU). Dieser Durchbruch ist Beckmanns Team nun gelungen: Mittels Einzelpartikel-Kryo-Elektronenmikroskopie rekonstruierten die Wissenschafter aus mehreren Tausend elektronenmikroskopischen Bildern erstmals die dreidimensionale Struktur der Ribosomen höherer Organismen – und zwar von Fruchtfliege und Mensch.

Lange RNA-Tentakel

Der Vergleich der nun aufgeklärten Struktur mit derjenigen einfacherer Ribosomen ermöglicht einen genaueren Einblick in die Evolution dieser zellulären Maschinen und enthüllt zudem interessante Unterschiede: "Die Ribosomen von höheren Eukaryonten, insbesondere des Menschen, haben eine Extraschicht von teilweise sehr langen RNA-Tentakeln. Vermutlich spielen diese Tentakel für die Interaktion des Ribosoms mit der komplexeren Umwelt in Zellen höherer Eukaryonten eine wichtige Rolle", sagt Beckmann.

Diese neuen Einblicke in die Struktur werden in Zukunft auch weitere Rückschlüsse auf die Funktion der komplexen Zellmaschinerie ermöglichen: "Wir haben mit unserer Arbeit den Grundstein gelegt für weitere biochemische, molekularbiologische und mechanistische Studien zur Proteinbiosynthese im Menschen", sagt Beckmann. (red, derStandard.at, 10.5.2013)

  • Die Wissenschafter der LMU finden bei Ribosomen von höheren Eukaryonten eine Extraschicht von teilweise sehr langen RNA-Tentakeln.
    foto: ludwig-maximilians-universität münchen

    Die Wissenschafter der LMU finden bei Ribosomen von höheren Eukaryonten eine Extraschicht von teilweise sehr langen RNA-Tentakeln.

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