Читать книгу Vaterschaftstest für Pharao - Dirk Husemann - Страница 13

Woraus besteht DNA? Schon Jahre bevor Watson und Crick das Modell der Doppelhelix vorstellten, wussten Biochemiker, dass DNA Proteine codierte, die im Zytoplasma liegen, der Grundsubstanz der Zelle. DNA hingegen befindet sich im Zellkern, abgeschirmt vom Rest der Zelle. Die Frage, wie es der DNA vom Zellkern aus gelingt, die Proteine im Zytoplasma zu codieren, wurde heiß diskutiert. Weltweit untersuchten Biologen Tausende von Zellen und fanden eine auffallende Übereinstimmung: In Zellen mit hoher Proteinproduktion fiel stets eine merkwürdige Struktur auf. Sie ähnelte der DNA-Doppelhelix, doch war diese noch nicht erkannt. Erst nach der Publikation der Spirale durch Watson und Crick nahm die Erforschung der Mechanismen in der Zelle Fahrt auf.

Die merkwürdige Struktur im Zytoplasma war RNA, ein Verwandter der DNA, jedoch mit nur einem Strang statt zweien. Bald schon ahnten die Forscher, dass RNA dafür zuständig ist, die Proteinfabriken im Zytoplasma zu steuern. Ein Beleg musste her. Noch einmal sollten Bakteriophagen die Antwort liefern, Viren, die nur aus Protein und DNA bestanden und ihr Geheimnis im Küchenmixer offenbart hatten. Dieses Mal sollten die Bakteriophagen auch Auskunft über jene Prozesse geben, die nach dem Befall des Wirtes in dessen Innerem ablaufen. Das Ergebnis war erstaunlich. Schon kurz nachdem der Virus die Bakterie befallen hatte, gab er seine DNA in den Wirt. So weit war der Vorgang bekannt. Nun aber erkannten die Biologen noch etwas: In der befallenen Zelle entstanden Spuren jener Struktur, die bereits bei der Produktion von Proteinen aufgefallen war. Es war die RNA des Virus, die plötzlich in der Bakterienzelle schwamm – und tatsächlich begann die Produktion von Protein plötzlich zuzunehmen. Was hier in den kleinsten Lebewesen geschah, war eine Miniatur des Bauplans allen Lebens: Der einzelne Strang der RNA drang in die Ribosomen, die Proteinfabriken, ein und lieferte Informationen aus der Virus-DNA an die Wirtszelle. Alles künftig hergestellte Protein im Zytoplasma der Zelle entstand nun nach dem Bauplan, den der Bote an die Ribosomen geliefert hatte. Die Messenger-RNA (mRNA) oder Boten-RNA war entdeckt. Heute glauben die meisten Wissenschaftler, dass mRNA und andere RNA-Moleküle die Nachfahren der ersten primitiven Chemiebausteine der Erde sind, Teile jener Ursuppe, in welcher die ersten Organismen schwammen.

Noch aber war der genetische Code nicht vollständig geknackt. Das versuchte 1962 der US-Biochemiker Marshall Warren Nirenberg. Zu dieser Zeit war bereits bekannt, dass die Art eines Proteins davon abhängt, aus welcher Kombination von drei Basen die Aminosäuren des Proteins zusammengesetzt sind. Nirenberg wusste: An der Produktion von Protein sind zwanzig Aminosäuren beteiligt. Wie kam diese Vielfalt zustande? Für seine Experimente nutzte Nirenberg mRNA. Wie DNA besteht auch RNA aus den vier Basen Adenin, Cytosin, Guanin und Thymin. Der Biochemiker entdeckte: Wenn drei dieser Basen in einer bestimmten Reihenfolge zusammenkommen, formen sie ein Triplet. Dieses Triplet ist der Code für die Produktion einer bestimmten Aminosäure. Die Reihenfolge, in welcher die Triplets auf der mRNA und der DNA liegen, ist der Bauplan für die Produktion von Proteinen. Die Reihenfolge wird von der DNA an die mRNA weitergegeben, die wiederum nach diesem Muster Proteine codiert. Nirenberg erkannte auf molekularer Basis, was Gregor Mendel an den millionenfach größeren Erbsenkörnern entdeckt hatte. Was Mendel aber nur mit dem Begriff Faktoren umschreiben konnte, erkannte Nirenberg als eine der 64 möglichen Kombination aus vier Buchstaben. Welche Anlage Vater und Mutter ihren Kindern auch weitergeben mögen, stets sind A, C, G und T im Spiel. Mit diesem Vokabular gelang es Nirenberg 1964, die Funktionsweise der DNA, der mRNA, der Proteine und Aminosäuren zu erklären. Der genetische Code war geknackt.

„Es war mir, als öffne sich eine Tür in ein Spielzeuggeschäft“, erinnerte sich Nirenberg in einem Interview mit dem US-amerikanischen Discovery-Channel. Die Möglichkeiten, die sich der Wissenschaft mit dem kleinsten Baukasten der Welt eröffneten, waren gewaltig. In den folgenden Jahren sollten A, C, G und T zum neuen Alphabet der Biochemiker werden. Jedes Lebewesen auf der Erde war nach dem Prinzip Base – Aminosäure – Protein entstanden. Das ließ sich leicht feststellen. A, C, G und T gab es in der DNA von Säugetieren, von Pflanzen, Pilzen und Insekten, von Einzellern und Mehrzellern. Die Schlussfolgerung musste deshalb lauten: Alle Lebewesen sind miteinander verwandt. Neben Mendels Vererbungslehre bewies die Biochemie damit auch noch Teile der Evolutionstheorie Charles Darwins.