Chemie-Nobelpreis
Transkription - Die Kunst vom Lesen und Übersetzen der Gene

Roger D. Kornberg hat den diesjährigen Chemie-Nobelpreis für seine Arbeit auf dem Gebiet der eukaryotischen Transkription erhalten. Dabei geht es um den Informationsfluss von den Genen zum fertigen Protein in allen höheren Organismen.

HB STOCKHOLM. Die höheren Lebewesen tragen ihre Erbsubstanz DNA (Desoxiribonukleinsäure) in einem Zellkern, der die Gene vom Rest der Zelle trennt. Solche Organismen werden in der Systematik der Biologen „Eukaryonten“ (griechisch: karyon, Kern) genannt und damit von den viel einfacher organisierten Bakterien getrennt, denen ein Zellkern fehlt. Die zwischen 25 000 und 30 000 Gene des Menschen werden außerhalb des engen Zellkerns in Proteine übersetzt. Daher muss im Kern erst eine Kopie der Gene geschaffen werden. Diese Blaupause aus Ribonukleinsäure (RNA) ist der DNA chemisch sehr eng verwandt. Als Boten-RNA (mRNA) gelangt sie zu den Proteinfabriken außerhalb des Kerns. Ist dieser Vorgang gestört, sind vielfältige Probleme wie Krebs oder vorzeitiger Zelltod die Folge.

Die vom Team des neuen Chemie-Nobelpreisträgers Roger Kornberg gefertigten Bilder aus dem Jahr 2001 und spätere Aufnahmen zeigten in bis dato unerreichter Genauigkeit exakt jenen Proteinkomplex bei seiner Arbeit, der im Zellkern die Boten aus RNA fertigt. Der riesige Proteinkomplex trägt den Namen RNA-Polymerase. Das von ihr ausgeführte Kopieren heißt Transkription (lateinisch für: übersetzen, übertragen) und ist einer der grundsätzlichsten Mechanismen des Lebens.

Wird dieses Ablesen der Gene unterbrochen, können keine neuen Proteine entstehen: Die Zelle stirbt. Gibt es Fehler beim Übersetzen, entstehen aus den dann fehlerhaften Blaupausen auch schadhafte Proteine. Dann ist vielfach Krebs die Folge. Ist die Kopiermaschinerie hingegen zu schnell oder zu langsam, entstehen zu viele oder zu wenige Blaupausen: Die Zelle wird überaktiv oder kommt ihren Aufgabe zu langsam nach. Zu den wichtigsten Aufgaben gehört es daher, die Transkription genau dem aktuellen Bedarf anzupassen.

Wie das genau funktioniert, ist trotz der jahrzehntelangen Arbeit vieler Forscher noch nicht in allen Details bekannt. Die Bilder der Kornberg-Gruppe liefern aber tiefe Einblicke mit einer Auflösung von rund 0,28 millionstel Millimeter (0,28 Nanometer oder 2,8 Angström). Die Grafiken zeigen die Position jedes einzelnen Atoms der beteiligten Moleküle: die DNA, das daran gekoppelte Kopiermolekül und die wachsende Blaupause aus RNA.

dpa tr yyzz la

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