Leiter der Forschungsgruppe

Dr. Karl Duderstadt
Dr. Karl Duderstadt

Weitere Informationen

Für Wissenschaftler

Wie ist die DNA Replikation zeitlich koordiniert?

Forschungsgruppe „Struktur und Dynamik molekularer Maschinen" (Karl Duderstadt)

Bild vergrößern

Das Überleben aller Organismen hängt von der erfolgreichen Übertragung des genetischen Materials von einer auf die nächste Generation ab. In den Zellen übernimmt ein großer Proteinkomplex aus vielen Untereinheiten, das Replisom, diese Aufgabe. Es verbindet das Entpacken der DNA aus den elterlichen Chromosomen mit der Synthese neuer DNA. Das Funktionsprinzip des Replisoms untersucht Karl Duderstadt und seine Forschungsgruppe „Struktur und Dynamik molekularer Maschinen“. Um eine effiziente und fehlerfreie Verdopplung der Chromosomen sicherzustellen, müssen verschiedene enzymatische Prozesse genauestens koordiniert werden.

Die Grafik zeigt das Strukturmodell des Replisoms der Bakteriophage T7 bei der Arbeit. Elterliche doppelsträngige DNA (grau) wird durch eine Helikase (blau) entwunden. Die zwei entstandenen Einzelstränge sind die Vorlage für die Herstellung zweier neuer Tochterstränge (orange). Dies geschieht mit Hilfe verschiedener DNA-Polymerasen (grün/gelb). Während ein Strang fortlaufend kopiert werden kann, wird der zweite Strang vor der Synthese in Schleifen gelegt und durch Proteine (rot) stabilisiert.

Duderstadts Gruppe möchte herausfinden, wie die Tochterstrangsynthese im Einzelnen koordiniert wird und welche molekularen Ereignisse diese beeinflussen und stören können. Fehlfunktionen dieser Prozesse sind die Ursachen für Verdopplungsfehler, die vielen schweren Erkrankungen zugrunde liegen. Um die enzymatischen Prozesse mit bestmöglicher räumlichen und zeitlichen Auflösung zu untersuchen, kombinieren die Wissenschaftler Methoden aus der Strukturbiologie, Biochemie und neuste Einzelmolekülmethoden.

Langfristig soll auf Grundlage dieser Studien ein allgemeines Verständnis für das Zusammenspiel der vielen dynamischen Prozesse innerhalb Multiproteinkomplexen geschaffen werden.

 
loading content