Im Anfang war ... ? - Die RNA-Welt-Hypothese


Was war am Anfang allen Lebens? Was kodierte die Baupläne der ersten Organismen? War es die wohl bekannteste chemische Verbindung Desoxyribonukleinsäure (kurz DNA), oder die im Allgemeinen weniger bekannte Ribonukleinsäure (auch RNA)? Schon lange ranken sich wilde Hypothesen um dieses Thema, werden erbitterte Diskussionen geführt.

Es gibt zwei Lager, in die man die meisten Wissenschaftler einsortieren kann. Die, die davon überzeugt sind, dass die DNA am Anfang stand, und die, die meinen, dass alles mit der RNA begonnen haben muss. Was trennt die beiden Ansichten so grundlegend? Wie sind die verschiedenen Argumentationen?

Schauen wir uns zunächst an, wie es überhaupt zu dieser Diskussion gekommen ist. Denn die Frage, was speicherte als erstes die genetischen Informationen für Lebewesen, geht schon viele Jahrhunderte zurück. Als genetische Information verstehen wir heute die DNA, die als Grundlage für alle Vorgänge in Lebewesen verantwortlich ist. Sie trägt die Informationen über, Form und Gestalt, des Organismus, dessen Organe(-llen), seine Lebensweise, und so weiter. Und dafür hatte man drei Stoffe in Betracht gezogen: die vielfältigen Proteine, die DNA und die RNA.

Proteine können sich nicht replizieren. Das heißt, sie können sich selbst nicht vermehren. Wenn das niemand anderes „übernehmen“ würde, gäbe es Proteine nicht mehr lange. Sie werden, wie wir heute wissen, über den Weg DNA à RNA à Protein gebildet. Auch wenn sie sich selbst nicht replizieren können, so haben sie dennoch eine wichtige Funktion: sie können Reaktionen katalysieren. Dies ist eine sehr wichtige Eigenschaft. Denn ohne Katalysatoren, die Reaktionen um ein Vielfaches beschleunigen, wäre Leben nicht möglich. Reaktionen, die mit Enzymen in wenigen Bruchteilen einer Sekunde geschehen, würden ohne Katalysatoren oft Jahrzehnte benötigen. Es ist dennoch eher unwahrscheinlich, dass diese, zwar mannigfaltigen, Moleküle die genetische Information der ersten Organismen getragen haben. Es wäre in diesem Fall ein System notwendig gewesen, das sich parallel zu den Proteinen zu deren Vermehrung entwickelt hätte. Das ist eher unwahrscheinlich.

Proteine============DNA===============RNA
Katalytisch==========Nicht katalytisch====Katalytisch
Nicht replizierend===Replizierend========Replizierend

Bevor man die Rolle der DNA in Zellen erkannte, wurde sie als eher langweiliges Molekül gesehen. Auch wenn die DNA heute fast (1) alle wichtigen Informationen trägt, kehrt man zu der Ansicht zurück: die DNA sei ein passiver Datenträger. Zu der Ansicht gelangte man, weil DNA sich selbst zwar replizieren kann, eine sehr wichtige Eigenschaft, die für Ursprünglichkeit spricht, aber nicht katalytisch wirkt. Reaktionen würden also unendlich langsam ablaufen, wenn es kein enzymatisches System gäbe.

Die RNA bringt dagegen alle erforderlichen Kriterien mit. Sie kann sich selbst replizieren und wirkt dazu auch noch katalytisch. Wie vor nicht all zu langer Zeit erst festgestellt wurde, gibt es eine sehr große Vielfalt an RNA. Ist sie also der Schlüssel zu allem? War sie der erste Datenträger der Urorganismen? Die Frage wird vielleicht nie befriedigend geklärt werden. Denn ist es nicht genauso unwahrscheinlich, wie die oben angeführten Punkte, dass sich ein Molekül entwickelt hat, dass sowohl Katalysieren, als auch Replizieren kann?




Es gibt viele Dinge, die wir vielleicht nie beantworten können. Das ist die Bürde der Wissenschaft.




Anhang:

(1) – Ausgenommen sind die Gene verschiedener Organellen, wie Chloroplasten und Mitochondrien. Man geht davon aus, dass diese über Endosymbiose in die Zellen gelangten und früher eigenständige Organismen waren. Sie besitzen, wie die ersten Organismen, keinen Zellkern, sondern tragen ihre Erbinformationen einfach in ihrem Inneren.


Bildernachweis:

http://www.sxc.hu/pic/m/b/be/bewinca/791239_blue_waves.jpg

Keine Kommentare:

Kommentar veröffentlichen