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StartseiteForschung aktuellGrammatik für das Leben14.06.2007

Grammatik für das Leben

Vorstellung vom Erbgut über Nacht veraltet

Genetik. - Das Erbgut wird gerne als Buch des Lebens bezeichnet. Seit mittlerweile fünf Jahren sind alle drei Milliarden Buchstaben dieses Buches bekannt. Was fehlte, war die Grammatik. Deshalb fällt es den Wissenschaftlern bis heute so schwer, in diesem Buch zu lesen. Heute nun präsentieren 35 Wissenschaftlerteams aus aller Welt einen Einblick in diese Grammatik. Mit weitreichenden Folgen. Denn nun müssen andere Bücher umgeschrieben werden: Die alten Biologie-Lehrbücher gelten nicht mehr.

Von Michael Lange

Der Doppelstrang der DNA trägt die Erbinformationen. (SICMM)
Der Doppelstrang der DNA trägt die Erbinformationen. (SICMM)

Die weltweit gefeierte Entzifferung des menschlichen Erbguts lieferte den Wissenschaftlern einen gewaltigen Datenberg. Nun - fünf Jahre später – beginnen die Genetiker langsam zu verstehen, was da in ihren Computern gespeichert ist. Francis Collins, der Leiter des amerikanischen Genom-Forschungs-Instituts in Bethesda bei Washington, präsentierte die ersten Ergebnisse des Projektes namens "Encode".

"”Encode hilft uns, die Sprache des Erbguts wirklich zu verstehen. Jetzt erst wird die Botschaft klar, welche die drei Milliarden Buchstaben des menschlichen Genoms für uns bereit halten. Wir haben erneut einen Meilenstein erreicht, auf unserem Weg zum Verständnis der Biologie des Menschen.""

Bereits bei der Entzifferung des Genoms hatte Francis Collins ähnlich große Worte gefunden. Aus heutiger Sicht klingen die Versprechungen von damals übertrieben. Heute weiß man: Die Buchstaben des Genoms allein verraten nicht das "Geheimnis des Lebens". Das Genom ist weit komplexer, als man damals glaubte. Den Beweis für diese Komplexität liefert nun "Encode". Dabei beschränkten sich die Molekularbiologen und Bioinformatiker nicht auf die Reihenfolge der Buchstaben im Genom. Sie wollten wissen: Welche Bereiche im Erbgut sind aktiv? Und wie wird diese Aktivität gesteuert? In einer Pilotphase schauten sich die Forscher zunächst nur ein Prozent des menschlichen Erbguts an. Sie suchten gezielt nach Stellen, von denen man heute weiß, dass sie die Aktivität des Erbguts steuern. Die ersten Ergebnisse von "Encode" räumen endgültig auf mit vielen hergebrachten Vorstellungen der Genetiker aus den siebziger, achtziger und neunziger Jahren. Lange Zeit ging man davon aus: Gene, seien Inseln der Aktivität in einem Meer nutzloser Junk-DNA. Nur die Gene tragen die Information, die das Leben möglich macht. Denn nur sie sind Baupläne für Proteine. Bisher galt: Ein Gen ist Erbinformation, die in Boten-RNA umgeschrieben wird, damit daraus ein Protein entsteht. Diese Definition stimmt nicht mehr. Damit sind viele alte Vorstellungen über die Prinzipien des Lebens nun endgültig vom Tisch, erklärt "Encode"-Koordinator Ewan Birney vom Europäischen Bioinformatik-Institut in Cambridge, England.

"”Vor zehn oder fünf Jahren wurden die Regionen zwischen den protein-codierenden Genen noch als Müll bezeichnet. Aber der Müll ist kein Müll. Wir weisen jetzt eindeutig nach, dass diese Regionen voller aktiver Elemente stecken. Sie steuern das Erbgut und bestimmen, welche Gene an- und ausgeschaltet werden.""

Der ehemalige Müll ist hoch aktiv. Einige Bereiche funktionieren als eine Art Spielwiese der Evolution. Hier werden biologische Möglichkeiten durchgespielt, die im Moment noch nicht gebraucht werden. Andere Regionen geben die wichtigen Kommandos im biologischen Alltag. Auch dort entstehen RNA-Abschriften aus dem Erbmolekül DNA. Ewan Birney:

"”Es wird viel mehr RNA produziert als wir dachten. Längst nicht nur in den Bereichen, die Informationen tragen für den Aufbau von Proteinen, den so genannten Genen. Auch dazwischen entsteht überall RNA. Das ist ein gewaltiges Netzwerk, viel komplexer als wir es erwartet haben.""

Was die RNA alles macht, muss nun herausgefunden werden. Ihre Aufgabe als Bote, Informationen vom Erbgut zu den Proteinfabriken zu transportieren, ist jedenfalls nur einer von vielen Jobs der RNA. Die Genom-Forscher stellen nun also fest, dass sie die RNA jahrzehntelang unterschätzt haben.
Die existierenden Lehrbücher stecken voller falscher Vorstellungen. Aber noch ist es zu früh, neue Lehrbücher zu schreiben. Die spannendsten Kapitel werden womöglich gerade erst erforscht. Wer ein Biologiebuch kaufen will, sollte noch ein paar Jahre warten.

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