Welche Moleküle bildeten den Anfang des Lebens? Diese Frage ist bisher ebenso ungeklärt wie heiß umstritten. Jetzt hat ein internationales Forschungsteam entdeckt, dass die RNA, ein favorisierter Kandidat für die ersten Lebensbausteine, wahrscheinlich weitaus stabiler gegenüber Mutationen war als bisher angenommen.
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Die zur Zeit am weitesten verbreitete Theorie zur Entstehung des Lebens geht davon aus, dass in der „Ursuppe“ wahrscheinlich einfache Ribonukleinsäure-Ketten als Überträger der Erbinformationen dienten. Sie übernahmen einerseits die Aufgabe der heutigen DNA und konnten sich bereits selbst replizieren. Gleichzeitig aber dienten sie auch als Enzyme, eine Rolle, die heute die Proteine inne haben. Wegen ihrer Doppelrolle werden die urzeitlichen RNA-Moleküle auch als Ribozyme bezeichnet.
Kopierfehler als entscheidendes Hemmnis
Als ein grober Schönheitsfehler dieser Theorie galt bisher allerdings, dass diese Ribozym-Ketten mögliche „Kopier-Fehler“ nicht selbst korrigieren konnten und ihre Ketten daher meist nur eine geringe Länger erreichten. Nach Ansicht vieler Evolutionsforscher müsste dies eigentlich nahezu unmöglich gemacht haben, dass sich aus diesen einfachen RNA-Molekülen komplexere Lebensformen entwickelten.
Ein internationales Team von Wissenschaftlern, darunter Forscher der Autonomen Universität von Barcelona, berichtet jetzt jedoch in der Fachzeitschrift „Nature Genetics“, dass die frühen Lebensbausteine wahrscheinlich doch stabil genug waren, um rund 100 Gene zu enthalten – eine Anzahl, die als minimal für die einfachsten einzelligen Lebensformen gilt.
Die aktuelle Studie unter der Leitung von Mauro Santos, Genetiker und Mikrobiologe an der Universität von Barcelona, zeigte, dass die Fehlerschwelle, die maximale Anzahl von „Kopierfehlern“, die die RNA tolerieren kann ohne dass ihre Funktion beeinträchtigt wird, deutlich höher ist als bisher berechnet.
Länge reicht für 100 Gene
In der Praxis heißt das, dass die ersten Ribozyme enthaltenen Protozellen bis zu hunderte Gene mit jeweils bis zu 70 Basenpaaren oder alternativ 70 Gene mit je 100 Basenpaaren enthalten und weitergeben konnten, ohne dass schädliche Mutationen sie absterben ließen. Für heutige Bakterien gilt eine Anzahl von rund 200 Genen als untere Grenze. Im Unterschied zu den frühen Ribozym-Organismen müssen darin jedoch auch Gene für das DNA-RNA-Übersetzungssystem enthalten sein, die bei einer rein RNA-basierten Lebensform nicht nötig sind.
„Diese Anzahl von Genen wäre ausreichend, um einem einfachen Organismus genügend funktionelle Aktivität zu verleihen”, erklärt Santos. Nach Ansicht der Forscher könnte dies die Bedingungen für die Entstehung des Lebens erleichtert haben und auch die Forschung und Diskussion um die Vorgänge in der „Ursuppe“ vorantreiben.
(Universitat Autònoma de Barcelona, 16.09.2005 – NPO)
