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Ribonukleinsäuren : Im „Müll“ sucht man heute nach dem Masterplan

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Das Produkt einer Milliarde Jahre langen Evolution: Menschlich ist an einem menschlichen Gen nicht besonders viel. Bild: picture-alliance / dpa

Außer klassischen Regelmechanismen, die von Proteinen dominiert werden, kontrollieren auch kurze Ribonukleinsäuren das Zusammenspiel der Gene. Von ihnen besitzt kein anderes Lebewesen so viele wie der Mensch. Doch ihr Zusammenwirken ist noch voller Geheimnisse.

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          Die Gene erschienen den Forschern lange Zeit als weit verstreute Punkte auf der imaginären Linie eines Chromosoms. Deren Zahl und Dichte nahm mit den Fortschritten klassischer Kreuzungsversuche zu, bis sich das Bild von einer Perlenschnur, in der sich Gen an Gen reiht, herauskristallisierte. Als die Genetiker einzelne Erbanlagen genauer unter die Lupe nahmen, streckten sich die Perlen zu linearen Elementen, die in unterschiedlichen Formen vorkommen konnten. Die Molekularbiologen drangen mit ihren neuen Methoden tief in den Mikrokosmos dieser Gene ein. Sie definierten ein Gen schließlich als einen bestimmten Abschnitt auf einem aus Desoxyribonukleinsäure – DNS – bestehenden Erbmolekül, mit klarem Anfang und Ende.

          Sie bestimmten seine Bausteinfolge, die Basensequenz, zunächst bei bakteriellen Genen und erhielten „genetische Texte“, die nach einem bestimmten Code in den Zellen in eine entsprechende Folge von Aminosäuren, die Proteinsequenz, übersetzt wurden. Einige dieser Informationspakete lieferten nicht Proteine, sondern Ribonukleinsäuren als Endprodukt. Äußerlich sichtbare Veränderungen eines Organismus erkannte man als Variationen – Mutationen – in der Basensequenz. Doch sobald die Forscher auch Gene höherer Organismen, der Fliege, der Maus oder des Menschen, zu entziffern begannen, tat sich überraschend eine völlig neue Welt auf: In jedem der meist riesigen Gene liegen in einem Meer von Basensequenzen, die nicht in Protein übertragen werden, kurze, als Exons bezeichnete Informationsschnipsel eingestreut.

          Menschlich ist an einem menschlichen Gen nicht viel

          Was bei diesen Patchwork-Genen aussah wie eine gewaltige Verschwendung der Natur, entpuppte sich als ein raffinierter Trick der Evolution, die Vielfalt der Funktionen zu steigern. So können durch das unterschiedliche Kombinieren der einzelnen aktivierbaren Abschnitte eines Gens ganz unterschiedliche Proteine mit unterschiedlichen Fähigkeiten entstehen.

          Die vergleichende Genomforschung hat schließlich zu einer gewissen Entzauberung des Menschen geführt, zeigte sich doch, wie nahe verwandt alle höheren Lebewesen auf der Ebene der Gene sind. Menschlich ist an einem menschlichen Gen nicht viel, denn es ist das Produkt einer Milliarde Jahre langen Evolution, hervorgegangen aus Erbanlagen, die man zuweilen schon bei der Hefe und oft bei den vielzelligen Organismen findet.

          Ihr Zusammenwirken ist noch voller Geheimnisse

          Von seinem nächsten Verwandten, dem Schimpansen, unterscheidet sich der Mensch auf der Ebene seines Genoms nur minimal. Dass der Mensch dennoch einzigartig und in seinen geistigen Fähigkeiten allen anderen Lebewesen weit überlegen ist, hängt offenbar vor allem mit der hochdifferenzierten Steuerung seiner Erbanlagen zusammen. Außer klassischen Regelmechanismen, die von Proteinen dominiert werden, kontrollieren auch kurze Ribonukleinsäuren das Zusammenspiel der Gene. Von ihnen besitzt kein anderes Lebewesen so viele wie der Mensch.

          Auch ihre Bauanleitungen sind in den Genen festgelegt. Sie liegen in Bereichen des Genoms, die nicht für ein Protein stehen und die die Molekularbiologen einst vorschnell als genetischen Müll bezeichnet hatten. Ihr Zusammenwirken ist noch voller Geheimnisse; und man darf gespannt sein, wie sehr diese Mikro-Ribonukleinsäuren unsere Vorstellungen vom Zusammenspiel der Gene noch weiter revolutionieren werden.

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