Die Schülerinnen und Schüler der fünften Klassen der
Gymnasien lernen seit Jahrzehnten die Teile der lebenden Zelle auswendig.
Da wimmelt es von Fachausdrücken wie Mitochondrien, Chloroplasten,
endoplasmatisches Reticulum, Membrane und Ribosomen. Diese Gebilde sind
so klein, dass man sie nur in einem Elektronenmikroskop mit hoher Auflösung
sehen kann. Die letzten der genannten „Zellorganellen“,
die Ribosomen, haben kürzlich den Biochemikern Venkatraman Ramakrishnan
(Großbritannien), Thomas Steitz (USA) und Ada Yonath (Israel)
den Nobelpreis beschert, was wiederum zeigt, wie Chemie, Biochemie und
Biologie immer stärker ineinander übergehen.
Ribosomen gehören zu den allerkleinsten Teilen einer Zelle, und
sie erfüllen eine wichtige Aufgabe. Im Zellkern lagert die Erbmasse,
ein Molekül namens DNA. Alle Zellen enthalten eine DNA, aber die
gespeicherten Anweisungen sind unterschiedlich. In einer Drüsenzelle
sind andere Gene aktiv als in einer Nervenzelle. Die DNA ist gewissermaßen
die Software der Zelle. Diese Software macht im Grunde nichts anderes
als sich selbst zu verdoppeln, wenn sich die Zelle teilt. Um aus der
Software der Gene eine Hardware zu machen, läuft ein spezieller
Kopiermechanismus ab. Die Kopie der DNA, die so genannte „m-RNA“
wandert - wie ein Datenpaket im Internet - aus dem Zellkern hinaus ins
Plasma und dockt an den erwähnten Ribosomen an. Die Ribosomen wiederum
stecken nun unter Verwendung des m-RNA-Codes als molekulare Bauanleitung
eine Aminosäure nach der anderen wie eine Kette zusammen. So entsteht
ein Proteinmolekül. Da in der Natur 20 verschiedene Aminosäuren
existieren, können dadurch theoretisch unendlich viele verschiedene
Proteine synthetisiert werden.
Das Wissen um die Funktion der Chromosomen kann unmittelbar zu Heilmethoden
führen. Viele der heute eingesetzten Antibiotika heilen beispielsweise
verschiedene Krankheiten durch Blockierung von bakteriellen Ribosomen.
Die von allen drei Nobelpreisträgern entwickelten 3D-Modelle zeigen,
wie sich die verschiedenen Antibiotika an die Ribosomen binden. Diese
Modelle werden von Biologen und Chemikern genutzt, um neue Medikamente
direkt am Computer zu entwickeln. Insgesamt, so schreibt das Nobelkomitee,
bringe das Verstehen von Struktur und Funktion des Ribosoms somit einen
großen Nutzen für die Menschheit mit sich.
Die Erforschung der Ribosomen brachte auch eine Erklärung für
die Fehleranfälligkeit des Lebens. Leben ist etwas Faszinierendes,
aber es ist nicht perfekt und wird es nie sein. Zufällige Mutationen
der Gene können zu fehlerhaften Proteinen führen, was zu Erkrankungen
bis hin zum Krebs führen kann.
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Medizinnobelpreis 2012
Rudolf Oeller: