• Schalter wissen.de
  • Schalter wissenschaft
  • Schalter scinexx
  • Schalter scienceblogs
  • Schalter damals
  • Schalter natur
Scinexx-Logo
Logo Fachmedien und Mittelstand
Scinexx-Claim
Facebook-Claim
Google+ Logo
Twitter-Logo
YouTube-Logo
Feedburner Logo
Dienstag, 17.01.2017
Hintergrund Farbverlauf Facebook-Leiste Facebook-Leiste Facebook-Leiste
Scinexx-Logo Facebook-Leiste

„Geburtshelfer“ des Lebens identifiziert?

„Molekulare Hebamme“ beschleunigt chemische Synthese von RNA

Mithilfe eines kleines Moleküls ist es Forschern gelungen, die Rate der DNA-Bildung in einer Lösung aus einfachen organischen Bausteinen um das mehr als Tausendfache zu erhöhen. Die Entdeckung dieser „molekularen Hebamme“ könnte einen entscheidenden Schritt bei der Suche nach einer Erklärung für die Entstehung des Lebens bedeuten.
Wie entstand das Leben?

Wie entstand das Leben?

„Wir arbeiten daran zu enthüllen, wie Moleküle wie die RNA und DNA vor rund vier Milliarden Jahren auf der Erde entstanden sind. Unsere Theorie ist es, dass kleine einfache Moleküle als Schablonen für die Produktion der ersten RNA-ähnlichen Verbindungen fungierten. Viele dieser ‚molekularen Hebammen‘ müssten dabei zusammengewirkt haben, um die RNA aus ihren chemischen Bausteinen zu erzeugen“, erklärt Nicholas Hud, Professor für Chemie und Biochemie am Georgia Institute of Technology in den USA.

Erstes zur Selbstreplikation fähiges Molekül


In allen heutigen Zellen ist die RNA für die Übertragung der genetischen Information von der DNA in Proteine verantwortlich. Viele Wissenschaftler glauben, dass die RNA oder eine sehr ähnliche Verbindung das erste zur Selbstreplikation fähige Molekül auf der frühen Erde gewesen sein könnte. Mit ihr könnte der Prozess, der zur Evolution höherer Lebensformen und letztendlich des Menschen führte, begonnen haben. Das Problem allerdings ist, dass sich die RNA-Bausteine in einer rekonstruierten „Ursuppe“ nicht spontan zur RNA zusammenlagern.

Hud und sein Kollege Frank Anet von der Universität von Kalifornien in Los Angeles stellten bereits im Jahr 2000 die Hypothese auf, dass damals möglicherweise ein bisher unbekannter Katalysator die Rolle der „molekulare Hebamme“ übernommen haben könnte. Jetzt haben die Forscher einen der möglichen Kandidaten für diese Rolle, das Proflavin, auf seine Eignung als „Hebamme“ zunächst bei der chemischen Synthese von DNA getestet.


Molekulare Hebamme


Es zeigte sich, dass das Proflavin die Synthese von zwei kurzen DNA-Bruchstücken zu einem größeren um mehr als das Tausendfache beschleunigen konnte. „Zuerst wollten wir nur feststellen, ob unsere Idee einer molekularen Hebamme überhaupt haltbar sei“, erklärt Hud. „Wir haben Proflavin als Testsubstanz gewählt, weil wir wussten, dass es zwischen den Basenpaaren von DANN und RNA bindet, eine Eigenschaft, in der wir eine Voraussetzung für die Hebammenfunktion sehen.“

Nach der Theorie der beiden Forscher könnte das Proflavin in der Ursuppe zunächst als Katalysator für die Verbindung zweier Nukleotide – Molekülen aus jeweils einer Base und einem Zucker und Phosphatkomplex - gedient haben. Nach und nach könnten so Stränge entstanden sein, bei denen die „Hebammen“ als Brücken zwischen den einzelnen Nukleotidbausteinen fungierten. Ab einer bestimmten Stranglänge waren die RNA-Moleküle stabil genug, um eigenständig erhalten zu bleiben und die Hebammen wurden freigesetzt, um weitere „Geburtshilfe“ zu leisten.

„In unserem Labor haben wir demonstriert, dass Proflavin auch bei der RNA-Bildung als Hebamme fungieren kann“, erklärt Hud. „Unser Ziel ist es, ein sich selbst replizierendes molekulares System zu erreichen, dass zur Evolution fähig ist.“ Zur Zeit testen die Forscher weitere Moleküle auf ihre Hebammeneignung hin, um noch genauer zu ergründen, welche von ihnen möglicherweise tatsächlich bei der Entstehung des Lebens auf der Erde eine Rolle gespielt haben.
(Georgia Institute Of Technology, 08.04.2004 - NPO)
 
Printer IconShare Icon