Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Evolutionsforschung: Endlich Ordnung in der Ursuppe

06.06.2012
Unser Leben begann in der Ursuppe, in der einzelne Moleküle die Vorläufer unseres Erbgutes bildeten. Doch wie konnten diese ersten Erbinformationen ganz ohne Proteine weitergegeben werden? Vermutlich reichte ihnen ein Temperaturgradient.

In der Ursuppe fanden sich einzelne Basen zu kleinen RNA-Fragmenten zusammen, dem Ursprung unseres Erbgutes. Damit weitere Evolutionsschritte möglich wurden, mussten diese RNA-Fragmente in die richtige Reihenfolge gebracht werden, um genetische Informationen transportieren zu können. Wie das funktioniert, wenn die dafür eigentlich nötigen Proteine noch nicht vorhanden sind, war bisher völlig ungeklärt.

Der Lösung dieser Frage sind Professor Dieter Braun und seine Mitarbeiter am Institut für Biophysik der LMU München nun ein gutes Stück näher gekommen: Sie entwickelten ein realistisches Modell, wie die RNA erste Informationen vermittelt haben könnte, den sogenannten „RNA-basierten Replikator“. Als Versuchsgrundlage dienten den Wissenschaftlern Fragmente der Transfer-RNA-(tRNA) Sequenz eines Archaea-Bakteriums.

Schwankende Temperaturen ordnen das Chaos

Im Unterschied zu bisherigen Versuchsaufbauten zeichnet sich der Ansatz von Braun und seinem Team durch Bedingungen aus, wie sie tatsächlich in der Ursuppe hätten herrschen können. Dazu gehören schwankende Temperaturen - wie es damals im Urmeer vermutlich auch in der Nähe von Vulkanen der Fall war.

Der Temperaturwechsel bringt Ordnung in das Fragmente-Chaos: Die Münchner Biophysiker konnten zeigen, dass sich RNA-Fragmente allein durch thermischen Schwankungen aneinanderlagern und wieder trennen. In der Ursuppe könnten daher längere einzelsträngige RNA-Abschnitte als Vorlage gedient haben, an der entlang sich bei niedrigeren Temperaturen kürzere Fragmente zu einem komplementären Strang anordnen. Sobald die Temperatur steigt, löst sich dieser neu zusammengesetzte Abschnitt und kann seinerseits als Vorlage dienen.

Dieses Gesamtmodell bezeichnen Braun und seine Kollegen als RNA-basierten Replikator. Dessen Prinzip ähnelt den Buchstaben aus einer Buchstabensuppe: Erst in der richtigen Reihenfolge ergeben die Fragmente einen lesbaren Sinn. „Der RNA-basierte Replikator zeigt uns einen möglichen Weg von der RNA-Welt hin zur modernen Biologie, “ erklärt Hubert Krammer, Erstautor der Studie. “Heutzutage übersetzt die tRNA genetische Informationen in Proteine. Durch das Anhängen von Aminosäuren könnte der tRNA-Replikator eine Vorstufe zur Proteinsynthese sein.“
(Physical Review Letters vom 4.6.2012) (NIM)

Publikation:
Thermal, Autonomous Replicator Made from Transfer RNA
Hubert Krammer, Friederike M. Möller, and Dieter Braun
Phys. Rev. Lett. 108, 238104 (2012)
Published June 4, 2012
DOI: 10.1103/PhysRevLett.108.238104

Kontakt:
Prof. Dieter Braun
Systems Biophysics, Center for NanoScience (CeNS) und Exzellenzcluster „Nanosystems Initiative Munich” (NIM) der LMU
Tel.: +49-(0)89 / 2180 - 2317
E-Mail: dieter.braun@lmu.de

Luise Dirscherl | Uni München
Weitere Informationen:
http://www.lmu.de
http://www.biosystems.physik.lmu.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Kühlen nach Art der Pflanzen
18.04.2019 | Westfälische Hochschule

nachricht Kontaktlinsen mit Medizin und Zucker
17.04.2019 | Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Neues „Baustein-Konzept“ für die additive Fertigung

Volkswagenstiftung fördert Wissenschaftler aus dem IPF Dresden bei der Erkundung eines innovativen neuen Ansatzes im 3D-Druck

Im Rahmen Ihrer Initiative „Experiment! - Auf der Suche nach gewagten Forschungsideen“
fördert die VolkswagenStiftung ein Projekt, das von Herrn Dr. Julian...

Im Focus: Vergangenheit trifft Zukunft

autartec®-Haus am Fuß der F60 fertiggestellt

Der Hafen des Bergheider Sees beherbergt seinen ersten Bewohner. Das schwimmende autartec®-Haus – entstanden im Rahmen eines vom Bundesministerium für Bildung...

Im Focus: Hybrid-Neuronen-Netzwerke mit 3D-Lithografie möglich

Netzwerken aus wenigen Neuronenzellen können gezielt künstliche dreidimensionale Strukturen vorgegeben werden. Sie werden dafür elektronisch verschaltet. Dies eröffnet neue Möglichkeiten, Fehler in neuralen Netzwerken besser zu verstehen und technische Anwendungen mit lebenden Zellen gezielter zu steuern. Dies stellt ein Team aus Forschenden aus Greifswald und Hamburg in einer Publikation in der Fachzeitschrift „Advanced Biosystems“ vor.

Eine der zentralen Fragen der Lebenswissenschaften ist, die Funktionsweise des Gehirns zu verstehen. Komplexe Abläufe im Gehirn ermöglichen uns, schnell Muster...

Im Focus: Was geschieht im Körper von ALS-Patienten?

Wissenschaftler der TU Dresden finden Wege, um das Absterben von Nervenzellen zu verringern und erforschen Therapieansätze zur Behandlung von ALS

Die Amyotrophe Lateralsklerose (ALS) ist eine unheilbare Erkrankung des zentralen Nervensystems. Nicht selten verläuft ALS nach der Diagnose innerhalb...

Im Focus: Quantum simulation more stable than expected

A localization phenomenon boosts the accuracy of solving quantum many-body problems with quantum computers which are otherwise challenging for conventional computers. This brings such digital quantum simulation within reach on quantum devices available today.

Quantum computers promise to solve certain computational problems exponentially faster than any classical machine. “A particularly promising application is the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Künstliche Intelligenz: Lernen von der Natur

17.04.2019 | Veranstaltungen

Mobilität im Umbruch – Conference on Future Automotive Technology, 7.-8. Mai 2019, Fürstenfeldbruck

17.04.2019 | Veranstaltungen

Augmented Reality und Softwareentwicklung: 33. Industrie-Tag InformationsTechnologie (IT)²

17.04.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Erster astrophysikalischer Nachweis des Heliumhydrid-Ions

18.04.2019 | Physik Astronomie

Radioteleskop LOFAR blickt tief in den Blitz

18.04.2019 | Physik Astronomie

Kühlen nach Art der Pflanzen

18.04.2019 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics