Wissenschaftlern des Howard Hughes Medical Institutes und der University of California, Berkeley, ist es gelungen, einzelne RNA-Moleküle an ihren Enden zu fassen und sie dann auseinander zu ziehen. Bisher konnten die Sekundärstrukturen von Molekülen nur durch Erhitzen oder durch Behandlung mit Chemikalien untersucht werden ? und dabei handelte es sich immer um sehr viele Moleküle. Nun können Messungen an einzelnen Molekülen durchgeführt und theoretische Berechnungen überprüft werden. Ihre Untersuchungsergebnisse veröffentlichten die Forscher in der neuesten Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Science.
Die RNA ist nicht nur der Übermittler von Sequenzinformationen, sondern kann auch ähnlich wie Proteine biochemische Reaktionen katalysieren. Diese Ribozyme sind nicht langgestreckt. Sie bilden Sekundärstrukturen wie “Hairpins” (Haarnadelstruktur) aus, die für ihre Funktion wichtig sind. An diesen Strukturen führten die Wissenschaftler ihre Untersuchungen durch.
Um die Kräfte beim Auseinanderziehen eines gefalteten RNA-Moleküls zu messen, befestigten sie mikroskopisch kleine Plastikperlen an den Enden des Moleküls. Mit Hilfe von Laserstrahlen hielten sie eine der Perlen fest und bewegten die andere mit Hilfe einer Mikropipette. Mit dieser Methode konnten sie nicht nur die aufgewendete Kraft, sondern auch die Längenänderung des Moleküls messen.
Die verschiedenen von den Wissenschaftler untersuchten Sekundärstrukturen verhielten sich während des Auseinanderziehens unterschiedlich. Bei der Untersuchung der Haarnadelstruktur entdeckten die Wissenschaftler ein Phänomen, das sie “Hopping” nannten. Bei einer Kraft, die gerade ausreicht um das Molekül zu entfalten, konnte es auch wieder in die Ursprungsform zurückspringen ? das Molekül sprang dann zwischen dem entfalteten und gefalteten Zustand hin und her. Durch ihre Messungen können die Wissenschaftler genauere Aussagen über die Molekülstrukturen machen. Theoretische Berechnungen können an einzelnen Molekülen überprüft werden.
Ralf Möller
