Wie mein Hund die Biologie entdeckte. Von Photosynthese bis Immunsystem: Ein Spaziergang durch das Leben by Jürgen Brater

Autor:Jürgen Brater [Brater, Jürgen]
Die sprache: deu
Format: epub
ISBN: 9783105613771
Herausgeber: FISCHER Digital
veröffentlicht: 0101-01-01T00:00:00+00:00

Gene werden abgeschrieben

Vergleicht man den Aufbau der DNA, in dem die Bauanleitung für ein Eiweiß verschlüsselt ist, mit dem Aufbau des Proteins selbst, so fällt sofort eine wesentliche Übereinstimmung auf: Beide sind aus aneinandergeketteten Einzelteilen zusammengesetzt. So wie die DNA durch die lineare Abfolge ihrer organischen Basen gekennzeichnet ist, so gilt dies auch für ein Protein im Hinblick auf seine Aminosäuren. Man kann das Ganze mit einer Schrift in zwei verschiedenen Sprachen mit unterschiedlich vielen Buchstaben vergleichen: In der einen sind die Buchstaben die vier Basen der DNA und in der anderen die zwanzig Aminosäuren der Proteine.

Da müsste sich doch eigentlich die eine Sprache auf irgendeine Weise in die andere übersetzen lassen. Diese Idee hatten auch die Forscher, die der Frage auf den Grund gingen, wie die in der DNA verschlüsselte Information in ein Protein umgesetzt wird. Die Zelle musste einen Trick kennen, mit dessen Hilfe sie die Reihenfolge der DNA-Bausteine auf die Proteinbausteine übertrug. In der DNA musste also ein genetischer Code verborgen sein.

Eine Eins-zu-eins-Übersetzung in dem Sinne, dass jede der vier Basen Adenin, Thymin, Cytosin und Guanin einer speziellen Aminosäure entspricht, ist nicht möglich, da auf diese Weise nur vier Proteinbausteine bestimmt werden können. Um jede der zwanzig Aminosäuren eindeutig zu bestimmen, muss es vielmehr mindestens zwanzig verschiedene Basen-Wörter geben. Da man aber auch, wenn man jeweils zwei Basen zusammennimmt, nur sechzehn verschiedene Kombinationen bilden kann, müssen also mindestens drei zu einer Einheit zusammengefasst werden. Das ergibt nun zwar viel zu viele, nämlich vierundsechzig mögliche Dreiergruppen – man spricht auch von Tripletts –, aber vielleicht bezeichnen ja mehrere dieser Tripletts denselben Proteinbaustein. Diese Vermutung erwies sich tatsächlich als richtig, und nun galt es, den genetischen Code zu knacken.

Derjenige, dem dies zuerst gelang, war der amerikanische Molekularbiologe Marshall Nirenberg, der dafür – wie könnte es anders sein? – im Jahr 1968 den Medizin-Nobelpreis bekam. Mit Hilfe künstlich synthetisierter Nukleinsäuren ermittelte er in aufwendigen Versuchen, welches Basentriplett für welche Aminosäure steht. Dabei fand er heraus, dass einige der Proteinbausteine nur durch eine oder zwei, andere dagegen durch bis zu sechs verschiedene Dreiergruppen von Basen bestimmt werden, etwa so, wie es für manche fremdsprachlichen Wörter nur eine, für andere jedoch mehrere unterschiedliche Übersetzungen gibt. Kennt man also die Abfolge der DNA-Basen auf einem Gen, so kennt man auch die Zusammensetzung des mit seiner Hilfe produzierten Proteins. Umgekehrt gilt dies jedoch nicht, da ja, wie gesagt, den einzelnen Aminosäuren mehrere unterschiedliche Tripletts zugeordnet sind.

Doch da ist noch ein weiteres Problem: Die DNA befindet sich im Inneren des Zellkerns, die Eiweißherstellung läuft aber an so genannten Ribosomen ab, winzigen Gebilden, die in großer Zahl außerhalb des Kerns im Zellplasma liegen. Als Stoff, der die genetische Information von der DNA zum Ribosom transportiert, fungiert eine zweite Art von Nukleinsäure namens RNA (Ribonukleinsäure), die insofern ein klein wenig anders als die DNA aufgebaut ist, als sie statt des Zuckers Desoxyribose die nur geringfügig verschiedene Ribose und statt der Base Thymin das ähnlich gebaute Uracil enthält. Eine Variante dieser Substanz, die Boten- oder Messenger-RNA (kurz m-RNA

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