Bei der Zellteilung vier Meter DNAEs verpackt sich in 46 winzige Pakete (Chromosomen), die nur wenige Millionstel Meter lang sind.Forscher des European Molecular Biology Laboratory und der Universität Würzburg haben in einer neuen Studie gezeigt, wie Motorproteine DNA-Stränge bei der Teilung zu kompakten Chromosomen verpacken .
Genetiker untersuchten Kondensin, ein ProteinKomplex, der bei der Bildung von Chromosomen verwendet wird. Die Wissenschaftler führten eine Reihe von Experimenten durch, bei denen sie einzelne Kondensinmoleküle bei der Bildung von DNA-Schleifen beobachteten. Die Ergebnisse zeigten, dass verschiedene Teile des Komplexes wie eine komplexe „molekulare Maschine“ agieren. Ein Teil dieses Proteins hält die DNA in einem stabilen Zustand wie ein Anker, während der andere Teil die DNA wie ein Traktor vorwärts bewegt und so eine breite Schleife erzeugt.
Die Autoren der Arbeit sagen, dass Kondensin, wieandere Motorproteine, macht "Schritte" entlang der DNA, während es zelluläre Energie in Form von ATP verbrennt. Bei gleicher Energieverbrennung bewegen sich diese Moleküle jedoch 500-mal mehr als andere Motorproteine. Dieser Effekt ist den Forschern zufolge vergleichbar mit einem Rennwagen, dessen Energieeffizienz mit einem E-Bike vergleichbar ist.
Mithilfe der Kryoelektronenmikroskopie haben Genetiker den komplexen Mechanismus der Chromosomenbildung in beispielloser Detailtreue sichtbar gemacht.
Die Forscher stellen fest, dass Kondensin warvor über drei Jahrzehnten entdeckt, aber sein Wirkungsmechanismus ist weitgehend unklar geblieben. Dies ist einer der ältesten Proteinkomplexe.
Genetiker glauben, dass die Ergebnisse der Arbeit helfen werdennicht nur die Prozesse der Zellteilung besser verstehen, sondern auch andere Motorproteine. Sie sagen, dass solche Schleifen und die damit verbundenen molekularen Maschinen an verschiedenen genomischen Prozessen beteiligt sind, einschließlich der Kontrolle, wie Gene zwischen Zellteilungen ein- und ausgeschaltet werden.
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