Ribozyt

Ribozyten sind hypothetische primitive Vorstufen heutiger Lebewesen, die auf Ribonukleinsäure (RNA) basieren, und einen zentralen Baustein der RNA-Welt-Hypothese darstellen. Die RNA übernimmt in diesen Lebewesen sowohl die Funktion der Informationsspeicherung, welche in heutigen Organismen von Desoxyribonukleinsäuren (DNA) übernommen wird, als auch die Funktion der Katalyse chemischer Reaktionen, für welche in heutigen Organismen Proteine zuständig sind. Die hypothetische Existenz und die Evolution der Ribozyten kann mit dem Modell der Quasispezies beschrieben werden.[1]

Eigenschaften

Zu den grundlegenden Eigenschaften, welche eine Existenz von Lebewesen wie Ribozyten ermöglichen, zählen die Befähigung zur Vervielfältigung (Replikation) und Übersetzung (Translation) ihrer Erbinformation sowie das Vorhandensein eines zumindest primitiven Stoffwechsels. Mit der Entdeckung, dass die ribosomale RNA des Wimpertierchens Tetrahymena sich selbst spleißen kann, wurde 1982 erstmals der Nachweis enzymatischer Eigenschaften von Ribonukleinsäuren (Ribozyme) erbracht.[2] Darüber hinaus konnten RNA-Moleküle entdeckt werden, die wichtige Bestandteile des Zellstoffwechsels, einschließlich ihrer eigenen Bausteine, produzieren[3] und sogar solche, die zur Replikation[4][5] befähigt sind. Basierend auf experimentellen Daten mit Ribozymen wird angenommen, dass biochemische Prozesse in Ribozyten deutlich langsamer abliefen als in „modernen“ Zellen.

Eine Abgrenzung gegenüber der Umwelt, wie eine Zellmembran, gilt als eine wichtige Errungenschaft der Ribozyten und als eine Voraussetzung für ihre weitere Evolution.[6] Es wird angenommen, dass zumindest ein Teil der RNA der Ribozyten direkt oder indirekt mit der Zellmembran verbunden war, um elementare Zellfunktionen, wie den Stofftransport durch die Zellmembran und die Zellform zu steuern.

Einzelnachweise

  1. Schuster, P.; Eigen, M.: The hypercycle, a principle of natural self-organization. Springer-Verlag, Berlin 1979, ISBN 0-387-09293-5.
  2. Kruger K, Grabowski PJ, Zaug AJ, Sands J, Gottschling DE, Cech TR: Self-splicing RNA: autoexcision and autocyclization of the ribosomal RNA intervening sequence of Tetrahymena. In: Cell. 31. Jahrgang, Nr. 1, November 1982, S. 147–57, PMID 6297745.
  3. Unrau PJ, Bartel DP: RNA-catalysed nucleotide synthesis. In: Nature. 395. Jahrgang, Nr. 6699, September 1998, S. 260–3, doi:10.1038/26193, PMID 9751052.
  4. Johnston WK, Unrau PJ, Lawrence MS, Glasner ME, Bartel DP: RNA-catalyzed RNA polymerization: accurate and general RNA-templated primer extension. In: Science. 292. Jahrgang, Nr. 5520, Mai 2001, S. 1319–25, doi:10.1126/science.1060786, PMID 11358999.
  5. Lincoln TA, Joyce GF: Self-sustained replication of an RNA enzyme. In: Science. 323. Jahrgang, Nr. 5918, Februar 2009, S. 1229–32, doi:10.1126/science.1167856, PMID 19131595, PMC 2652413 (freier Volltext).
  6. Szostak JW, Bartel DP, Luisi PL: Synthesizing life. In: Nature. 409. Jahrgang, Nr. 6818, Januar 2001, S. 387–90, doi:10.1038/35053176, PMID 11201752.

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