Konrad Bachmann

Aminosäuren und Proteine

Wir haben Serin als Alkoholkomponente der Kephaline kennengelernt. Auser der alkoholischen Hydroxylgruppe tragt Serin auch eine Carboxyl- und eine Aminogruppe und zwar beide am gleichen, endstandigen C-Atom. Serin kann also als Alkohol, als Saure und als Base reagieren.

Die Entwicklung der Tiere

Vielzeller, die sich geschlechtlich fortpflanzen, beginnen ihr individuelles Leben als befruchtete Eizelle (Zygote). Dieser Engpas in ihrem Lebenszyklus hat eine grundlegende Bedeutung. Mit der Bildung der Zygote wird ein neues genetisches Programm entwickelt. Alle Mutationen, Entwicklungsfehler und Schaden, die die Elterngeneration in ihren Korperzellen im Laufe des Lebens angesammelt hat, gehen mit dem Tode der Elterngeneration zugrunde und ein neuer vielzelliger Korper entsteht aus einer neuen Zelle. Die Vorteile der Vielzelligkeit werden durch eine Alterung des Korpers erkauft, die auch eine Ansammlung genetischer Fehler mit sich bringt. Sexuelle Fortpflanzung wird deshalb bei Vielzellern nicht aufgegeben, so viele asexuelle Mechanismen sich auch entwickelt haben, die schneller sind und den Entwicklungsvorgang verkurzen, der den Organismus zeitweilig besonders anfallig gegen Umwelteinflusse macht.

Viren des Menschen

Prinzipiell unterscheiden sich die Viren von Eukaryontenzellen sehr wenig von Phagen. Sie sind nur schwieriger zu untersuchen. Wie die Phagen haben auch die Eukaryontenviren eine hohe Wirtsspezifitat. Viren aus Rubenblattern infizieren keine Tabakblatter und Viren aus Karpfen pflanzen sich nicht in Menschenzellen fort. Andererseits zeigen Eukaryontenviren nur beschrankte Organspezifitat. Das viele Viruserkrankungen bestimmte organgebundene Symptome hervorrufen, liegt vor allem an der Physiologie des Wirtsorganismus.

Selektion und Adaption

Im vorigen Kapitel haben wir gesehen, das die genetische Variabilitat in Populationen, die das Rohmaterial fur Evolutionsvorgange darstellt, selbst eine Struktur und Dynamik hat. Diese Strukturierung der Variabilitat wird durch Selektion beeinflust: Supergene, die von der Rekombination ausgeschlossen sind, konnen nur dann auser Erbeinheiten auch funktionelle Einheiten im Dienst einer speziellen Adaption sein, wenn sie einer entsprechenden Auslese bei ihrer Entstehung unterworfen waren. Selbst zwischen den rein statistisch erscheinenden Drift-Effekten und naturlicher Auslese ist kein derart eindeutiger Unterschied, wie wir ihn angenommen haben.

Die Dynamik der genetischen Variation

Im vorigen Kapitel haben wir die genetische Variabilitat in Populationen gemessen und dabei gesehen, das weit mehr Variabilitat gefunden werden kann, als man noch vor 20 Jahren erwartet hatte. Auf den ersten Blick scheint diese Variabilitat geradezu chaotisch zu sein. Sie entspricht gar nicht dem geordneten Bild der Natur, das wir zu erkennen glauben. Wenn Selektion das ordnende Prinzip in der Evolution ist, warum hat sie dann nicht schon langst aus dieser Variabilitat das „Beste“ ausgelesen und erhalt es nun gegen den statistischen Verfall durch Mutationen?

Der Mechanismus der Entwicklung

Eine Grundfrage der Entwicklungsphysiologie war seit jeher, wie weit das Entwicklungsprogramm vom Zellkern und wie weit es vom Cytoplasma beeinflust wird. Der Genetiker, der genetische Defekte in jedem Entwicklungsstadium nachweisen kann, ist versucht, den Entwicklungsprozes als den Ablauf eines Programmes anzusehen, das auf der zeitlichen Abfolge verschiedener Genaktivitaten im Zellkern beruht. Eine Korrelation zwischen der Aktivierung bestimmter Gene oder dem Auftreten bestimmter Genprodukte und dem Ablauf von Entwicklungsvorgangen last sich auch wirklich demonstrieren.

Evolution: Genetische Variation

Die dreizehn Jahre zwischen der Aufklarung der Doppelhelixstruktur der DNA und der Entschlusselung des genetischen Codes konnen in ihrer Bedeutung fur die Geschichte der Biologie nicht uberschatzt werden. In diesen wenigen Jahren sind die beiden grundlegenden biologischen Prozesse, die sich an Nukleinsauren abspielen, deutlich geworden. Das Watson-Crick-Modell der DNA als Doppelmolekul mit komplementar einander bedingenden Basenfolgen zeigte, wie Nukleinsauren die Synthese von Kopien ihrer selbst steuern und damit ihre Information vor dem thermischen Zerfall aller komplexen Strukturen bewahren konnen.

Die historische Evolution

Die Aufklarung der molekularen Grundlagen von Reproduktion, Mutation, Rekombination und Entwicklung zwingt uns, alle Konzepte der Evolutionslehre neu zu uberprufen. Dadurch hat die Evolutionstheorie bereits eine neue Grundlage erhalten. Zugleich hat diese Uberprufung deutliche Schwachen in der bisherigen Beweisfuhrung blosgestellt. Man hat sich darum gerade in der letzten Zeit wieder Gedanken uber die erkenntnistheoretischen Grundlagen des Faches gemacht.

Das Genom der Eukaryonten

Das Thema des vorigen Kapitels war die Ausbildung des Phanotyps. Wir haben dabei gesehen, das der Phanotyp des erwachsenen Organismus sich unter dem Einflus von Genen in der Entwicklung ausbildet. Der Phanotyp setzt sich nicht aus Eigenschaften zusammen, die unabhangig voneinander von einzelnen Genen bedingt werden, sondern die primaren Produkte einzelner Gene wirken in einem komplizierten Muster direkter oder indirekter Beziehungen zusammen. Gerade die normalen Eigenschaften und Merkmale des Phanotyps sind in der Regel so indirekt durch so viele Gene bedingt, das der genetischen Analyse Grenzen gesetzt sind. Am Ende des vorigen Kapitels haben wir uns mit Merkmalen beschaftigt, bei denen sich die genetische Analyse auf eine Abschatzung des relativen Anteils genetischer Einflusse auf die Merkmalsausbildung beschranken mus.