Molekulare Motoren

Viele Lebewesen, von Bakterien bis zum Menschen, reagieren mit Bewegungen auf Veränderungen ihrer Umwelt: Sie wandern beispielsweise in Richtung einer Nahrungsquelle oder entfernen sich von Gefahren. Auch die Zelle selbst ist kein starres Gebilde, sondern eine dynamische Ansammlung sich bewegender Proteine, Nucleinsäuren und Organellen. Diese Bewegung wird durch zwei Strukturen ermöglicht: molekulare Motorproteine und komplexe filamentöse Proteine, die auch als Cytoskelett bezeichnet werden. Die dynamischen Netzwerke, die die Form und Beweglichkeit von Zellen bestimmen, gehören zu den am intensivsten bearbeiteten Forschungsgebieten der modernen Zellbiologie. Bemerkenswerterweise unterliegt die Kontraktion unserer Muskeln den gleichen grundlegenden biochemischen Mechanismen, die auch die Organellen entlang des Cytoskeletts vorantreiben. Und tatsächlich gehören viele Proteine, die eine Schlüsselrolle für die Umwandlung der chemischen Energie aus ATP in kinetische Energie spielen, zu derselben Proteinfamilie: den P-Schleife-NTPasen, der außerordentlich wichtigen Proteingruppe, die wir bereits in Kapitel 9 kennengelernt haben. Diese molekularen Motoren sind homolog zu Proteinen, die uns in anderem Zusammenhang bereits begegnet sind, insbesondere zu den G-Proteinen, die an Proteinsynthese, Signaltransduktion und anderen Vorgängen mitwirken. Hier erkennen wir erneut, wie sparsam die Evolution ist: Vorhandene Proteine werden so abgewandelt, dass sie neue Funktionen erfüllen können.