RNA-Polymerase von SARS-Cov2

Die Verdoppelung von Erbmaterial zur Weitergabe an Nachkommen ist ein komplexer Vorgang: Informationsgesteuerte Synthese mit Genauigkeitsanspruch. Auch RNA-Viren müssen da etwas pingelig sein, sonst erkennen sie ihre Nachkommen nicht wieder. Die dazu benutzte RNA-Polymerase ist daher etwas komplex aufgebaut.

Die in diesem Komplex gefundene Röhre repräsentiert die Ribonucleinsäure (RNA) im . Der Proteinanteil besteht aus dem eigentlichen Polymeraseteil (in allen RNA-Viren ähnlich), das bei Cov2 den Namen nsp12 erhalten hat und hier blau abgebildet ist. Dazu kommen hier nsp7 (pink) und zweimal nsp8 (grün und gelb). Wenn es hier auch zunächst so aussieht, Proteine sind nicht wie Wollknäuel gewickelt - sie haben eine innere Struktur , die durch Kräfte zwischen den einzelnen Aminosäure erhalten wird. Dabei kann man verscheidene Strukturarten unterscheiden . Wie Schrauben gewundene Bereiche (rot) werden deshalb Helices genannt; wenn die Proteinkette parallel angeordnet ist (gelb) nennt man das Faltblatt. In nsp7 gibt es nur helicale Bereiche.

Interessanter wird es in nsp12 . Es sieht aus, als ob eine Hand die Nucleinsäure umklammert. Einzelne Bereiche des Moleküls wurden daher ansprechend benamt: ,   und . Die Sekundärstruktur zeigt überwiegend helicale Bereiche . Für die Funktion des Enzyms ist die Form des aktiven Zentrums wichtig . Zur besseren Einsicht machen wir die Proteinkette etwas durchsichtiger . Der als Vorlage dienende RNA-Strang (blau) paart sich mit dem bereits synthetisierten neuen Strang (rot). Der "leere" Platz zwischen den und dem Ende des roten RNA-Stranges wartet auf den nächsten passenden RNA-Baustein zur Verlängerung der RNA-Kette. Aufgrund der biochemischen Paarungseigenschaften der Bausteine entsteht eine Negativkopie des Originalstranges. Erst in einer neuen Runde kann von dem Negativ wieder ein Originalstrang hergestellt werden. Welch eine Materialverschwendung! Aber das ist der Preis für die simple Strickart von Einzelstrangviren. (Mit der Maus kann das Bild in andere Orientierungen gebracht werden!)

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Literatur:
H S Hillen et al, Nature 584, 154-156 (2020), DOI 10.1038/s41586-020-2368-8