Genabschrift mit integrierter Starthilfe

Im Zentrum allen Lebens steht die Übersetzung der Gene in Botenmoleküle. Überraschend zeigte sich nun, wie ein molekularer Lotse den Startschuss für die Genabschrift gibt.

In den Genen festgelegte Informationen müssen in das Botenmolekül mRNA übersetzt werden, um als Vorlage für die Synthese von Eiweißen (Proteinen) zu dienen. Proteine sind die wichtigsten Funktionsträger der Zelle, daher ist diese Gen-Transkription für alle Lebensvorgänge essentiell. Zuständig für die Abschrift ist das zentrale Enzym Polymerase II (Pol II). Um im Zellkern den Anfang eines Gens zu finden, assoziiert Pol II mit einem Protein, dem Transkriptionsfaktor TFIIB. „Ohne diesen Faktor gibt es keine Transkription“, sagt Professor Patrick Cramer, Direktor des Genzentrums der LMU, der mit seinem Team nun zeigen konnte, dass TFIIB nicht nur als Lotse für die Transkription wichtig ist.

Strukturänderung gibt Startsignal

Um die Rolle von TFIIB für die ersten Schritte in der Gen-Transkription aufzuklären, führte das Team von Professor Cramer eine Röntgenstrukturanalyse des Komplexes aus Pol II, TFIIB, DNA und mRNA durch. Dessen dreidimensionale atomare Struktur legte - für die Wissenschaftler völlig überraschend - nahe, dass TFIIB das aktive Zentrum der Polymerase so verändert, dass der Start der Transkription stimuliert wird. Diese Stimulation konnten die Wissenschaftler in funktionalen Folgestudien bestätigen.

„Unsere Beobachtungen erklären, warum die RNA-Polymerase, im Gegensatz zur DNA-Polymerase, die unser Erbgut verdoppelt, ohne einen kurzen Nukleinsäurestrang - einen sogenannten Primer - starten kann“, sagt Cramer und betont: „Diese Ergebnisse sind von grundlegender Bedeutung für die Molekularbiologie und –genetik, denn sie beschreiben einen zuvor rätselhaften Mechanismus der Transkription, ohne den unsere Gene stumm bleiben würden.“
(Nature, 14. November 2012)            göd

Weitere Informationen:

• „Ein Krokodilskopf für die Genabschrift“ - Presseinformation vom 02. November 2012
• „Stop and Go“ - Presseinformation vom 24. Februar 2011
• „Start von der Pole Position“ - Presseinformation vom 09. Oktober 2012