Manfred Eigen nannte das Zusammenspiel, von RNA und Proteinen "Hyperzyklus". Dazu stützte er sich auf seine Versuchsergebnisse. Eigen bewies im Reagenzglas, dass sich aus ATP und anderen Triphosphaten Nucleinsäuren bilden konnten. Wären solche Nucleinsäuren mit den richtigen Proteinen, die sich spontan in der Ursuppe bilden konnten, zusammengetroffen, hätte sich ein Reaktionszyklus ausgebildet, bei dem mehr Nucleinsäuren hergestellt worden wären. Ein katalytischer Zyklus, der sich selbst reproduziert, wäre entstanden. Dieser Hyperzyklus zeigt bereits elementare Grundzüge des Lebens: · Vererbung (Reproduktion des Zyklus) · Stoffwechsel · Mutation (wichtiger Faktor für die Selektion) War der Hyperzyklus von einer Membran umgeben so kann man schon von einer Lebensform sprechen, den sogenannten Protobionten. Durch Aufnahme anderer Hyperzyklen in einen bestehenden Hyperzyklus, wahrscheinlich mit Hilfe eines Vorgangs ähnlich der Endosymbiontenhypotese, schreitete die Evolution der Protobionten fort. Die Aufnahme anderer Hyperzyklen ermöglichte weitere Stoffwechselreaktionen, die sich im Laufe der Zeit immer besser aufeinander einspielten und somit wieder einen Selektionsvorteil darstellten. Auch die RNA wurde im Laufe der Evolution durch die DNA als Informationspeicher abgelöst und ihre Funktion auf die Übersetzerfunktion zwischen DNA und Proteinen beschränkt. |
RNA-Welt und Hyperzyklus Durch zufällige Reaktionen in der Ursuppe sind unter anderem auch verschiedene RNA-Moleküle gebildet worden. Diese RNA hatte enzymatische Eigenschaften. RNA,
die katalytische Wirkung besitzt, gibt es heute noch, die
sogenannten Ribozyme. Diese
RNA hatte die Fähigkeit ihre eigene Reduplikation zu katalysieren, somit war sie
Informationsträger wie auch Enzym. Vermutlich
wurden auch die ersten Peptidketten
durch diese RNA katalysiert, mit der Zeit erwiesen sich die Proteide
aber als die besseren Enzyme. So kam es dann vermutlich zur Arbeitsteilung zwischen Proteinen als Enzyme, und der
RNA als Informationsträger. Aus
der RNA-Welt entstand durch Selektion während der chemischen Evolution eine
RNA-Protein-Welt. Läuft dieser
Prozess in einer membranumschlossenen Hülle ab, kann
sich durch Selbstorganisation der Makromoleküle ein Zyklus aufbauen. RNA 1 codiert Protein 1, das dann den Aufbau der RNA 2 katalysiert. Wenn nun Protein X wieder RNA 1 katalysiert, liegt ein Kreislauf vor.
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