MASCHINEN AUF HOCHTOUREN

Während wir in Gedanken versunken dastehen, geht uns die Frage durch den Kopf, ob im Zellkern auch alles so starr angeordnet ist wie in dem Museum oder ob sich da etwas bewegt. Und schon fällt unser Blick auf einen Glaskasten mit dem Modell eines DNA-Abschnitts. Auf einem Hinweisschild steht: „Wenn Sie sich eine Vorführung ansehen möchten, drücken Sie bitte den Knopf.“ Nach dem Knopfdruck ertönt eine Stimme: „Die DNA ist der Hauptakteur bei mindestens zwei äußerst wichtigen Vorgängen. Einer davon ist die Replikation. Die DNA muss kopiert werden, damit jede neue Zelle eine komplette Abschrift derselben Erbinformation erhält. Schauen Sie sich dazu bitte die Simulation an.“

Aus einem Türchen kommt eine kompliziert aussehende Maschine. Eigentlich besteht sie aus mehreren miteinander verbundenen Robotern. Die Maschine wandert zur DNA, klinkt sich in den Strang ein und fährt darauf entlang wie ein Zug auf einem Gleis. Das Ganze geht zwar so schnell, dass man nicht genau sieht, was da passiert. Aber man erkennt deutlich, dass hinter der Maschine zwei komplette DNA-Stränge herauskommen.

Der Sprecher erklärt weiter: „Sie sehen hier eine stark vereinfachte Darstellung des Kopiervorgangs der DNA. Mehrere molekulare Maschinen – Enzyme – gleiten über die DNA, splitten sie in der Mitte und benutzen dann jeden der beiden Einzelstränge als Vorlage für einen neuen komplementären Strang. Wir können Ihnen leider nicht alle Einzelheiten zeigen. Zum Beispiel das Minigerät, das vor der Kopiermaschine herfährt und die DNA an einer Seite aufschneidet, sodass sie sich nur locker windet und nicht fest verdrillt. Auch können wir Ihnen nicht vorführen, wie die DNA mehrmals Korrektur gelesen wird. Fehler werden mit einer erstaunlich hohen Trefferquote entdeckt und korrigiert.“ (Siehe die Grafik auf Seite 16, 17.)

Als Nächstes hört man die Stimme sagen: „Was wir anschaulich machen können, ist die Geschwindigkeit. Wie Sie gesehen haben, hat der Roboter einen ziemlichen Zahn drauf. Die echte Enzymmaschine legt auf dem DNA-Gleis etwa 100 Sprossen oder Basenpaare in der Sekunde zurück.²³ Hätten die Schienen die Größe eines Eisenbahngleises, würde diese Maschine mit über 80 Kilometern in der Stunde darauf entlangrattern. Bei Bakterien geht das Ganze noch zehnmal schneller! In einer menschlichen Zelle verteilt sich eine Kolonne von Hunderten solcher Kopiermaschinen auf verschiedene Stellen der DNA-Strecke. Nach nur acht Stunden ist das Genom vollständig kopiert.“²⁴ (Siehe den Kasten „Ein Molekül wird gelesen und kopiert“ auf Seite 20.)