Exkurs: genetik

An dieser Stelle ist ein kleiner Exkurs in die Genetik erforderlich, zur Auffrischung der Kenntnisse.
Jede individuelle Form des Lebens wird von spezifischen, individuellen Proteinen gesteuert. Proteine sind hochmolekulare Eiweißkörper, die aus Aminosäueren aufgebaut sind. Sie bestimmen u.a. als Enzyme, Hormone oder Rezeptoren sämtliche Vorgänge des Lebens. Sie sind die Träger des Lebens.
Die Natur kommt mit 20 Aminosäuren aus. Die Sequenz (Anordnung) der Aminosäuren im Makromolekül (Großmolekül) weist den Proteinen ihre ihnen bestimmte Funktion zu. Im menschlichen Organismus rechnet man mit ca. 50 000 Proteinen, rund 500 davon sind bekannt. Alle Lebewesen, jede Art und innerhalb jeder Art jedes Individuum verfügen über nur für sie selbst charakteristische Proteine.
Jeder lebende Organismus, vom Einzeller bis zum höchstentwickelten Warmblüter, dem Menschen, hat ungeheure Leistungen zu vollbringen:
1. Die Speicherung und Verschlüsselung der Informationsmenge (von 50 000 Proteinen beim Menschen, wobei jedes Protein aus tausenden Aminosäuren bestimmter Sequenz bestimmt)
2. Die immer wieder identische Reproduktion dieser Informationen.
Im Zellkern jeder Körperzelle befindet sich wie wir alle wissen, der paarweise angeordnete Chromosomensatz, der genetische Gesamtspeicher aller Informationen, die unser Leben biologisch ausmachen. Im Chromosom befindet sich ein langkettiges Makromolekül von Desoxyribonukleinsäure (DNS o. engl. DNA). Es bildet die bekannte DNA-Doppelhelix, die etwa die Form einer wendelförmig gedrehten Strickleiter hat. Der Begriff Gen, von dem es übrigens mehrere Definitionen gibt, die alle ihre Berechtigung haben, steht in unserem Kreis für einen Abschnitt von Basenpaaren (kleinste Informationseinheit aus Adenin und Thymin oder Cytosin und Guanin) auf dem DNA-Strang, der für die Bildung eines Proteins verantwortlich ist, wobei drei Basenpaare jeweils eine Aminosäure bestimmen.
Für jedes Lebewesen der 1,6 Mio Arten auf Erden gilt dieses Prinzip, - und das seit Milliarden Jahren - es ist also universell!
Auf den chemischen Aufbau der DNA möchte ich hier nicht weiter eingehen, das würde den Rahmen dieses Referats sprengen. Einige Größenordnungen: ca. 1000 Basenpaare ergeben ein Gen (variiert), die menschliche DNA umfaßt ca. 3 Mrd Basenpaare.
Mit diesem System ist die Natur in der Lage mit wenig Aufwand die ungeheure Vielfalt von genetischen Informationen zu speichern.
Als nächstes muß erklärt wie diese Informationsmenge immer wieder identisch reproduziert werden kann, und zwar einmal zur Erhaltung der Art innerhalb des Einzelorganismus (bei Bildung neuer Zellen) und bei der Vererbung - zum Anderen zur Vereinheitlichung der Lebensvorgänge innerhalb eines Individuums durch Steuerung über wieder identisch reproduzierte Proteine (sprich: das Auslesen und Benutzen der Informationen).
Der erste Fall ist denkbar einfach: Stellen wir uns die Doppelhelix als Reißverschluß vor, so geschieht bei der Zellteilung, die ja zu 2 neuen Zellen mit 2 neuen Zellkernen und 2 neuen Genomen führt, folgendes: Die Basenpaare öffnen sich wie die Zähne des Reißverschlusses und an jedem Zahn der DNA-Stranges lagert sich sofort aus dem im Zellkern vorhandenen Lager von freien Basen (hier auch: Nukleotid Adenin, Thymin oder Cytosin, Guanin) das entsprechende, komplementäre Nukleotid an. Jeder Reißverschlußstrang hat sich sofort wieder zu einem neuen, vollständigen Reißverschluß ergänzt, der mit dem ursprünglichen identisch ist. Dieser Vorgang ist universell, vom Embryo bis zur Regeneration von Gewebezellen.
Bleibt noch der zweite Fall, das "Auslesen" oder Transkription der DNA:
Dieser Prinzip gleicht dem der Verdoppelung der DNA. Der für den Aufbau des Proteins zuständige Teil der DNA wird abgeschrieben, diesmal aber nicht mit Nukleotiden der DNA, sondern mit Nukleotiden der RNA (Ribonukleinsäure, die als Zuckeranteil Ribose enthält). Der Reißverschluß öffnet sich an der bestimmten Stelle, wird von RNA-Nukleotiden abgeschrieben, die RNA-Abschrift löst sich und die DNA schließt sich wieder. Das entstandene Molekül wird Boten-RNA bezeichnet und kann den Zellkern verlassen und wird im Cytoplasma der Zelle weiterverarbeitet und das Protein wird gebildet. Der Vorgang dauert nur wenige Sekunden. Soviel zur Genetik.