Samstag, 20. August 2011

Zusammensetzung der Grundlagen des Lebens war kein Zufall

Archiv: In der fernen Galaxie "Arp 220" haben Astronomen Kohlenstoffverbindungen entdeckt, die in Kombination die Aminosäure Glycin ergeben. | Copyright: NASA/ESA

Honolulu/ USA - Alles Leben auf der Erde gründet auf der Kombination von 20 Aminosäuren als Grundbausteine der Proteine und somit der DNA. Astrobiologen der "University of Hawaii" haben nun Theorien überprüft, wonach das Leben auch auf Grundlage einer gänzlich anderen Biochemie entstanden sein könnte und dadurch auch gänzlich andere Formen entwickelt haben könnte, wie sie auf fernen Planeten existieren könnten.

Die Sequenz der Aminosäuren eines Proteins bestimmt die höheren Ebenen der Struktur des Moleküls. Eine einzige Veränderung dieser Sequenz kann also grundlegende biologische Auswirkungen auf die Struktur und Funktion des Proteins haben.

Warum das Leben trotz hunderter verschiedener vorhandener Aminosäuren lediglich auf der Grundlage einer Kombination von 20 Aminosäuren entstand, ist bis heute ein Rätsel, denn rein theoretisch wäre schließlich auch eine nahezu unendliche Vielzahl anderer Säurekombinationen möglich.

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"Seit drei Milliarden Jahren nutz das Leben das Standard-Set aus 20 Aminosäuren zu Erzeugung von Proteinen", erläutert Stephen J. Freeland vom "Astrobiology Institute" der NASA an der "University of Hawaii". "Es wird zusehends klarer, dass auch eine Vielzahl anderer Aminosäuren hierfür als plausible Kandidaten in Frage kommen würde."

Gemeinsam mit seinem Kollegen Gayle K. Philip führte Freeland zu den sich aus dieser Einsicht ergebenden Fragestellungen eine Untersuchungsreihe mit dem Ziel durch, herauszufinden, ob die 20 Aminosäuren des irdischen Lebens rein zufällig ausgewählt wurden oder ob es sich um die einzig mögliche Kombination handelt, aus der heraus Leben entstehen konnte.

Aminosäuren selbst bestehen hauptsächlich aus Kohlenstoff-, Wasserstoff-, Stickstoff- und Sauerstoffmolekülen, die sich in bestimmten Mustern derart anordnen, um größere Moleküle, die sogenannten Proteine und damit die Grundbausteine des Lebens zu bilden.

Die Forscher untersuchten nun die Eigenschaften von Aminosäuren, wie sie im Innern des sogenannten Muchison-Meteorit, der im September 1969 nahe Murchison in Australien niedergegangen war, gefunden worden waren. Wissenschaftler gehen davon aus, dass der Meteorit aus dem frühen Sonnensystem und damit aus jener Zeit stammt, in der auch das Leben auf der noch jungen Erde entstand.

Aus diesen Untersuchungen geht hervor, dass die Auswahl der 20 Aminosäuren, wie sie die Grundlage des irdischen Lebens darstellen, nicht rein zufällig vonstatten ging. Stattdessen habe es sich viel wahrscheinlicher um eine Art natürliche Auswahl aus dem vorhandenen umfangreichen Angebot an Aminosäuren gehandelt. "Keine andere Kombination der untersuchten Aminosäuren zeigte sich als derart widerstandsfähig, um eine lebensgeeignete Proteingrundlage zu erzeugen, wie die Kombination der bekannten 20 Aminosäuren."

"Unsere Ergebnisse belegen, dass das Leben offenbar genau wusste, was es tat und es sich tatsächlich um eine Art natürliche Auslese gehandelt hatte", so Freeland. Die Frage, ob Leben auch auf anderen Planeten denselben Weg gegangen sein muss, können die aktuellen Untersuchungen derweil noch nicht beantworten. "Derzeit suchen wir noch nach Wegen, diese Fragen experimentell zu ergründen." Ihre bisherigen Forschungsergebnisse haben die Wissenschaftler aktuell im Fachjournal "Astrobiology" veröffentlicht.

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Quellen: grenzwissenschaft-aktuell.de / astrobio.net / nasa.gov

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