Aktualitäten 2020

Die DNA (Desoxyribonukleinsäure) bildet die Grundlage des Lebens auf der Erde. Die Funktion der DNA ist die Speicherung von allen Erbinformationen, die ein Organismus zur Entwicklung, Funktion und Reproduktion benötigt. Im Wesentlichen handelt es sich um eine biologische Gebrauchsanweisung, die in jeder Zelle zu finden ist.

Chemiker der Universität Bonn haben äußerst ungewöhnliche Verbindungen synthetisiert. Ihr zentraler Baustein ist ein Silizium-Atom. Anders als üblich sind die vier Bindungspartner des Atoms jedoch nicht in Form eines Tetraeders darum angeordnet, sondern flach wie ein Trapez. Diese Anordnung ist in der Regel energetisch ausgesprochen ungünstig, dennoch sind die Moleküle sehr stabil.

Die Gewinnung von molekularem Wasserstoff als alternativer, erneuerbarer und sauberer Energieträger ausgehend von Wasser und Licht ist ein zentrales Element der solaren Energieumwandlung und -speicherung. Ein Team des Sonderforschungsbereichs ,,CataLight" der Universitäten Jena und Ulm hat neuartige organische Farbstoffe mit edelmetallfreien Katalysatormolekülen kombiniert, die unter Lichtbestrahlung in Wasser gasförmigen Wasserstoff freisetzen.

Drei Forschungsgruppen klären einen neuartigen molekularen Mechanismus für die effiziente Genexpression in pathogenen Bakterien auf / Bild zum Download verfügbar Ein Motorprotein mit der Bezeichnung HelD entfernt die RNA-Polymerase, also das zentrale Enzym bei Transkriptionsvorgängen, von der DNA-Matrize und ermöglicht somit die Produktion weiterer genetischer Botschaften.

Phasenübergänge beschreiben dramatische Veränderungen der Eigenschaften eines makroskopischen Systems - zum Beispiel den Wechsel von flüssig zu gasförmig. Ausgehend von einzelnen, ultrakalten Atomen ist es Physikern der Universität Heidelberg in Experimenten gelungen, bei zunehmender Teilchenzahl die Entstehung eines solchen Übergangs zu beobachten.

Werden Stammzellen von Mäusen in einem speziellen Gel kultiviert, wachsen Strukturen heran, die einem Teil des Embryos ähneln. Ein Berliner Forschungsteam zeigt, wie aus kugeligen Zellhaufen innerhalb von fünf Tagen Gebilde mit Anlagen für Nerven-, Knochen-, Knorpelund Muskelgewebe heranwachsen. Damit könnte zukünftig etwa die Wirkung pharmakologischer Wirkstoffe effektiver untersucht werden - und in einer Breite, die in lebenden Organismen nicht möglich wäre.

Interdisziplinäres Forschungsteam der Freien Universität zeigt mit Röntgenexperimenten am Berliner Elektronensynchrotron (BESSY), dass Photosysteme aus Spinat Manganoxid-Nanopartikel bilden können Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Freien Universität um den Physiker Holger Dau und den Einstein-Fellow Robert Burnap aus Oklahoma haben nachgewiesen, dass Proteinkomplexe der heutigen Photosynthese unter Belichtung Manganoxid (Braunstein) bilden können.

Heidelberger Forscher entschlüsseln die dreidimensionale Architektur einer molekularen Maschine, die lebenswichtige Proteine in Biomembranen einfädelt Mehr als ein Viertel aller Proteine einer Zelle finden sich in den Membranen. Dort haben sie lebenswichtige Funktionen. Um ihre Aufgabe zu erfüllen, müssen Membranproteine von ihrer Produktionsstätte in der Zelle sicher zu ihrem Bestimmungsort transportiert und korrekt in die Zielmembran eingebaut werden.

Science-Publikation mit Beteiligung von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der Freien Universität Berlin Ein wichtiger Prozess bei der Genexpression in Bakterien scheint anders zu verlaufen, als bisher in Lehrbüchern dargestellt. Zu diesem Ergebnis kommt ein internationales Team von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern unter der Leitung des Arbeitskreises Strukturbiochemie an der Freien Universität Berlin.

Das Apex-Teleskop beobachtet Molekülwolken und Sterngeburten in der galaktischen Ebene In unserer Milchstraße gibt es ungefähr 200 Milliarden Sonnen und große Mengen an Gas, das zum Teil als Rohmaterial für Sterngeburten dient. Das Gas sammelt sich in kompakten Klumpen, tritt aber auch als ausgedehnte Molekülwolken auf.

Metallkatalysatoren können Stickstoff auf organische Moleküle übertragen. Bei solchen Reaktionen treten kurzlebige Verbindungen auf, deren Funktion für die Produktbildung durch die chemische Bindung von Metall und Stickstoff maßgeblich bestimmt wird. Die Struktur und chemische Bindung eines solchen Schlüsselintermediats (Zwischenglied) für den Stickstoffatom-Transfer haben jetzt Chemiker der Universitäten Göttingen, Frankfurt, Stuttgart und Amsterdam umfassend analysiert.

Nachhaltiges Verfahren könnte Edelmetalle bei der Vernetzung von Siliconen ersetzen Silicone haben sich im privaten und im professionellen Bereich bewährt. Damit aus dem flüssigen Vorprodukt das elastische und haltbare Polymer wird, benötigt man jedoch in vielen Fällen teure Edelmetalle als Katalysatoren.

Bioinformatiker der Universität Jena entwickeln neue Methode zur Analyse von Metaboliten Alles, was lebt, hat Metabolite, produziert Metabolite und verbraucht Me­tabolite. Diese Moleküle gehen als Zwischenund Endprodukte aus chemischen Pro­zessen innerhalb des Stoffwechsels eines Organismus hervor. Damit haben sie nicht nur eine enorme Bedeutung für unser Leben, sondern sie liefern auch wertvolle Informationen über den Zustand eines Lebewesens oder einer Umgebung.

Chemisch veränderte fossile Algenmoleküle haben den Nachweis der ersten schwammähnlichen Tiere verfälscht Eine langjährige Kontroverse über den Ursprung komplexen Lebens auf der Erde ist nun offenbar gelöst. Ein Team, an dem Forschende des Max-Planck-Instituts für Biogeochemie beteiligt waren, hat herausgefunden, dass fossile Fettmoleküle, die aus 635 Millionen Jahre alten Gesteinen isoliert wurden, nicht die frühesten Hinweise auf Tiere darstellen.

Das einzelne X-Chromosom männlicher Fruchtfliegen kann dank eines Molekülklebers genauso aktiv sein wie die zwei X-Chromosomen weiblicher Tiere Fruchtfliegenmännchen besitzen nur ein X-Chromosom anstatt zwei wie ihre weiblichen Artgenossinnen. Deshalb muss es doppelt so aktiv sein, um dieselbe ,,Gendosis" zu erzielen.

Experimente und Computersimulationen erschließen neue Anwendungsfelder Materialien aus anorganischen und organischen Komponenten können das Beste aus zwei Welten vereinen: Unter bestimmten Umständen sind dreidimensionale Netzwerke aus metallorganischen Verbindungen, die sogenannten Metal-Organic Frameworks, kurz MOFs, so geordnet aufgebaut wie Kristalle und zugleich porös und flexibel verformbar.

Forschungsteam aus Jena und Cambridge entwickelt Glaswerkstoffe mit neuartigen Eigenschaftskombinationen Light Verbundstoffe aus organischen und anorganischen Materialien sind in der Natur häufig zu finden. Beispielsweise bestehen Knochen aus dem organischen Strukturprotein Kollagen und dem anorganischen Mineral Apatit.

Chemiker der Universität Göttingen und der Goethe-Universität charakterisieren Schlüsselverbindung für katalytischen Stickstoffatom-Transfer Metallkatalysatoren können Stickstoff auf organische Moleküle übertragen. Bei solchen Reaktionen treten kurzlebige Verbindungen auf, deren Funktion für die Produktbildung durch die chemische Bindung von Metall und Stickstoff maßgeblich bestimmt wird.

Wirkmechanismus des industriellen Katalysators Titansilikalit-1 basiert auf Titan-Paaren/Entdeckung wegweisend für die Katalysatorentwicklung Der Katalysator "Titansilikalit-1" (TS-1) ist nicht neu: Schon vor fast 40 Jahren wurde er entwickelt und seine Fähigkeit entdeckt, Propylen in Propylenoxid, eine wichtige Grundchemikalie in der Chemieindustrie, umzuwandeln.

Neutronen machen Strukturveränderungen in molekularen Bürsten Sie sehen aus wie mikroskopisch kleine Flaschenbürsten: Polymere mit einem Rückgrat und Büscheln von Seitenarmen. Dieses molekulare Design verleiht ihnen ungewöhnliche Fähigkeiten: Sie können beispielsweise Wirkstoffe binden und bei einer Temperaturänderung wieder freisetzen.