• Gibt es „einfache Lebensformen“?
    Der Ursprung des Lebens: Fünf Fragen kritisch beleuchtet

    • Die primäre Aufgabe der Zelle ist die Produktion von Proteinen. Auf unserer Tour können wir beobachten, wie die Zelle zunächst 20 verschiedene Grundbausteine herstellt, die Aminosäuren. Diese Bausteine werden zu den Ribosomen transportiert (5). Die Ribosomen arbeiten wie die Roboter einer Fertigungsstraße. Sie reihen die Aminosäuren exakt aneinander, sodass ein bestimmtes Protein entsteht. Ähnlich wie die Produktionsabläufe in einer Fabrik oft von einem Zentralrechner gesteuert werden, werden auch viele Funktionen der Zelle von einem „Computerprogramm“ oder Code gesteuert, der DNA (6). Von der DNA erhält das Ribosom eine Kopie mit detaillierten Anweisungen, die ihm sagen, welches Protein es wie bilden soll (7).

      Die Herstellung von Proteinen grenzt an ein Wunder! Jedes einzelne Proteinmolekül wird zu einer einzigartigen dreidimensionalen Struktur gefaltet (8). Diese Struktur bestimmt, welche spezielle Aufgabe das Protein hat.b Stellen wir uns ein Fließband vor, an dem Motorteile zusammengebaut werden. Jedes Teil muss absolut exakt gefertigt sein, damit der Motor später auch funktioniert. Ähnlich ist es bei einem Proteinmolekül. Wenn es nicht ganz präzise konstruiert und gefaltet ist, kann es seine Aufgabe nicht erfüllen und schadet der Zelle unter Umständen sogar.

      Eine Zelle als Fabrik dargestellt

      Die „Zellfabrik“ – Wie Proteine hergestellt werden: Wie in der Fertigungsstraße einer Fabrik gibt es in der Zelle viele „Roboter“, die komplexe Produkte zusammenbauen und weitertransportieren

      Wie kommt das Protein von der Produktionsstätte zum Bestimmungsort? Jedes in der Zelle zusammengesetzte Protein erhält einen „Adressaufkleber“, der dafür sorgt, dass es auch dort eintrifft, wo es gebraucht wird – und das, obwohl pro Minute Tausende von Proteinmolekülen entstehen und weitertransportiert werden.

      Was ergibt sich daraus? Die komplexen Moleküle im allereinfachsten Organismus können sich nicht von selbst reproduzieren. Außerhalb der Zelle zerfallen sie, innerhalb der Zelle sind sie auf andere komplexe Moleküle angewiesen. Zum Beispiel sind Enzyme notwendig, damit ein spezielles energiereiches Molekül, das Adenosintriphosphat (ATP), gebildet werden kann. Gleichzeitig ist die im ATP gespeicherte Energie notwendig, damit Enzyme gebildet werden können. Ähnlich ist es bei der DNA, auf die wir in Teil 3 noch näher eingehen. DNA ist erforderlich, damit Enzyme hergestellt werden können. Gleichzeitig sind Enzyme erforderlich, damit DNA hergestellt werden kann. Die verschiedensten Proteine können nur mithilfe einer Zelle entstehen und gleichzeitig kann eine Zelle nur mithilfe von Proteinen entstehen.c