Poly-U-Experiment

Das Poly-U-Experiment oder auch Nirenberg/Matthaei-Experiment zählt zu den bedeutendsten Experimenten des 20. Jahrhunderts.^[1]

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Im so genannten „Triplettbindungstest“ von Marshall Nirenberg und Heinrich Matthaei, wurden kurze messenger-RNA (mRNA) Stücke mit bekannten Basensequenzen synthetisiert. Diese mischten die beiden Forscher mit Ribosomen, die aus Bakterien isoliert worden waren. Diese Untersuchungen zeigten zunächst, dass die Ribosomen sich mit der mRNA verbanden. Danach erfüllten Nirenberg und Leder alle Voraussetzungen die für Proteinbiosynthese nötig sind und gaben also die notwendigen Bestandteile in ein Reagenzglas. Es befanden sich gereinigte Ribosomen, ein Gemisch aller 20 Aminosäuren (von Versuch zu Versuch war eine andere Aminosäure radioaktiv markiert) und eine mRNA, mit einer bekannten Basensequenz, darin. Nachdem alle Komponenten zusammengefügt worden waren und einwirken bzw. reagieren konnten, wurde das Gemisch in einen Filter gegeben, der alle Bestandteile, die kleiner als ein Ribosom sind, durchließ. Dann wurde untersucht, ob sich das radioaktive Material im Filtrat befand oder eben nicht durchgelassen wurde. Die beiden Forscher gaben ihrem zellfreien System nun eine mRNA der Basensequenz UUU hinzu und markierten die Aminosäure Serin radioaktiv. Gaben sie jedoch im nächsten Versuch anstelle von Serin, die radioaktiv markierte Aminosäure Phenylalanin hinzu, fand sich das radioaktive Signal auf dem Filter. In einem weiteren Versuch wurde dem System eine mRNA mit der Basensequenz UCU hinzu gegeben. Radioaktives Serin fand sich nun auf dem Filter, radioaktives Phenylalanin hingegen im Filtrat.

Aus diesen Ergebnissen lässt sich nun schließen, dass wenn das Basentriplett mit der Aminosäure zusammenpasst, eine Proteinbiosynthese stattfindet und die mRNA translatiert wird.

Marshall Nirenberg erhielt 1968 zusammen mit Gobind Khorana und Robert Holley den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin.^[2]

Literatur

1. ↑ Nirenberg, M.W. & Matthaei, J.H. (1961): The dependence of cell-free protein synthesis in E. coli upon naturally occurring or synthetic polyribonucleotides. In: Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. Bd. 47, S. 1588-15602. PMID 14479932 PDF
2. ↑ Informationen der Nobelstiftung zur Preisverleihung 1968 an Marshall Nirenberg, Gobind Khorana und Robert Holley (englisch)