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Im April 1953 veröffentlichten James Watson und Francis Crick ihr Modell zur Struktur des menschlichen Erbgutes im Wissenschaftsmagazin "nature". 50 Jahre später ist das Humangenom, bestehend aus 32.000 Genen, entschlüsselt und reproduktives Klonen in greifbare Nähe gerückt. Die wissenschaftlichen Fortschritte in diesem Zweig der Biologie haben sich förmlich überschlagen. Erste bahnbrechende Experimente auf dem Gebiet der Vererbung liegen noch nicht einmal drei Generationen zurück. Davon handelte Prof. Dr. Norbert Schnells Antrittsvorlesung im Studiengang Chemie.
Der Augustinermönch Gregor Mendel stellte 1866 bei Kreuzungsversuchen mit Erbsen fest, dass die Nachkommen der ersten Generation alle gleich aussahen. In der zweiten Generation tauchten dann aber wieder alle Eigenschaften der ursprünglichen Parentalgeneration wieder auf. Mendel folgerte daraus, dass die Eigenschaften durch zwei Gene vererbt werden. Sind die Gene für die Eigenschaften verschieden, dominiert ein Gen das andere. Erst wenn ein unterlegenes, rezessives Gen gepaart auftritt, wird dessen Eigenschaft sichtbar. Zur gleichen Zeit forschte Friedrich Miescher in Tübingen an Biomolekülen eitriger Binden und entdeckte dabei die Nucleine, in denen die Erbinformation gebündelt ist.
Fast 100 Jahre später, in 1941, verbanden George W. Beadle und Edward L. Tatum die Genetik mit der Biochemie. Die beiden amerikanischen Biochemiker erkannten, dass Gene Bauanleitungen für Proteine codierten. In Versuchen mit Bakterien konnten sie zeigen, dass ein Gendefekt, eine sogenannte Mutation, die Proteinsynthese beim Bakterium unterbindet. Ihr Kollege Erwin Chargaff wies nach, dass in den Nucleinen Basen paarweise und in gleicher Menge auftreten. Mehr Licht in die Anordnung der Basen in den Nucleinen brachte 1952 Rosalind Franklin. Ausgehend von Röntgenbeugungsaufnahmen postulierte sie ein helikales Modell der Nucleinsäuren, das aus zwei Strängen besteht.
Damit war der Weg für Watsons und Cricks Doppelhelix gebahnt. Dieses Modell sah nicht nur die Basen als Träger der Erbinformation vor, sondern eröffnete auch einen schlagend einfachen Kopiermechanismus des Erbgutes. Crick konnte zudem zeigen, wie von einer einsträngigen Nucleinsäure mittels eines Ribosoms und spezialisierten Teilstücken einer Nucleinsäure, die jeweils eine Aminosäure gebunden haben, Proteine synthetisiert werden. Marshall Nirenberg wiederum war es, der begründete, dass drei aufeinanderfolgende Nucleinsäure-Basen, ein Codon für eine Aminosäure bilden. Die vier in den Nucleinsäuren befindlichen Basen reichen dann aus, die 20 bekannten Aminosäuren eindeutig zu codieren, die dann zu den verschiedenen Proteinen zusammengesetzt werden.
Als Stanley Cohen und Herbert Boyer 1973 zielgerichtet die Stränge der Doppelhelix aufschnitten, schlug die Geburtsstunde der Gentechnologie. Der Chemiker und doppelte Nobelpreisträger Frederick Sanger (1958 und 1980) ersann seinerzeit die Sequenziertechnologie, die in verfeinerter Form bis heute in der Gentechnologie seine Anwendung findet.
Prof. Dr. Norbert Schnell
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Criteria of this press release:
Biology, Chemistry
regional
Studies and teaching
German
Prof. Dr. Norbert Schnell
None
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