Gödel, Escher, Bach - ein Endloses Geflochtenes Band

von ihnen sind z. B. strukturelle Moleküle, was bedeutet, daß sie wie Balken und Träger ineinem Haus sind; sie halten die verschiedenen Teile einer Zelle zusammen. Es gibt noch andere Arten von Proteinen, aber für unsere Zwecke sind die Hauptproteine Enzyme, und ich werde im folgenden keine scharfe Trennung versuchen.
Aminosäuren
    Proteine setzen sich aus Folgen von Aminosäuren zusammen, von denen es zwanzig Hauptarten gibt, jede mit einer dreibuchstabigen Abkürzung:
ala
――――――――――――――
Alanin
arg
――――――――――――――
Arginin
asn
――――――――――――――
Asparagin
asp
――――――――――――――
Aspartinsäure
cys
――――――――――――――
Cystein
gln
――――――――――――――
Glutamin
glu
――――――――――――――
Glutaminsäure
gly
――――――――――――――
Glycin
his
――――――――――――――
Histidin
ile
――――――――――――――
Isoleuzin
leu
――――――――――――――
Leuzin
lys
――――――――――――――
Lysin
met
――――――――――――――
Methionin
phe
――――――――――――――
Phenylalanin
pro
――――――――――――――
Prolin
ser
――――――――――――――
Serin
thr
――――――――――――――
Threonin
trp
――――――――――――――
Tryptophan
tyr
――――――――――――――
Tyrosin
val
――――――――――――――
Valin
    Man beachte den kleinen numerischen Unterschied gegenüber der Typogenetik, wo wir für den Aufbau von Enzymen nur fünfzehn „Aminosäuren“ hatten. Eine Aminosäure ist ein kleines Molekül von ungefähr derselben Komplexität wie ein Nukleotid; deshalb sind die Bausteine der Proteine und der Nukleinsäuren (DNS, RNS) ungefähr gleichgroß. Die Proteine jedoch setzen sich aus kürzeren Folgen von Bestandteilen zusammen; so bilden etwa dreihundert Aminosäuren ein vollständiges Protein, während ein DNS-Strang aus Hunderttausenden oder Millionen Nukleotiden bestehen kann.
Ribosome und Tonbandgeräte
    Wenn nun ein mRNS-Strang nach seinem Ausbruch in das Cytoplasma auf ein Ribosom stößt, dann setzt ein sehr komplizierter und schöner Prozeß ein, den man Translation oder Übersetzung nennt. Man könnte sagen, daß dieser Translationsprozeß am Beginnallen Lebens steht, und mit ihm sind viele Geheimnisse verbunden. Aber die Grundprinzipien sind leicht zu erklären. Nehmen wir zunächst ein anschauliches Bild und präzisieren wir es dann. Man stelle sich vor, daß die mRNS einem langen Magnetband ähnlich ist und das Ribosom einem Tonbandgerät. Während das Band am Tonkopf des Gerätes vorbeiläuft, wird es „gelesen“ und in Musik oder in andere Töne umgewandelt. So werden magnetische Spuren in Noten „übersetzt“. Wenn in ähnlicher Weise ein „Band“ von mRNS am „Tonkopf“ eines Ribosoms entlangläuft, sind die so hergestellten „Noten“ Aminosäuren, und die „Musikstücke“, die sie erzeugen, sind Proteine. Das ist das Wesentliche an den Translationen (vgl. Abb. 96).
Der genetische Code
Wie aber kann ein Ribosom eine Kette von Aminosäuren erzeugen, wenn es eine Kette von Nukleotiden abliest? Dieses Geheimnis wurde in den frühen sechziger Jahren von Forschern gelöst, und ausschlaggebend für die Lösung war der Genetische Code— die Abbildung von Tripletten von Nukleotiden auf Aminosäuren (Abb. 94). Dies ist ganz im Geist des Typogenetischen Codes, nur daß hier drei aufeinanderfolgende Basen (oder Nukleotide) ein Codon bilden, während dort nur zwei nötig waren. So müssen 4x4x4 (= 64) verschiedene Eintragungen (statt sechzehn) gemacht werden. Ein Ribosom steigt einen RNS-Strang drei Nukleotiden auf einmal hinunter - d. h. ein Codon — und jedesmal , wenn es das tut, hängt es eine einzige neue Aminosäure an das Protein an, an dessen Aufbau es gerade arbeitet. So entsteht das Protein schrittweise — Aminosäure um Aminosäure.
0000000000000000000000000000000000
    CUA GAU
    Cu Ag Au
     
    Ein typisches Segment von mRNS, einmal gelesen als zwei Tripletts (oben) und zweitens als drei Paare (unten): ein Beispiel von Hemiole in der Biochemie.
Tertiärstrukturen
    Während jedoch ein Protein aus einem Ribosom entsteht, wird es nicht nur immer länger, sondern faltet sich selber fortwährend in erstaunliche dreidimensionale