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Aids-Forschung: Struktur des HIV-Erbguts aufgeklärt

HIV
Amerikanische Wissenschaftler haben den räumlichen Aufbau der RNA des Aids-Erregers analysiert. Dabei konnten sie auf dem Erbmolekül etliche Bereiche ausmachen, welche das Ablesen der Virusgene kontrollieren.

HIV | Aufbau des HI-Virus: In einer äußeren Lipoproteinhülle aus den Glykoproteinen gp120 (SU) und gp41 (TM) und dem Protein p17 (MA) liegt der konische Viruskern aus den Proteinen p7 (NC), p9 (VPr) und p24 (CA) sowie einer reversen Transkriptase, einer Integrase und einer Protease. Im Kern ist die RNA des Virus verpackt.
Das Humane Immunodefizienz-Virus (HIV) gehört zu den Viren, deren Erbgut nicht als doppelsträngige DNA, sondern als einsträngige RNA vorliegt. Typischerweise falten sich RNA-Moleküle zu komplexen Strukturen, wobei der Molekülstrang mit sich selbst kurze Doppelstrangbereiche und Schleifen ausbildet. Diese so genannte Sekundärstruktur der HIV-RNA war bislang noch nicht bekannt. Die Primärstruktur, also die Abfolge der Nukleotide, kennen Genetiker dagegen schon länger.

Statt der bisher üblichen Strukturanalyse über Röntgenkristallografie und NMR-Spektroskopie, die zwar hoch auflösend, bei komplexen Molekülen aber sehr aufwändig ist, setzte die Arbeitsgruppe von Kevin Weeks von der University of North Carolina in Chapel Hill eine indirekte Methode namens Shape (selective 2'-hydroxyl acylation analysed by primer extension) ein. Dabei werden die ungepaarten Nukleotidsequenzen chemisch markiert und in DNA umgeschrieben. Aus den Längen der DNA-Sequenzen lässt sich dann die Struktur der Ausgangs-RNA ermitteln.

Es zeigte sich, dass die aus 9173 Nukleotiden bestehende RNA von HIV-1 in 21 Abschnitten mit zahlreichen Schleifen untergliedert ist. Die dreidimensionalen Strukturen entscheiden vermutlich mit darüber, wann welche Abschnitte in virale Proteine übersetzt werden. Damit erweist sich der räumliche Aufbau der RNA als wichtiges genetisches Steuerelement. (aj)

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  • Quellen
Watts, J. M. et al.: Architecture and secondary structure of an entire HIV-1 RNA genome. In: Nature 460, S. 711–716, 2009.

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