Proteine, Gene und du

BEI der Erwähnung von Proteinen denken viele an ein schönes, saftiges Steak. Aber das ist bei weitem nicht alles, was es über Proteine zu sagen gibt. Fleisch ist protein- oder eiweißhaltig, weil Lebewesen, besonders Tiere, aus zahllosen verschiedenen Arten von Proteinen bestehen, von denen jedes ganz bestimmte Aufgaben erfüllt.

Arten von Proteinen? Wenn man vom Wasser absieht, machen die Proteinmoleküle die Hälfte deines Körpergewichts aus, aber sie sind nicht alle gleich. Einige geben deinem Haar, deiner Haut und deinen Finger- und Zehennägeln Festigkeit. Andere, Enzyme genannt, kontrollieren die chemischen Reaktionen in deinen Körperzellen. Wieder andere bilden Antikörper, die für die Abwehr von Krankheiten verantwortlich sind.

Woraus bestehen Proteine? All die Tausende von verschiedenen Proteinen deines Körpers bestehen aus Verbindungen kleiner Moleküle, der Aminosäuren. Nur etwa 20 Arten von Aminosäuren sind erforderlich, um all die verschiedenen Proteine aufzubauen, aus denen alle Bäume, Blumen, Tiere und Menschen auf der Erde bestehen — genauso wie aus den 26 Buchstaben des Alphabets Hunderttausende von Wörtern kombiniert werden können.

Lebende Zellen verbinden Aminosäuren miteinander wie die Waggons eines langen Güterzuges, um die Proteine herzustellen, die sie benötigen. Um zum Beispiel Insulin zu produzieren, stellen die Zellen in deiner Bauchspeicheldrüse zwei „Züge“ zusammen, das heißt Aminosäureketten, die ganz bestimmte Formen annehmen. Die erste Kette entspricht einem „Wort“ aus 21 Buchstaben und die zweite einem „Wort“ aus 30 Buchstaben, d. h. Aminosäuren. Dann werden die Ketten miteinander verbunden, und dein Körper hat ein Molekül Insulin zur Verfügung, das dazu beiträgt, den Zuckergehalt in deinem Blutstrom zu kontrollieren. Proteine wie Insulin sind für die Gesundheit lebenswichtig, was Diabetiker bestätigen können.

Pläne und Blaupausen — DNS und RNS

Aber woher wissen die Zellen in deiner Bauchspeicheldrüse, welche Aminosäuren miteinander verbunden werden müssen, damit Insulin entsteht? Und was hindert die Zellen in deinem großen Zeh daran, ebenfalls Insulin herzustellen? Die Antwort liegt in einem einzigartigen, sehr großen Molekül begründet, das DNS (Desoxyribonukleinsäure) genannt wird und das hauptsächlich im Kern einer jeden deiner Billionen von Zellen enthalten ist. Wie funktioniert es?

Bist du schon einmal auf einer Baustelle gewesen? Vielleicht ist dir aufgefallen, daß verschiedene Gruppen von Handwerkern — Zimmerleute, Maurer, Elektriker — häufig Blaupausen studieren, aus denen hervorgeht, was sie zu tun haben. Woher kommen diese Blaupausen? Im Baubüro befinden sich viele technische Zeichnungen, die auf speziellen Maschinen kopiert werden, so daß man Blaupausen erhält. Die verschiedenen Vorarbeiter nehmen die Blaupausen zu ihrer Arbeitsgruppe auf die Baustelle mit.

Ähnlich verhält es sich mit den Zellen. Der Zellkern, das „Baubüro“, enthält die „Originalpläne“ für alle Proteine, die dein Körper je benötigen wird. Diese „Pläne“ sind die DNS-Moleküle. Wenn du Insulin brauchst, wird der entsprechende Abschnitt der DNS, Gen genannt, im Kern spezieller Zellen deiner Bauchspeicheldrüse aktiviert.

Die DNS verläßt den Zellkern nicht, genauso wie die Originalbaupläne im allgemeinen nicht auf die Baustelle gebracht werden. Sie ist zu wertvoll. Statt dessen wird mit Hilfe eines besonderen Moleküls, Boten-RNS (Ribonukleinsäure) genannt, eine „Blaupause“ der DNS angefertigt. Dieser „Bote“ bringt die Blaupause vom Zellkern zur „Baustelle“, wo ein Bautrupp darauf wartet, ein Insulinmolekül zu bauen.

Dieser Bautrupp besteht hauptsächlich aus einem Ribosom, einem Molekül, das einem Zimmermeister entspricht, und aus Gehilfen, der sogenannten Transfer-RNS. Die Gehilfen, die kleinen Moleküle der Transfer-RNS, treiben Aminosäuren auf und bringen sie zum Ribosom. Dieses „liest“ die „Blaupause“ der Boten-RNS und stellt die Insulinkette her.

Im „Baubüro“ jeder deiner Zellen befinden sich weit mehr „Pläne“, als eine Zelle zu ihrer Funktion benötigt. In den Zellen deines großen Zehs sind beispielsweise auch die Gene zur Insulinherstellung vorhanden, aber diese Gene können nicht aktiviert werden. Diese Pläne in den Zellen deines großen Zehs sind gewissermaßen in einem Tresor eingeschlossen. Jede Zelle verwendet nur den Teil der DNS in ihrem Zellkern, den sie braucht, um das herzustellen, was sie benötigt. Darüber können wir sehr froh sein, denn Zellen, die in den „Tresor“ mit den Bauplänen, die sie nicht benutzen sollten, „einbrechen“, können sich selbst oder anderen Zellen schaden oder sogar zu Krebszellen werden.

Veränderung der Pläne

Die meisten Architekten würden energisch widersprechen, wenn jemand behauptete, die gesamten Pläne zum Bau eines großen Wolkenkratzers kämen durch Zufall zustande. Diese Pläne erfordern einen hochqualifizierten, gut ausgebildeten Architekten. Die DNS in den Zellen aller Lebewesen enthält Instruktionen, die weit komplizierter und detaillierter sind als die Pläne eines Bauprojekts. Ist es nicht logisch, zu schlußfolgern, daß die DNS — die die exakte „Konstruktion“ von Bakterien, Bäumen und Menschen überwacht — das Produkt eines meisterhaften Architekten ist? Dieser meisterhafte Architekt ist Jehova Gott (1. Mose 1:11-28).

Frage einen guten Architekten, was er empfindet, wenn unbefugte, unqualifizierte Personen in den Zeichnungen, die mit viel Sorgfalt für den Bau eines Hauses angefertigt wurden, etwas verändern. Er wird damit nicht einverstanden sein, weil er weiß, daß derjenige, der die Pläne ändert, wahrscheinlich nicht die Gesamtfolgen der Veränderung bedacht hat. Auf diese Weise mag zwar ein Badezimmer vergrößert werden, aber was passiert, wenn im Flur wertvoller Raum verlorengeht? Was passiert, wenn die Installation neu verlegt werden muß?

Wissenschaftler sind jetzt in der Lage, den DNS-Inhalt von Lebewesen — die „Baupläne“ des Schöpfers — zu verändern. In einigen Fällen sollen diese Veränderungen humanitären, medizinischen Zwecken dienen, zum Beispiel das Einpflanzen von Genen zur Herstellung menschlichen Insulins in Bakterien. Andere Eingriffe, wie die Einpflanzung von Virusgenen in Mäuseembryos, werden mehr aus wissenschaftlicher Wißbegier durchgeführt, um zu sehen, wie Zellen funktionieren.

Obwohl Wissenschaftler jetzt Gene verändern können, sind sie noch weit davon entfernt, zu verstehen, wie die Gene funktionieren. Im Jahre 1979 berichtete die New York Times: „Wie neue Entdeckungen ergeben haben, ist die Struktur tierischer und auch menschlicher Gene ganz anders, als man mindestens 20 Jahre lang gedacht hatte.“ Was war geschehen? Man hatte herausgefunden, daß tierische Gene gewöhnlich nicht genauso funktionieren wie bakterielle Gene, was Wissenschaftler bis dahin geglaubt hatten. Tierische Gene sind weit komplizierter und enthalten lange Informationsfolgen, die man noch nicht versteht. Wissenschaftler haben somit festgestellt, daß sie entgegen ihren Erwartungen aus dem Studium der „Originalbaupläne“ von Bakterien nicht lernen können, die „Originalbaupläne“ des Menschen zu lesen.

Wissenschaftler haben vor kurzem auch entdeckt, daß der genetische Code der DNS-Moleküle nicht konstant ist, wie man stets gedacht hatte. Es hat sich herausgestellt, daß der Code etwas anders ist, wenn sich die DNS nicht im Zellkern, sondern in anderen Teilen der Zelle, in den Mitochondrien, befindet. „Das Dogma der Universalität des genetischen Codes ist erschüttert worden“, gab die Zeitschrift New Scientist zu. Weshalb ändert sich der Code? Man weiß es nicht. „Einige Fragen, die durch die Ergebnisse genetischer Analysen entstanden sind, werden möglicherweise nie beantwortet werden“, kommentierte New Scientist.

Kein Wunder daher, daß viele Leute wegen der möglichen Gefahren der Genforschung besorgt sind! Die meisten Biologen behaupten heute zwar, mit der Forschung sei nur ein geringes Risiko verbunden. Doch verstehen sie wirklich genug von der Genetik, um das genau beurteilen zu können? In den 50er Jahren behaupteten Wissenschaftler, Atombombentests im amerikanischen Westen seien für die Öffentlichkeit ungefährlich, aber die Krebsrate unter den Menschen, die windabwärts vom Testgebiet leben, zeigt jetzt, daß sich die Wissenschaftler geirrt haben.

Ist es möglich, daß Wissenschaftler, die mit Kräften und biologischen Vorgängen experimentieren, die sie nicht völlig verstehen, versehentlich eine schreckliche neue Krankheit entfesseln? Einige halten das für möglich.

Doch was machen die Wissenschaftler eigentlich mit den Genen?

[Bild auf Seite 4]

Genauso, wie aus den 26 Buchstaben des Alphabets Hunderttausende von Wörtern kombiniert werden können, sind nur 20 verschiedene Aminosäuren erforderlich, um all die verschiedenen Proteine aufzubauen, aus denen alle Bäume, Blumen, Tiere und Menschen auf der Erde bestehen.

[Bilder auf Seite 6]

Kern

Boten-RNS

Ribosom

Transfer-RNS

Aminosäuren