Geschichte des Gens by Ernst Peter Fischer

Author:Ernst Peter Fischer [Fischer, Ernst Peter]
Language: deu
Format: epub
Published: 2013-05-11T16:00:00+00:00

Das Ende der Einfachheit

Den ersten Schritt zu der angedeuteten neuen Einsicht in die Struktur der Gene verdankt die Wissenschaft der Entdeckung von Viren, die sich nicht an das Dogma der Molekularbiologie hielten und ein Mittelgenauer ein Enzym - gefunden hatten, um den Weg von der DNA zur RNA auch in Gegenrichtung von der RNA zur DNA gehen zu können. Nachgewiesen hatten einige Molekularbiologen diese umgekehrte Umschreibung in den frühen siebziger Jahren des 2O.Jahrhunderts. Der Vorgang heißt auf Amerikanisch reverse transcription und ist einem Enzym mit dem einleuchtenden Namen »Reverse Transcriptase« zu verdanken.

Am Anfang dieser unerwarteten Entdeckung stand die Beobachtung, dass es Viren gibt, deren Erbmaterial nicht aus DNA, sondern aus RNA zusammengesetzt ist. Nun hätte es sein können, dass diese Viren ihre RNA unmittelbar als mRNA nutzen und auf diese Weise direkt in die Proteine umsetzen lassen, die sie wie alles Lebendige brauchen. Doch die Nachprüfung ergab, dass das kleine Leben den molekularen Dienstweg einhält und die Schleife über die DNA nimmt, um an seine Proteine zu kommen. Die Viren stellen also nach der Vorgabe durch ein RNA-Molekül ein Stück DNA her, und da sie also zu einer reversen Transkription fähig sind, heißen sie aus nachvollziehbaren Gründen Retroviren. Ihr antidogmatisches Enzym, die Reverse Transkriptase, zog natürlich das allergrößte Interesse der Wissenschaft mit der Konsequenz auf sich, dass das Protein bald in reiner Form gewonnen und in biochemischen Experimenten eingesetzt werden konnte. Und dabei kam es zu einer großen Überraschung.

Um zu verstehen, wie das völlig Unerwartete in der Genetik eingetreten ist, muss man sich vor Augen halten, dass es dank einer Reversen Transkriptase zwei Wege gibt, um ein Gen - verstanden als ein Stück DNA - zu isolieren und zu gewinnen: einen direkten und einen indirekten. Die direkte Möglichkeit besteht darin, die zu dem Gen gehörende Doppelhelix aus der Zelle abzutrennen und anzureichern (mit gentechnischer Hilfe), und die indirekte Möglichkeit besteht darin, erst die mRNA des Gens zu isolieren, um aus ihm anschließend mit dem Umkehrenzym das dazugehörige DNA-Molekül anzufertigen. Die auf die zweite (enzymatische) Weise angefertigte DNA nennen die Genetiker cDNA; das c steht für copy und soll ausdrücken, dass es sich nicht um einen natürlichen DNA-Abschnitt handelt, sondern um ein Fragment, das kopiert worden ist nach der Vorgabe der mRNA, in der die Information für ein Protein steckt.

Nun klingt das alles bisher wie eine Menge technischer Details ohne wissenschaftlichen Nährwert. Doch kamen einige Biochemiker auf die Idee, einmal nachzusehen, ob die direkt und die indirekt gewonnene DNA eines Gens - also die DNA aus der Zelle und die cDNA aus dem Reagenzglas - übereinstimmen oder ob sich da Unterschiede ausmachen lassen. Und es zeigte sich: Die cDNA war zum Teil erheblich kürzer als die direkt aus den Zellen isolierte DNA. Diese Unterschiede konnten im Elektronenmikroskop unmittelbar sichtbar gemacht werden. In Abbildung 12 werde sie am Beispiel des Gens gezeigt, das die Information für ein Protein namens Ovalbumin trägt - im Alltag besser als Hühnereiweiß bekannt. Die elektronenmikroskopische Aufnahme, für deren Herstellung DNA isoliert, auf einer Oberfläche ausgebreitet und in

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