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Die Genexpression ist die Voraussetzung für die Proteinbiosynthese in allen Zellen. Eine schnelle und feingesteuerte Kontrolle der Genexpression, die Genregulation, ist dabei als Reaktion auf Umweltveränderungen von großer Bedeutung. Unter Zuhilfenahme von kleinen RNAs spielen die RNA-Interferenz (RNAi) und verwandte Geninaktivierungsprozesse (gene silencing pathways) eine wichtige Rolle bei der Genregulation in Eukaryoten. Die gezielte Abschaltung von Genen durch RNAi wird durch die Erzeugung von kleinen doppelsträngigen RNAs (dsRNAs) in sogenannten RNA-induced-silencing complexes (RISCs) initiiert. Es konnte gezeigt werden, dass ein minimaler H. sapiens Komplex, der RISC -loading -Komplex (RLC), bestehend aus Dicer , Ago2 und TRBP2, in der Lage ist, Vorläufer-RNAs in etwa 21-23 Nukleotid lange dsRNAs zu zerkleinern, diese in ihre Einzelstränge zu trennen, den entsprechenden Führungsstrang auf Ago2 zu laden und eine komplementäre Ziel-mRNA endonukleolytisch zu schneiden. Somit kann dieser minimale Komplex die Verarbeitung der Vorläufer-RNA in kleine dsRNAs durch Dicer mit der Beladung dieser kleinen RNA-Produkte auf Ago2 verbinden/koppeln. Innerhalb des RLC wirken Dicer und Ago2 als Endoribonukleasen, während das dsRNA-Bindungsprotein TRBP2 die Dicer-RNA Komplexe zu Ago2 rekrutiert und für die Beladung der entsprechenden kleinen RNAs in den Komplex und auf Ago2 wichtig ist. Strukturinformationen des RLCs, der Subkomplexe sowie die einzelnen RLC-Proteine sind kaum vorhanden, und über die RNA-Transfermechanismen innerhalb des RLCs ist wenig bekannt. Innerhalb dieser Arbeit wurde ein Expressions- und Reinigungssystem für die einzelnen rekombinanten Proteine etabliert. Die menschlichen Proteine Dicer und Ago2 wurden als N-terminal Hexahistidin markierte Proteine in Sf9- bzw. High Five-Insektenzellen hergestellt, und menschliches TRBP2 wurde als N-terminal GST-markiertes Protein in E. coli BL21(DE3)Star-Zellen exprimiert. Die einzelnen Proteine wurden gereinigt und der RLC präpariert. Der RLC und dessen Komponenten wurden strukturell durch makromolekulare Röntgenkristallographie und Einzelpartikel Elektronenmikroskopie untersucht. Da die Kristallisation von diesem großen und hochflexiblen Komplex während dieser Arbeit nicht möglich war, wurden die Hauptstrukturarbeiten am RLC mit Hilfe von Einzelpartikel Elektronenmikroskopie-Studien durchgeführt. So konnte eine dreidimensionale Struktur des H. sapiens RLCs mit einer Auflösung von 22,8 Å rekonstruiert werden. Diese Rekonstruktion zeigt, dass der RLC eine C- förmige Gestalt mit verschiedenen flexiblen Regionen aufweist. Ein Vergleich mit einer früheren Rekonstruktion des RLC zeigt, dass die in dieser Arbeit bestimmte Struktur des RLC (RNA-gebundener Komplex) eine offenere Konformation einnimmt. Zusätzlich lässt die erreichte höhere Auflösung die Bestimmung neuer struktureller Details, des RLC zu, so dass einzelne Domänen erkennbar sind. Um die RLC-Komponenten innerhalb der hier bestimmten RLC-Rekonstruktion zu lokalisieren, sollten Referenzdichten der Subkomplexe und von Dicer berechnet werden. Aufgrund der hohen Heterogenität der Subkomplexe und von rekombinantem Dicer, waren zuverlässige Rekonstruktionen bisher nicht möglich. Die in dieser Arbeit bestimmte Struktur des humanen RLC und weitere in der Zwischenzeit erlangte biochemische und strukturelle Ergebnisse anderer Gruppen, bedingen ein neues mögliches Modell für die RNA-Transfer–Mechanismen innerhalb des RLCs, welches diskutiert wird.  Das große human Dicer Protein enthält eine N-terminale DExD/H-Helikase Domäne, dessen Funktion noch immer unklar ist. Interessanterweise interagiert diese Domäne mit TRBP2. Mit Hilfe dieser Interaktion wird die Endonuklease-Aktivität von Dicer aktiviert. Um die Wechselwirkung zwischen Dicer und TRBP2 im Detail zu verstehen, wurden in dieser Arbeit zusätzlich zu dem vollständigen Dicer-TRBP2 Komplex, minimale Dicer-TRBP2 Komplexes für strukturelle Analysen präpariert. Ein Atommodell der Interaktionsfläche mit verschiedenen minimalen Dicer-TRBP2 Komplexen konnte im Rahmen dieser Arbeit nicht erhalten werden. Es kann aber gezeigt werden, dass dieses Dicer-Fragment die Bindung von TRBP2 zu einzelsträniger RNA vermindert, was auf eine Rolle von TRBP2 bei der Substratwahl von Dicer schließen lässt.  H. sapiens TRBP2 besitzt drei dsRBDs, die für RNA- und Proteinbinding sowie die eigene Homodimerisierung verantwortlich sind. Im Rahmen dieser Arbeit konnte die Kristallstruktur der zweiten dsRNA-Bindungsdomäne (dsRBD2) von TRBP2 gelöst und bis zu einer Auflösung von 2.28 Å verfeinert werden. Die Domäne hat eine typische α-β-β-β-α dsRBD Faltung, wobei die α-Helices gegen eine Seite des dreisträngigen antiparallelen β-Faltblattes packen. Die asymmetrische Einheit enthält vier Moleküle der dsRBD2, die untereinander zwei verschiedene Dimerisierungstellen bilden. Durchgeführte SAXS- und MALS-Messungen zeigen allerdings, dass die dsRBD2 in Lösung als Monomer vorliegt. Die identifizierten Dimerisierungsstellen scheinen daher nur Kristallisationsartefakte zu sein. Die Ergebnisse in dieser Arbeit deuten darauf hin, dass nicht die dsRBD2 allein sondern auch die Loop-Regionen zwischen den dsRBDs von hTRBP2 für die Dimerisierung wichtig sind. Ein Vergleich dieser Struktur mit der zuvor gelösten Struktur der dsRBD2 von TRBP2 im Komplex mit einem kurzen CG-Duplex zeigt, dass RNA-induzierte strukturelle Umlagerungen im Bereich der RNA-Bindungsstellen innerhalb der Domäne möglich sind. Zusätzlich zeigt die ermittelte SAXS Struktur der dsRBD2, dass genau diese Regionen, welche für RNA-Bindungen wichtig sind, sehr flexibel sind und so die Bindung von verschiedenen RNA-Substraten erlauben.

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Die Wälder Mitteleuropas wurden seit dem Neolithikum stark durch den Menschen beinflusst. Die meisten Wälder weisen keine naturnahe Struktur mehr auf, es fehlen große, alte Bäume ebenso wie stehendes und liegendes Totholz. Die Fortwirtschaft lässt die Herausbildung später Entwicklungsphasen mit alternden und absterbenden, zusammenbrechenden Baumindividuen nicht zu. Zahlreiche Studien haben jedoch die Bedeutung alter und zerfallender Waldbestände für spezialisierte Waldorganismen gezeigt. Die vorliegende Studie beabsichtigte, die Bedeutung der späten Sukzessions-Stadien für die Pflanzendiversität im Rahmen der natürlichen Dynamik eines unbewirtschafteten Fichtenwaldes (Picea abies (L.) Karst.) auf dem Brocken in Norddeutschland herauszustellen. Zusätzliche Untersuchungen behandelten die Autökologie epiphytischer Flechten in einer naturnahen, wenig belasteten Waldumgebung und das Potenzial alter und zerfallender Waldstadien für die Speicherung von Kohlenstoff. Die verschiedenen Untersuchungen bauen auf Plot-basierte Erhebungen in den verschiedenen Waldentwicklungsstadien auf, und bezogen dabei sowohl die Epiphyten- als auch die Bodenvegetation ein. Die Ergebnisse zeigen eindeutig die Bedeutung der späten Wald-Sukzessionsstadien für die Diversität von Epiphyten. Während die Artenvielfalt der Epiphyten in Alters- und Zerfallsstadien höher war als in jüngeren Sukzessionsstadien, unterschied sich die Bodenvegetation kaum zwischen den verschiedenen Sukzessionsstadien. Weiterhin unterschied sich die Zusammensetzung der Epiphytenvegetation im Zerfallsstadium deutlich von allen übrigen Stadien. Einige seltene Arten kamen vorwiegend auf den abgestorbenen Bäumen der Zerfallstadien vor. Hier entstehen große stehende und liegende Totholzobjekte, die auch in jüngeren Entwicklungsstadien erhalten bleiben (‚deadwood legacy’), und über den gesamten Waldentwicklungszyklus die Epiphytenansiedelung auf Bäumen ermöglichen. Es zeigte sich auch, die Präsenz alter und abgestorbener Bäume wichtiger war als die Kontinuität in der Waldbedeckung. Die Vegetation des studierten Urwaldes und eines benachbarten Sekundärwaldes, die beide viele alte und tote Bäume aufwiesen, hatten sich innerhalb von 200 Jahren stark angenähert. Untersuchungen der Vegetation des liegenden Totholzes bestätigten einen starken Einfluss der Substrateigenschaften Stammgröße und Holz-Zerfallsgrad. Der Kronenschlussgrad der Waldbestände hatte hingegen einen geringeren Einfluss. Totholz hat eine hohe Bedeutung für die Waldpflanzen-Diversität. Viele seltene Arten wuchsen ausschließlich auf liegendem Totholz, während viele häufige Arten, neben anderen Substraten, ebenfalls auf Totholz vorkamen. Während kleine Totholzobjekte kaum besiedelt wurden, beherbergten große Totholzobjekte eine artenreichere Epiphytenvegetation. Die höchste Epiphytendiversität wurde jenseits mittlerer Zerfallsgrade erreicht. Zusätzliche Untersuchungen von epiphytischen Flechten zeigten einen extremen Rückgang der acidophytischen Flechte Lecanora conizaeoides bei einer leichten Erhöhung des pH-Wertes der Baumrinden. Zudem zeigte sich, dass die Artenvielfalt der Epiphyten sich weniger zwischen lebenden und abgestorbenen Bäumen unterschied, als es unter höherer Luftverschmutzung. Zusätzlich wiesen biochemische Analysen der Flechten Hypogymnia physodes einen hohen Gehalt an Flechtenstoffen nach, die auch bei geringer Umweltbelastung die Aufnahme von Schwermetallen regulieren. Auch hier waren nur geringe Unterschiede zwischen den Proben von den verschiedenen lebenden und abgestorbenen Bäumen festzustellen. Es wurde außerdem nachgewiesen, dass die Alters- und Zerfallsstadien sich durch eine hohe Kohlenstoffspeicherung in Boden und Biomasse auszeichnen. Zusammen mit den Ergebnissen zur Pflanzendiversität, der Bedeutung der großen Totholz-Objekte sowie alter und abgestorbener Bäume, wurde die Bedeutung der Alters- und Zerfallsstadien klar bestätigt. Schutzmaßnahmen, die auf den Ausschluss der Bewirtschaftung großer Waldgebiete abzielen und damit die natürliche Herausbildung der Alters- und Zerfallsstadien zulassen, können sicher einen Rückgang der Biodiversität begrenzen und die Folgen des globalen Klimawandels abmildern.