Читать книгу Manipulierte Gene – Verdrehte Wahrheit - Steven M. Druker - Страница 51

Dieses Informationssystem befindet sich in jeder Zelle; und jede einzelne Zelle, egal welchen Typs, fungiert als leistungsfähiger Informationsverarbeitungsapparat. (13) Zwar werden Teile der Information über mehrere Zellbereiche verteilt, doch ein großer und wesentlicher Teil der Information ist in einem außergewöhnlichen Molekül gespeichert, der Desoxyribonukleinsäure (abgek. DNS bzw. DNA, von engl. desoxyribonucleic acid), das sich im Innersten der Zelle befindet. Bakterienzellen enthalten gewöhnlich ein Haupt-DNA-Molekül, höhere Organismen hingegen, die über größere und komplexere Informationssysteme verfügen, sind mit einer beträchtlichen Anzahl DNA-Molekülen ausgestattet. (14) Doch ob die DNA in einem einzigen Molekül enthalten oder auf viele verteilt ist, die via DNA codierte Information ist grundlegend für das koordinierte Wachstum und die koordinierte Arbeitsweise des Organismus. Sie ist deshalb immens – und muss stark komprimiert sein. Ja, sie ist dichter und effizienter gespeichert als die Information in jedem von Menschen geschaffenen System. (15)

Diese grundlegende Fähigkeit, Informationen zu tragen, verdankt die DNA ihrer Struktur. Die Grundbausteine nennt man Nukleotide, sie bestehen aus einem Phosphatrest, einem fünfeckig konfigurierten Zuckermolekül und einem stickstoffhaltigen Molekül, Base genannt. Dabei bleiben jeweils der Phosphatrest und der Zucker von einem Nukleotid zum nächsten gleich, die Basen wechseln jedoch. Basen gibt es vier verschiedene, jede mit einer eindeutigen chemischen Struktur: Adenin, Thymin, Cytosin und Guanin (üblicherweise mit ihren Anfangsbuchstaben A, T, C und G bezeichnet).

Nukleotide treten normalerweise paarweise auf, weil zwischen Adenin und Thymin und zwischen Cytosin und Guanin eine chemische Anziehung besteht, die eine Bindung erzeugt. So entstehen Segmente, die jeweils am Ende Phosphat- und Zuckerreste haben und Basenpaare entweder aus Adenin und Thymin oder aus Cytosin und Guanin in der Mitte. (Siehe Abbildung 4.1) In einem DNA-Molekül sind zahlreiche Segmente in einer leiterähnlichen Struktur verbunden, wobei die Phosphat- und Zuckerkomplexe die Holme bilden und die verbundenen Basenpaare die Sprossen. Des Weiteren ist diese Leiter keine grundsätzlich zweidimensionale Struktur, sondern ist zu einer Spirale verdreht, sodass sie im dreidimensionalen Raum eher einer Wendeltreppe gleicht. (Siehe Abbildung 4.2)

Die Spiralstruktur verleiht der DNA zwar wichtige Eigenschaften, doch maßgeblich für ihre umfassende Fähigkeit, Informationen zu tragen, ist die Variabilität der in die Spirale eingebetteten Basen – und die selektive Art ihrer Verbindung. Diese Basen übermitteln die Information durch die Reihenfolge ihres Auftretens, denn diese Sequenz dient als Code. Der Code besteht aus gleich großen Bedeutungseinheiten, die jeweils drei Basen umfassen. Solche Einheiten aus drei Basen bezeichnet man als Codons. Sie enthalten speziell den Code für Aminosäuren, die Bausteine der Proteine. Weil die Reihenfolge die Bedeutung ausmacht, bedeuten drei aufeinander folgende Thymine (TTT) etwas anderes als zwei Thymine, auf die ein Adenin folgt (TTA), und jede dieser Einheiten enthält den Code für eine andere Aminosäure. Doch weil es zwanzig Aminosäuren als Grundbausteine gibt und weil die vier Basen so angeordnet sein können, dass sie vierundsechzig Codons bilden, werden die meisten Aminosäuren durch mehr als ein Codon codiert. Beispielsweise codieren sowohl TTT als auch TTC für Phenylalanin, während TTA, CTA und vier andere Codons Leucin codieren.

Proteine bestehen aus Ketten verbundener Aminosäuren, und jeder Proteintyp hat eine eindeutige Aminosäuresequenz. Diese die Proteine spezifizierenden Aminosäuresequenzen stammen von den entsprechenden Codonsequenzen in bestimmten DNA-Bereichen. Diese informationsreichen codierenden Abschnitte heißen Gene. Menschen haben über 20000 Gene, und sogar manche Bakterien haben 5000 Gene.

Zellen verfügen über fein abgestimmte Instrumente, um die Codonsequenzen in Genen in Proteine umzusetzen. Dieser Prozess besteht aus zwei grundlegenden Schritten: Im ersten bewegt sich ein spezialisiertes Enzym das Gen entlang und transkribiert seine Information in einen Strang einer anderen (aber ähnlichen) Art von Nukleinsäure, die man als Ribonukleinsäure oder RNA (engl. ribonucleic acid) bezeichnet. Im zweiten Schritt wird dieser RNA-Strang zum Boten und bringt die Information in eine komplexe Struktur, die sie in eine Kette von Aminosäuren übersetzen kann, die sich dann zu einem Protein faltet. (16) (Siehe Abbildung 4.3 auf der nächsten Seite.)