Gödel, Escher, Bach - ein Endloses Geflochtenes Band

sie sind um sehr vieles kleiner als die Stränge der mRNS, die sie als Input verwenden und entlang derer sie sich bewegen.
Funktion der Proteine
    Wir haben von der Struktur von Proteinen gesprochen, insbesondere von Enzymen. Aber die Aufgaben, die die Zelle ausführt, haben wir eigentlich noch nicht beschrieben. Alle Enzyme sind Katalysatoren, was bedeutet, daß sie in einem gewissen Sinn nicht mehr tun, als verschiedene chemische Vorgänge in der Zelle selektiv zu beschleunigen, und nicht, daß sie Dinge veranlassen, die ohne sie niemals stattfänden. Ein Enzym verwirklicht gewisse Wege aus Myriaden von Myriaden von Möglichkeiten. Bestimmt man aber, welche Enzyme vorhanden sein sollen, dann bestimmt man damit, was geschehen soll und was nicht — trotz der Tatsache, daß, theoretisch gesprochen,die Wahrscheinlichkeit, daß ein beliebiger Zellvorgang spontan, ohne die Hilfe von Katalysatoren stattfindet, nicht gleich null ist.
    Wie wirken nun die Enzyme auf die Zellmoleküle? Wie erwähnt, sind Enzyme gefaltete Polypeptid-Ketten. In jedem Enzym ist eine Spalte, Tasche oder ein anderes klar definiertes Oberflächenmerkmal , mit dem sich das Enzym an ein andersartiges Molekül bindet. Diese Stelle nennt man aktive Stelle, und jedes Molekül, das dort gebunden wird, heißt Substrat. Enzyme können mehr als nur eine aktive Stelle und mehr als ein Substrat haben. Genau wie in der Typogenetik sind Enzyme sehr wählerisch mit dem, woran sie arbeiten. Die aktive Stelle ist im allgemeinen ganz spezifisch und gestattet nur einer Art von Molekülen, sich an sie zu binden, auch wenn es manchmal „Irrläufer“ gibt — andere Moleküle, die zu der aktiven Stelle passen und sie verstopfen, das Enzym zum Narren halten, und es sogar inaktiv machen.
    Sind ein Enzym und ein Substrat aneinander gebunden, ergibt sich ein Ungleichgewicht in der elektrischen Ladung, und als Folge davon fließt die Ladung — in Form von Elektronen und Protonen — um die gebundenen Moleküle herum und verteilt sich entsprechend neu. Wenn das Gleichgewicht wiederhergestellt ist, kann das Substrat sehr einschneidende chemische Veränderungen erfahren haben. Einige Beispiele: Eine „Verschweißung“ kann stattgefunden haben, in der ein kleines Standardmolekül an ein Nukleotid, eine Aminosäure oder andere Moleküle aus der Zelle geheftet wurde; ein DNS-Strang kann an einer gewissen Stelle einen „Einschnitt“ aufweisen; ein Stück des Moleküls kann abgeschnitten werden usw. Tatsächlich führen Bio-Enzyme Operationen an den Molekülen aus, die den typographischen Operationen, die die Typo-Enzyme erzeugen, ganz ähnlich sind. Jedoch führen die meisten Enzyme im wesentlichen nur eine einzige Aufgabe aus und nicht eine ganze Folge von Aufgaben. Ein anderer auffallender Unterschied zwischen Typo-Enzymen und Bio-Enzymen ist der, daß, während Typo-Enzyme nur auf Strängen operieren, Bio-Enzyme auf DNS, RNS, andere Proteine, Ribosome, Zellmembranen einwirken können — kurz auf alles und jedes in der Zelle. Mit anderen Worten: Enzyme sind die Universalmechanismen zur Erledigung dessen, was in der Zelle zu tun ist. Es gibt Enzyme, die zusammenspleissen und auseinandernehmen und modifizieren und aktivieren und de-aktivieren und kopieren und reparieren und vernichten ...
    Einige der komplexesten Vorgänge in der Zelle haben mit „Kaskaden“ zu tun, wobei ein einziges Molekül eines gewissen Typs die Herstellung eines gewissen Enzyms auslöst; der Erzeugungsprozeß beginnt, und die Enzyme, die vom „Fließband“ kommen, öffnen eine neue chemische „Straße“, die es gestattet, eine weitere Art von Enzymen zu erzeugen. Das kann auf drei oder vier Ebenen geschehen, wobei jedes neu erzeugte Enzym die Erzeugung eines anderen Typs auslöst. Zum Schluß wird ein „Schauer“ von Kopien des abschließenden Enzym-Typs produziert, und all die Kopien gehen fort und erfüllen ihren Auftrag, etwa „fremdes“ DNS zu zerkleinern oder bei der Herstellung einer Aminosäure helfen, nach der die Zelle gerade dürstet usw.
Die Notwendigkeit eines hinlänglich starken Stützungssystems
    Beschreiben wir nunmehr, wie die Natur das Rätsel löst, das die Typogenetik stellt: „Welche Art von DNS-Strang kann seine eigene Replikation steuern?“ Gewiß ist nicht jeder DNS-Strang an sich ein Selbst-Rep. Der springende Punkt ist der folgende: Jeder Strang, der seine eigene Kopierung leiten will, muß Anweisungen für die Zusammenstellungen genau der Enzyme enthalten, die