Das Leben ist asymmetrisch – zumindestens auf der molekularen Ebene: Fast alle biologisch wichtigen Verbindungen existieren in zwei unterschiedlichen, sich wie Bild und Spiegelbild entsprechende Formen. Normalerweise entstehen in chemischen Reaktionen immer gleiche Anteile beider „Spiegelbilder“, doch die lebenden Organismen tanzen hier aus der Reihe. Sie synthetisieren seltsamerweise immer nur eine der beiden Formen und bauen auch nur diese ein. So besteht das Grundgerüst der Erbsubstanzen RNA und DNA ausschließlich aus „rechtshändigen“ Molekülen, alle Proteine dagegen immer nur aus „linkshändigen“ Aminosäuren.

Zwei Enantionmere einer Aminosäure © MMCD

Diese eindeutige Präferenz für jeweils nur eine symmetrische Variante, die so genannte Homochiralität, ist nicht nur faszinierend in ihrer Ausschließlichkeit, sie stellt auch - wieder einmal - die Biochemiker vor ein großes Problem: Wenn sich das erste Leben aus ganz normalen chemischen Reaktionen und Syntheseschritten entwickelte, wie ist dann diese Verschiebung des Gleichgewichts zugunsten nur jeweils einer chiralen Variante zu erklären? Eine einfache chemische Begründung scheint es dafür nicht zu geben, dafür aber jede Menge ganz unterschiedlicher Hypothesen.

Erst Leben, dann Asymmetrie...
Stanley Miller, Pionier der „Ursuppenforschung“ sieht das Ganze eher pragmatisch und verlagert das Problem kurzerhand von der Chemie in die biologische Phase der Evolution: „Meiner Meinung nach kommt die Selektion erst bei oder kurz nach der Entstehung des Lebens.“ Seiner Ansicht nach besaßen die ersten aktiven Biomoleküle, eine Art Prä-RNA, gar keine asymmetrischen Kohlenstoffatome und waren daher auch nicht händig. Erst bei Umwandlung dieser Vorläufersubstanz in die asymmetrische RNA habe sich im Laufe der ersten Entwicklungsschritte des neuen Lebens ein Ungleichgewicht herauskristallisiert.

...oder Asymmetrie vor dem Leben?
Demgegenüber sehen andere Forscher den Ursprung der Homochiralität sehr wohl in der präbiotischen Phase der Ursuppe oder des „Urpfannkuchens“. Sie suchen daher nach möglichen Schablonen, die schon der Synthese und Vermehrung der ersten Makromoleküle den entscheidenden „Schubs“ in die eine oder andere Symmetrierichtung gegeben haben könnten.

Einen wichtigen Fortschritt hat dazu der Biochemiker Reza Ghadiri vom amerikanischen Scripps Forschungsinstitut erreicht. Er wies 2001 nach, dass schon einfache Polypeptide in einer Mischung von sowohl rechts- als auch linkshändigen Aminosäuren gezielt nur diejenigen zur Herstellung von Kopien ihrer selbst benutzten, die die richtige Händigkeit aufwiesen. Er erbrachte damit erstmals den Beweis, dass, einmal durch eine Schablone angefangen, sich der chirale Selektionsprozess tatsächlich verselbstständigen kann.

Doch woher stammt die erste Schablone?