Posted in: Biologie, Genetik 7. Juli 2009 15:20 0 Kommentare Weiter lesen →

Genetisches Flickwerk

Schema eines kleeblattartigen RNA-Moleküls vor und nach der Fehlerkorrektur, viele rote durch grüne Bausteine ersetzt Auf genetisches Flickwerk in ungeahntem Ausmaß sind Bonner und Bielefelder Forscher gestoßen. In der Mitochondrien-DNA eines urtümlichen Brachsenkrauts fanden sie mehr als 1.400 Fehler, die nachträglich berichtigt werden – vermutlich mit einem Arsenal hochspezialisierter Werkzeuge, deren Bauanleitung wiederum in der DNA liegt.

Bild: Copyright AG Knoop, Uni Bonn

“Möglicherweise gibt es für jeden einzelnen Fehler ein spezialisiertes Molekül, das ihn korrigiert”, erklärt Volker Knoop von der Universität Bonn. “So eine Korrekturmethode ist naturgemäß sehr fehleranfällig.” Das werfe die Frage auf, warum sich die Methode überhaupt erhalten habe und warum die Mitochondrien von Pflanzen generell umständlicher seien als ihre “schnittigen” Pendants bei Tieren.

Mitochondrien gehen auf freilebende Bakterien zurück, die als “Kraftwerke” von höheren Zellen vereinnahmt wurden. Als Zeugnis ihrer Vergangenheit enthalten sie einen mehr oder weniger umfassenden Rest von Erbgut. Knoop, sein Doktorand Felix Grewe und ihre Kollegen untersuchten nun erstmals diese Mitochondrien-DNA bei einem Vertreter der urtümlichen Bärlappgewächse, dem Brachsenkraut Isoetes engelmannii. Unter anderem verglichen sie die DNA-Vorlage und die zugehörigen RNA-Abschriften – und erlebten eine Überraschung.

Bei einzelnen Genen müssen mehr als 100 Fehler in der Abschrift ausgebügelt werden, bevor diese weiterverarbeitet werden kann, berichten die Forscher im Fachblatt “Nucleic Acids Research”. Nicht selten werden dabei erst Start- und Stoppsignale gesetzt, ohne die die Abschrift gar nicht in Protein übersetzt werden könnte.

Zudem enthalten viele Mitochondriengene des Brachsenkrauts unsinnige Bereiche, die aus der Abschrift entfernt werden müssen. Einige dieser Introns schneiden sich selbst aus der Blaupause heraus. In einem Fall ist das Intron allerdings – samt dem zugehörigen Gen – in zwei Teile zerfallen. Die beiden entsprechenden Abschriften müssen daher erst zusammenkommen, bevor sich das Intron selbst entsorgen kann.

Forschung: Felix Grewe und Volker Knoop, Institut für Zelluläre und Molekulare Botanik, Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn; Prica Viehoever und Bernd Weisshaar, Institut für Genomforschung und Systembiologie, Universität Bielefeld

Veröffentlichung Nucleic Acids Research, DOI 10.1093/nar/gkp532

WWW:
AG Knoop, Uni Bonn
Institut für Genomforschung und Systembiologie, Uni Bielefeld
Brachsenkräuter

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