KREBS: Die unsterbliche Krankheit (German Edition)

wie die Informationen zum Bau aller lebenden Organismen unseres Planeten in den Variationen eines einzigen Moleküls mit nur vier Bausteinen verschlüsselt werden können.
    Jedes Gen enthält die Information für die Konstruktion eines bestimmten Eiweißmoleküls. Ein Gen entfaltet also seine Wirkung erst, wenn seine Information abgelesen und in ein Eiweiß übersetzt wird. Gene, die nicht abgelesen werden, sind ruhende Gene und haben keinen Einfluss auf Wohl und Wehe einer Zelle. Auch in diesem Sinn verhält sich ein Gen wie die Zeile eines Gedichts oder der Satz eines Buches: Es entfaltet seine Wirkung erst, wenn es gelesen wird. Das Ablesen der Gene wiederum erfolgt nach Bedarf und ist ein wohlregulierter und kontrollierter Prozess.
    Dieser Prozess vollzieht sich in zwei Phasen. Die erste Phase wird Transkription genannt. Bei der Transkription wird eine Art Negativkopie des Gens aus den Bausteinen der Ribonukleinsäure hergestellt. 10 Zu diesem Zweck wird die Doppelhelix an der gewünschten Stelle aufgespleißt und entwunden. Ähnlich wie beim Vorgang der DNA-Replikation paaren sich am sogenannten Antisense-Strang komplementär zu dessen Sequenz die RNA-Nukleotide mit den DNA-Bausteinen des Einzelstrangs und bilden eine Kette aus Boten(messenger) RNA (mRNA).
    Wie im DNA-Doppelstrang paaren sich dabei C mit G, G mit C und T mit A. Nur an das A der Antisense-DNA bindet statt dem T ein U (= Uracil). Wir erinnern uns, Ribonukleinsäuren enthalten anstelle von Thymin (T) das chemisch sehr ähnliche Molekül Uracil (U).
    Ist die vollständige mRNA-Kopie eines Gens fertiggestellt, löst sie sich vom Antisense-DNA-Strang ab und verlässt den Zellkern. Sie transportiert die Blaupause des Gens aus dem Kern hinaus in die Proteinfabriken der Zelle, die Ribosomen. Ähnlich wie bei einem wertvollen alten Papyrus verbleibt der Originaltext im gut geschützten Tresor der Bibliothek im Zellkern. Nur eine Kopie geht auf Reisen, um in die Hände des erweiterten Leserkreises zu geraten.
    Dieser vorsichtige Umgang mit dem Originaltext
ist dringend notwendig. Bestimmte Gene, zum Beispiel solche, die den Zuckerabbau steuern und die Zelle mit Energie versorgen, müssen ständig abgelesen werden. Dieses Ablesensorgt für einen steten Nachschub an lebensnotwendigen und immer wieder neu benötigten Proteinen. Man nennt solche Gene daher auch Haushalts-Gene. 11
    Andere Gene dagegen schlummern die meiste Zeit ihres Lebens und werden nur bei Bedarf erweckt, zum Beispiel durch die Aktivierung einer bestimmten Signalkaskade. 12 Darunter sind Gene, die für Zellwachstum oder Zellteilung notwendige Proteine codieren. Andere Proteine werden produziert, wenn eine Zelle unter Stress steht. Wieder andere Gene sind nur in embryonalen und unreifen Zellen aktiv und werden in reifen Zelltypen definitiv stillgelegt. In einer Zelle herrschen strenge Regeln, welche Gene zu welcher Zeit und in welchen Mengen abgelesen werden dürfen, denn das Muster dieser Genaktivität, das Transkriptom, bestimmt ganz wesentlich den aktuellen Funktionszustand einer Zelle.
    Das Alphabet der
DNA
(oder
RNA ) ist eine aus vier verschiedenen Buchstaben bestehende Schrift. Diese Buchstaben bilden Wörter. Anders als in der menschlichen Sprache bestehen alle diese Wörter immer aus einer Kombination von genau drei Buchstaben, nicht mehr und nicht weniger. Das Wörterbuch der Gene enthält also genau 4 × 4 × 4 = 64 Wörter, entsprechend den Kombinationsmöglichkeiten von vier unterschiedlichen Buchstaben in drei verschiedenen Positionen. Die Sprache der Gene ist also enttäuschend wortarm. Aber alle Sätze enthalten zwar nur 64 unterschiedliche Wörter, aber die Anzahl der verschiedenen Sätze im genetischen Text ist trotzdem enorm, denn im Vergleich zur menschlichen Sprache sind diese Sätze sehr, sehr lang. Sie bestehen oft aus mehreren tausend Wörtern.
    Die zweite Phase der Übersetzung
der genetischen Information wird Translation genannt. Während die Transkription lediglich ein Kopiervorgang ist, um das Original für kommende Aufgaben zu schonen, ist die Translation eine Übersetzung des Wörterbuchs der Gene in das Lexikon der Proteine.
    In einem Deutsch-Englisch/Englisch-Deutsch-Wörterbuch ist jedem Wort der einen Sprache ein Begriff oder auch mehrere aus der anderen zugeordnet und umgekehrt. Das Wörterbuch Gene-Proteine unterscheidet sich in zweierlei Hinsicht von den Wörterbüchern der natürlichen Sprachen. Erstens sind den Wörtern der Sprache der Gene, den