DNA

Überall dort, wo Leben existiert und Lebewesen Nachkommen erzeugen, müssen Informationen von einer Generation an die nächste weitergegeben werden. Diese Erbinformationen werden bei allen Lebewesen, vom Einzeller bis zum komplexen Säugetier, auf Chromosomen gespeichert, einem Bestandteil des Zellkerns.

 

Bis auf wenige Ausnahmen hat jede Körperzelle einen Zellkern, und jeder Zellkern enthält Chromosomen.

Ein Chromosom enthält mehrere Gene und besteht aus DNA, die Kurzform für Desoxyribonukleinsäure.

 

Im Ruhezustand ist die DNA in Form einer Doppelhelix aufgebaut: eine spiralförmig gewundene Leiter. Die Holme bestehen aus Sauerstoff- und Kohlenstoffatomen, das Herzstück, also die Sprossen der Leiter, enthalten eine der vier Basen Adenin, Thymin, Guanin und Cytosin, abgekürzt mit A T G C.

 

„Base‟ ist zwar ein chemischer Begriff, aber Sie können sich gerne vorstellen, diese vier chemischen Stoffe wären tatsächlich Cousinen, die einander in herzlicher Zu- und Abneigung verbunden sind. Guanin kann nur mit Cytosin, und Adenin kann nur mit Thymin. Die beiden Paare ziehen sich magisch an, sie mögen sich, während Guanin und Thymin sich nicht ausstehen können, genauso wenig wie Adenin und Cytosin.

 

Ein Chromosom besteht also aus einer langen Kette von Basenpaaren. Die Sprossen der Leiter bestehen immer entweder aus dem Paar Guanin und Cytosin oder aus dem Paar Adenin und Thymin. Ob ab linken Holm Guanin oder Cytosin hängt, ist dabei egal. Hauptsache, die Paare geraten nicht durcheinander. Aus der Abfolge der vier Basenpaare ergibt sich der genetische Code.

Und dieser genetische Code ist universell. Egal ob Einzeller oder Elefant, Fruchtfliege oder Fliegenpilz, Maus oder Mensch: Bei jedem Organismus besteht der Bauplan des Lebens aus diesen vier Basen.

 

Der Mensch ist mittlerweile in der Lage, die Abfolge der Basen auf einem Chromosom festzustellen. Das Verfahren nennt sich DNA-Sequenzierung. Es ist vermutlich ziemlich aufwändig und teuer, wird aber wahrscheinlich mit Fortschreiten der Technik immer schneller und billiger werden.

 

Das Ergebnis einer DNA-Sequenzierung ist ein Chromatogramm: eine grafische Darstellung des genetischen Codes. Oder anders gesagt: eine lange Kette aus den Buchstaben A, C, G, T.

 

Dass die Menschen die Abfolge der Basen „lesen‟ kann, bedeutet jedoch noch lange nicht, dass sie den damit geschriebenen „Text‟ (also die Erbinformationen) auch verstehen können. Der genetische Code gleicht bisher eher einer Geheimschrift, die erst teilweise entschlüsselt ist. Aber die Menschen machen Fortschritte. Wie immer.

 

Jeweils drei Basen hintereinander bilden ein sogenanntes Triplett. Bei vier Basen ergeben sich 64 verschiedene Kombinationsmöglichkeiten, sogenannte Codons. 61 dieser Codons stellen die Bauanleitung für eine von einundzwanzig Aminosäuren dar. Aminosäuren sind die Grundbausteine des Lebens, aus ihnen werden Proteine gebildet. Proteine gibt es in jeder Zelle, wo sie unterschiedliche Aufgaben übernehmen. Sie können unter anderem die Zelle wandern lassen (Zellmigration, ja, das gibt es wirklich), beschleunigen chemische Reaktionen oder können Signalstoffe erkennen. Ein großer Teil der Körpermasse (Muskeln, Haut, Haare, Hirn) bestehen aus Proteinen. Auch bei Enzymen handelt es sich größtenteils um Proteine. Enzyme beschleunigen chemische Prozesse im Körper, zum Beispiel bei der Verdauung.

 

Durch die DNA-Sequenzierung kann der Mensch zwar herausfinden, welche Aminosäuren auf einem bestimmten Genabschnitt zusammengefügt werden und können diesem so entstandenen Protein vielleicht auch einen Namen geben. Aber sie können bei Weitem nicht immer sagen, welche Funktion dieses Protein im menschlichen Körper hat – oder welchen Schaden es wo anrichtet.

Neben den 61 Tripletts oder Codons, die für Aminosäuren codieren (bei denen man also zumindest weiß, dass sie irgendetwas mit der Proteinsynthese zu tun haben) gibt es auch die sogenannte nichtcodierende DNA.

 

Und jetzt wird es richtig spannend.

 

Nichtcodierende DNA enthält keine Bauanleitung für Aminosäuren.

 

Ein Teil dieser nichtcodierenden DNA hat, wie man inzwischen weiß, die Funktion von An- und Ausschaltern, damit die Zelle weiß, wo ein Gen anfängt und wo es aufhört. Oder es handelt sich um Pseudogene, Kopien von Genen, die aufgrund von Mutationen nicht mehr funktionieren.

 

Andere Teile der nichtcodierenden DNA scheinen dagegen gar keine Aufgabe zu haben. Lange Zeit hielt man sogar die gesamte nichtcodierende DNA für überflüssigen Müll. Man nannte sie sogar Junk-DNA.

Allerdings hat die Sache einen Haken.

 

Bei allen höher entwickelten Lebewesen besteht die DNA, also sämtliche Gene zusammen genommen, zum größten Teil aus nichtcodierender DNA. Beim Menschen macht dieser Anteil rund 95% aus.

 

Und da dachten irgendwelche Idi... Forscher tatsächlich, 95% der menschlichen DNA sei schlicht nutzloser Müll?

Klar. Wenn sie in der Abfolge der Basenpaare keinen Sinn erkennen können, kann es auch keinen Sinn darin geben. Haben sich die Menschen die Erde nicht untertan gemacht? Sind sie nicht die Krone der Schöpfung?

 

Ist die Erde etwa keine Scheibe?

 

Okay, das ist lange her. 1960 wusste man noch nicht wirklich viel über Gene. Damals stellte man fest, dass eine Zwiebel oder eine Banane mehr DNA besitzen als der Mensch. Doch der Großteil davon besteht aus nichtcodierender DNA. Und da eine Zwiebel unmöglich intelligenter und entwickelter sein kann als ein Mensch, konnte es sich bei diesem Gen-Schrott tatsächlich nur um Eines handeln: um unnützen Müll.

 

Heute ist man klüger.

Ein wenig.

 

Heute weiß man, dass die nichtcodierende DNA für die Steuerung der genetischen Prozesse zuständig ist. Irgendwie muss ja entschieden werden, wann welche Proteine hergestellt werden oder auch nicht.

Aber wie genau das funktioniert?

 

Fragen Sie nicht mich.

 

Fragen Sie die Ranger. Immerhin haben sie mit Usutu-2 ein Virus erschaffen, dessen DNA in die Proteinsynthese der Keimzellen einzugreifen. Der Schluss liegt nahe, dass sie dazu gezielt die nichtcodierende DNA verändert haben.