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Alltag und Philosophie - Im Alltag liegen Weisheit und Liebe verborgen …


Was sind „Gene“? Und wie hän­gen sie mit der bio­ti­schen und kul­tu­rel­len Evo­lu­ti­on zusam­men?

Die ers­te Fra­ge: „Was sind Gene?“ kön­nen im Detail sicher die Medi­zi­ner im Kurs bes­ser beant­wor­ten als ich, dar­auf freue ich mich. Ich wer­de dazu nur ganz weni­ge grund­le­gen­de Punk­te nen­nen. Die zwei­te Fra­ge wer­de ich ganz kurz abhan­deln, weil das sozu­sa­gen auf der Hand liegt.

1               Was sind „Gene“?

Die „Gene“ stel­len Abschnit­te „auf der Des­oxy­ri­bo­nu­kle­in­säu­re (DNA)“ dar, „wel­che die Grund­in­for­ma­tio­nen zur Her­stel­lung einer bio­lo­gisch akti­ven Ribo­nu­kle­in­säu­re (RNA)“ ent­hal­ten. „Bei die­sem Her­stel­lungs­pro­zess (Tran­skrip­ti­on genannt) wird eine Nega­tiv­ko­pie in Form der RNA her­ge­stellt. Es gibt ver­schie­de­ne RNAs, die bekann­tes­te ist die mRNA, von der wäh­rend der Trans­la­ti­on ein Pro­te­in über­setzt wird. Die­ses Pro­te­in über­nimmt im Kör­per eine ganz spe­zi­fi­sche Funk­ti­on, die auch als Merk­mal bezeich­net wer­den kann. All­ge­mein wer­den Gene daher als Erb­an­la­ge oder Erb­fak­tor bezeich­net, da sie die Trä­ger von Erb­in­for­ma­ti­on sind, die durch Repro­duk­ti­on an die Nach­kom­men wei­ter­ge­ge­ben wer­den.“ (http://de.wikipedia.org/wiki/Gen – durch Kli­cken kom­men Sie zu den jewei­li­gen Erläu­te­run­gen auf Wiki­pe­dia.)

Ein „Gen“ sieht sche­ma­tisch so aus:

300px-Gene

Abbil­dung 5: Gen auf der DNA bzw. DNS (Quel­le: Art. „Gen“, Wiki­pe­dia)

Abb. 6 zeigt in der Fol­ge das ent­spre­chen­de Modell einer DNA, wie es auf Wiki­pe­dia im Art. „Des­oxy­ri­bo­nu­kle­in­säu­re“ dar­ge­stellt wird:

DNA_orbit_animated_small

Abbil­dung 6: DNA/DNS nach Wiki­pe­dia: „Ani­mier­tes Struk­tur­mo­dell einer DNA-Helix in B-Kon­for­ma­ti­on. Die Stick­stoff (blau) ent­hal­ten­den Nukle­in­ba­sen lie­gen waag­recht zwi­schen zwei Rück­grat­strän­gen, wel­che sehr reich an Sauer­stoff (rot) sind. Koh­len­stoff­ato­me sind grün dar­ge­stellt. Das Modell dreht sich rechts her­um; kräf­ti­ge Far­ben sind wei­ter vor­ne, blas­se Far­ben wei­ter hin­ten.“ Durch Kli­cken kom­men Sie zu den jewei­li­gen Erläu­te­run­gen auf Wiki­pe­dia.

Die unter­schied­li­chen Abkür­zun­gen „DNA“ und „DNS“ rüh­ren aus der Sprach­ver­schie­den­heit des Eng­li­schen und Deut­schen her. „A“ steht für acid und „S“ für Säu­re. Inzwi­schen wird auch in Deutsch­land in der Regel „DNA“ abge­kürzt. Jene Erb­an­la­ge oder jener Erb­fak­tor befin­den sich in der Zel­le – und dort über­wie­gend auf Chro­mo­so­men im Zell­kern, dane­ben auch in den Mito­chon­dri­en.

Zellstruktur kopie

Abbil­dung 7: Zell­sche­ma (Quel­le: Silbernagl/Despopoulos 2000, 9). Das Chro­ma­tin ent­hält die Trä­ger der Erb­in­for­ma­ti­on.

Es geht bei den „Genen“ mit­hin einer­seits ums Ver­er­ben. Eben­so wich­tig ist ande­rer­seits die aktu­el­le Auf­ga­be der Gene, im jewei­li­gen Orga­nis­mus durch Erzeu­gung von Ribo­nu­kle­in­säu­ren (RNA) zu ermög­li­chen, dass die­se Eiwei­ße her­stel­len, wozu die Gen­in­for­ma­ti­on von Ribo­nu­kle­in­säu­ren in Eiwei­ße über­setzt wird.

Dazu ist zunächst die soge­nann­te Tran­skrip­ti­on nötig:

Bei der Tran­skrip­ti­on wird ein Gen abge­le­sen und als RNA-Mole­kül ver­viel­fäl­tigt, das heißt ein spe­zi­fi­scher DNA-Abschnitt dient als Vor­la­ge zur Syn­the­se eines neu­en RNA-Strangs. Bei die­sem Vor­gang wer­den die Nukle­in­ba­sen der DNA (A,T,G,C) in die Nukle­in­ba­sen der RNA (A,U,G,C) umge­schrie­ben. Anstel­le des Thy­mins kommt Ura­cil und anstel­le der Des­oxy­ri­bo­se kommt Ribo­se in der RNA vor.“ (http://de.wikipedia.org/wiki/Transkription_%28Biologie%29)

Die Nukle­in­ba­sen der DNA, es sind vier, die durch „A“, „T“, „G“ und „C“ abge­kürzt wer­den, hei­ßen fol­gen­der­ma­ßen:

  • Ade­nin;
  • Thy­min;
  • Gua­nin;
  • Cyto­sin.

Das Thy­min wird also durch Ura­cil in der RNA ersetzt bzw. als sol­ches wie­der­ge­ge­ben. In der soge­nann­ten „Trans­la­ti­on“ wird dann ein Eiweiß­mo­le­kül neu erzeugt. Da die leben­den Zel­len erneu­ert wer­den müs­sen, ist dies ein wesent­li­cher Aspekt der Selbst­er­hal­tung des Lebens inner­halb des ein­zel­nen Orga­nis­mus.

In die­sen Äuße­run­gen ist noch nicht das soge­nann­te Spli­cing oder „Splei­ßen“ berück­sich­tigt. Dabei wer­den die in Abb. 5 dar­ge­stell­ten Introns aus­ge­schie­den und die Exons zusam­men­ge­schweißt:

DNA_exons_introns

Abbil­dung 8: „Spli­cing“ bzw. „Splei­ßen“, Aus­schei­den der Introns, Ver­schwei­ßen der Exons, damit schließ­lich die Boten-RNA (mRNA) ent­ste­hen kann, die dann zur Pro­te­in­ko­die­rung ver­wen­det wird (Quel­le: Wiki­pe­dia, Art. „Exons“ – http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/12/DNA_exons_introns.gif)

Kom­ple­xer dar­ge­stellt, sieht der gesam­te Pro­zess so aus:

Translationtranskriptions kopie

Abbil­dung 9: Gesam­ter Pro­zess von Tran­skrip­ti­on, Spli­cing und Trans­la­ti­on (Quel­le: Silbernagl/Despopoulos 2000, 11); tRNA bedeu­tet Trans­fer-RNA; Pep­ti­de sind klei­ne Eiwei­ße, also Ami­no­säu­ren­ver­knüp­fun­gen. Der Pro­zess ist abhän­gig von Tran­skrip­ti­ons­si­gna­len, die gewöhn­lich durch ein Repres­sor-Pro­te­in unter­drückt wer­den.

Die ein­zel­nen Gene sind Teil des Genoms eines Lebe­we­bens. Die­ses kann man als die Erb­in­for­ma­ti­on bezeich­nen, die zuerst repro­du­ziert und dann an die Nach­kom­men wei­ter­ge­ge­ben wird. Hier der „Scan“ des Genoms eines Men­schen:

752px-Genom_bsteinmann

Abbil­dung 10: Genom von Björn Stein­mann (zu den Ein­zel­hei­ten: http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:Genom_bsteinmann.jpg&filetimestamp=20060609171237) Nicht nur Björn Stein­mann, son­dern jeder Mensch besitzt 46 Chro­mo­so­men, davon 22 Auto­so­men­paa­re, sowie zwei X-Chro­mo­so­men (Frau) bzw. ein X und ein Y-Chro­mo­som (Mann).

Das Genom ent­hält unter sei­nen drei Mil­li­ar­den Basen­paa­ren nicht nur die „Gene“, wel­che die Her­stel­lung von Eiwei­ßen ermög­li­chen, son­dern auch Regeln, soge­nann­te Gen­re­gu­la­to­ren, die bestim­men, in wel­cher Kon­zen­tra­ti­on das vom Gen über Tran­skrip­ti­on und Trans­la­ti­on kodier­te Eiweiß in der jewei­li­gen Zel­le vor­lie­gen soll. Dar­über hin­aus ent­hält das Genom aber nicht zuletzt die soge­nann­ten Trans­po­si­ti­ons­ele­men­te, die seit Bar­ba­ra McClin­tock im Vor­der­grund der Auf­merk­sam­keit ste­hen. Ihnen wird zuge­schrie­ben, dass sie durch die Zel­le akti­viert wer­den, sofern in der Umwelt des Orga­nis­mus schwer­wie­gen­de Stö­run­gen oder „Stres­so­ren“ auf­tre­ten, denen das bis­he­ri­ge Genom nicht mehr gewach­sen scheint. Die genaue Betrach­tung die­ses Aspekts erfolgt in der fünf­ten Sit­zung. In der vier­ten Sit­zung ver­su­chen wir die Auf­fas­sung Charles Dar­wins zu ver­ste­hen, der noch nichts von den Trans­po­si­ti­ons­ele­men­ten wuss­te.

Unter „Repro­duk­ti­on“ der Gene und des Genoms wird die Fort­pflan­zung ver­stan­den, die beim Men­schen immer noch in der Regel durch sexu­el­len Kon­takt mit fol­gen­der Ver­schmel­zung von Sper­mi­um und Eizel­le erfolgt. Immer häu­fi­ger fin­den aber auch künst­li­che Befruch­tun­gen statt, dies ist vor allem Gegen­stand der soge­nann­ten Repro­duk­ti­ons­me­di­zin, die hete­ro­se­xu­el­le, teils auch homo­se­xu­el­le Paa­re oder auch ein­zel­ne Frau­en in Anspruch neh­men, die kein Kind auf dem gewöhn­li­chen Weg bekom­men kön­nen oder wol­len. In jedem Fall wird hier­bei auch das Genom repro­du­ziert und an die „Nach­kom­men“ bzw. Kin­der wei­ter­ge­ge­ben.

Die wis­sen­schaft­li­che Beschrei­bung die­ser Vor­gän­ge ist sehr aus­führ­lich und kom­plex. Falls Sie sich dar­ein ver­tie­fen wol­len, kön­nen Ihnen die Links zu den Wiki­pe­dia­tex­ten eine Anre­gung geben. Die­se ent­hal­ten wei­te­re Links und auch Lite­ra­tur­an­ga­ben. Eine sehr gute und knap­pe Zusam­men­fas­sung fin­den Sie bei Silbernagl/Despopoulos 2000.

Ent­schei­dend für den Kurs ist der Weg bzw. der Pro­zess von der DNA zur RNA und von dort aus zum Eiweiß:

  • Ein Gen in der DNA wird „abge­le­sen“ und dann „umge­schrie­ben“ als RNA-Mole­kül ver­viel­fäl­tigt (Tran­skrip­ti­on), wobei die Basen­fol­ge Ade­nin, Thy­min, Gua­nin, Cyto­sin durch Ade­nin, Ura­cil, Gua­nin, Cyto­sin ver­viel­fäl­tigt wird.
  • In der Trans­la­ti­on wird dann ein neu­es Eiweiß­mo­le­kül erzeugt.

Wür­de man die Gene als aktiv mit „Plä­nen“ und „Absich­ten“ inter­pre­tie­ren, käme man wohl in der Ten­denz bei Daw­kins’ Modell her­aus. Tut man dies nicht – und die Mehr­heit scheint es heu­te nicht zu tun – wird die Zel­le als Akteu­rin ver­stan­den, die über Boten­stof­fe mit dem Gen kom­mu­ni­ziert, also über einen Rezep­tor das Gen „anschal­tet“ o. Ä., sodass der Pro­zess von Tran­skrip­ti­on und Trans­la­ti­on statt­fin­det.

2               Wie hän­gen die „Gene“ mit der bio­ti­schen und kul­tu­rel­len Evo­lu­ti­on zusam­men?

In der Regel wird heu­te zuge­ge­ben, dass der Mensch nicht nur eine lan­ge stam­mes­ge­schicht­li­che bio­ti­sche Vor­ge­schich­te hat, son­dern auch spä­tes­tens seit dem Werk­zeug­ge­brauch eine kul­tu­rel­le Evo­lu­ti­on auf­weist, die nur z. T. mit den „Genen“ zusam­men­hängt. So hat der Gehirn­for­scher und Psy­cho­lo­ge Ernst Pöp­pel in der neu­es­ten Bei­la­ge zur Zeit­schrift „Das Par­la­ment“ aus Poli­tik und Zeit­ge­schich­te anläss­lich der Buch­mes­se in Frank­furt dar­auf hin­ge­wie­sen, dass das „Lesen“ gene­tisch nicht vor­ge­se­hen, zudem unser Gehirn ohne­hin nicht dafür aus­ge­legt sei, weil Sät­ze wie der vor­lie­gen­de nicht der Drei-Sekun­den-Regel aktu­el­ler Auf­merk­sam­keit des Gehirns fol­gen, mit­hin schwer nach­zu­voll­zie­hen und zu begrei­fen sei­en. Wes­halb er sich eigent­lich freut, dass die Guten­berg-Gala­xie im Moment in eine Welt der Gra­fi­ken über­zu­ge­hen schei­ne, was dem Gehirn und damit der gene­ti­schen Struk­tur des Men­schen an sich näher ste­he. Dies ist im Übri­gen recht lau­nig geschrie­ben, also durch­aus gele­gent­lich nicht mit der Drei-Sekun­den-Rege­lung zu erfas­sen, jeden­falls aber gut zu lesen. Wie immer es mit der Wahr­heit der Behaup­tung Pöp­pels ste­hen mag, so wirft sie doch ein grel­les Schlag­licht auf das The­ma bio­ti­sche und kul­tu­rel­le Evo­lu­ti­on. Pöp­pel unter­stellt, dass die Sin­nes­wahr­neh­mung im Kern gene­tisch vor­her­be­stimmt sei, es aber Ent­wick­lun­gen der Sin­nes­wahr­neh­mung geben kann, die durch kul­tu­rel­le Pro­zes­se erst erzeugt wer­den und im Genom kei­ner­lei Ent­spre­chung haben. Mit­hin gibt es kein „Lese-Gen“, obgleich die Men­schen nun schon seit gut 6.000 Jah­ren lesen, wenn auch sehr vie­le Men­schen­grup­pen erst seit 200 oder gar erst seit 100 Jah­ren, was sich in den Welt­ge­gen­den z. T. bis heu­te stark unter­schei­det. Folg­lich gibt es für vie­le kul­tu­rel­le Pro­zes­se kei­ne „gene­tisch-bio­lo­gi­sche“ Erklä­rung, wes­halb schon Her­bert Spen­cer u. a. in sei­nen Princi­ples von mensch­li­chen Gesell­schaf­ten als „super-orga­nic“ sprach, was ich in mei­ner Über­set­zung als „über-orga­nisch“ nach­zu­bil­den ver­sucht habe. Damit ist gemeint, dass die Ent­wick­lung mensch­li­cher Gesell­schaf­ten ein Pro­dukt ist, wel­ches nicht hin­rei­chend auf die Eigen­schaf­ten der Orga­nis­men zurück­zu­füh­ren ist, wofür Pöp­pel ein inter­es­san­tes Bei­spiel lie­fert, sofern er im Recht sein soll­te. Moder­ne west­li­che Gesell­schaf­ten jeden­falls haben akzep­tiert, dass es jen­seits der bio­ti­schen Aus­stat­tung ganz wich­ti­ge Punk­te im moder­nen mensch­li­chen Leben gibt, die kul­tu­rell sind und daher u. a. durch Zei­chen ver­mit­telt wer­den, die man in Schu­len und/oder Hoch­schu­len der einen oder ande­ren Art erler­nen muss. Sie sind nicht im Chro­mo­so­men­teil des Zell­kerns auf­ge­schrie­ben, auch nicht in den gene­ti­schen Vor­prä­gun­gen der Ner­ven­zel­len. Dass wir dies aber kön­nen, ist bio­tisch vor­be­stimmt, kei­nes­wegs aller­dings alle oder auch nur die wich­tigs­ten moder­nen kul­tu­rel­len Aspek­te. Dies ist sicher umstrit­ten, denn u. a. Daw­kins ver­sucht uns zu erklä­ren, dass die Gene seit Jahr­mil­lio­nen sich immer in einer Rich­tung ent­wi­ckelt haben, näm­lich hin zum Ego­is­mus, weil sie ja im strugg­le for exis­te­cence, im Kon­kur­renz­kampf, im Exis­tenz­kampf bestehen muss­ten. Was immer ein Indi­vi­du­um also kul­tu­rell tun mag, hier­durch ist es ihm zufol­ge ein­deu­tig qua­li­ta­tiv vor­her­be­stimmt. Viel­leicht kann man durch „Leh­ren“ die­ser bio­ti­schen Prä­gung durch die Gene eine Ten­denz zum Altru­is­mus geben – ohne dabei zu ver­ges­sen, dass es sich hier­bei um eine Mas­ke jenes Ego­is­mus der „Gene“ han­delt.

Unzwei­fel­haft aber bestim­men die Gene mit, dass ein Mensch ein Mensch und ein Affe ein Affe ist. Ihre Leis­tung liegt also auf der Ebe­ne der Art des Lebe­we­sens. Sowohl Dar­win als auch in jün­ge­rer Zeit McClin­tock unter­stel­len dar­über hin­aus, dass die Evo­lu­ti­on des Lebens nur erklärt wer­den kann, wenn die evo­lu­tio­nä­ren Ver­än­de­run­gen wie Modi­fi­ka­tio­nen der Arten oder gar rela­tiv neue Arten auf Ver­än­de­run­gen des Genoms zurück­ge­führt wer­den kön­nen, auch wenn ihr Erklä­rungs­mo­dell dann jeweils anders ist. Wie stark die Gene die Struk­tur eines mensch­li­chen Indi­vi­du­ums genau bestim­men, ist dage­gen sehr umstrit­ten. Gera­de die Gehirn­for­scher sind heu­te häu­fig der Mei­nung, die Plas­ti­zi­tät des Gehirns spre­che eher dafür, dass die Men­schen gro­ße Tei­le des­sen, was und wer sie sind, in der Erzie­hung, Erfah­rung und lebens­ge­schicht­li­chen Bil­dung erwer­ben. Das ist auch die Mei­nung der meis­ten Philosoph/inn/en.

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Info:
Was sind „Gene“? Und wie hän­gen sie mit der bio­ti­schen und kul­tu­rel­len Evo­lu­ti­on zusam­men? ist Beitrag Nr. 1305
Autor:
Martin Pöttner am 17. Oktober 2009 um 16:55
Category:
Biologie,Genom,Was ist der Mensch?
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1 Kommentar »

  1. MELVIN

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