Kapitel 5: Die Zelle: Wie sie funktioniert

Warum gibt es Leben auf der Erde? Warum existiert es? Warum gibt es Bakterien und Archaebakterien? Wie komplex sind sie? Wie funktioniert die Zelle? Was haben andere Forscher jetzt darüber herausgefunden? - Michael Denton ist Molekularbiologe. Er schreibt in seinem Buch, Evolution: A Theory in Crisis, über die Zelle und ihre verschiedenen Teile und Funktionen:

"Die Protein-Moleküle sind der grundlegende Stoff des Lebens. Stellen wir uns die Zelle als eine Fabrik vor. Dann sind die Proteine die Maschinen in der Fabrikhalle. Sie führen dort einzeln und in Gruppen alle wesentlichen Tätigkeiten aus, von denen das Leben der Zelle abhängt. Jedes Protein ist eine Art mikro-miniaturisierter Maschine. Sie ist so klein, dass man sie eine Million Male vergrößern muss, bevor man sie mit dem menschlichen Auge sehen kann. Die Struktur und das Funktionieren dieser faszinierenden Arbeitspferde der Zelle waren bis in die 1950er Jahre ein vollständiges Rätsel." (1985:234).

"Die lineare Reihenfolge der Aminosäuren in einem Protein kann man sich als einen Satz vorstellen, der aus zwanzig Aminosäure-Buchstaben besteht. Die verschiedenen Sätze bestehen aus verschiedenen Reihenfolgen von Buchstaben. Ebenso bestehen die verschiedenen Proteine aus verschiedenen Reihenfolgen von Aminosäuren. In den meisten Proteinen ist die Aminosäure-Kette einhundert bis fünfhundert Aminosäuren lang." (1985:235).

"Außer strukturellen und katalytischen Funktionen führen Proteine auch Transport- und Logistik-Funktionen aus. Und wegen der enormen Anzahl der verschiedenen Protein-Funktionen, ist auch die Vielfalt der verschiedenen Arten und Formen der Proteine dementsprechend sehr groß.

"Auch die Proteine sind recht vielseitig und führen die verschiedensten biochemischen Funktionen aus. Sie können sich nicht selbst zusammen bauen, ohne die Hilfe einer noch anderen sehr wichtigen Klasse von Molekülen - der Nukleinsäuren. Um wieder zum Vergleich mit der Fabrik zurückzukommen: Die Proteine kann man sich als die arbeitenden Elemente einer Fabrik vorstellen. Die Nukleinsäure-Moleküle kann man sich als eine Bibliothek oder Datenbank vorstellen. Sie enthält alle Informationen, die man braucht, um alle die verschiedenen Maschinen in der Fabrikhalle herzustellen (Proteine). Noch besser können wir uns die Nukleinsäuren als eine Folge von Blaupausen vorstellen. Jede von ihnen weiß, wie man ein bestimmtes Protein in der Zelle herstellt.

"Es gibt zwei Arten von Nukleinsäuren, DNA und RNA. DNA findet man nur im Kern der Zelle. Das entspricht dem Hauptbüro in der Fabrik. Es enthält die Original-Blaupausen. Die RNA Moleküle tragen die Information, die in der DNA gespeichert ist, zu allen verschiedenen Teilen der Zelle hin, wo ein bestimmtes Protein hergestellt wird. Wir können uns die RNA Moleküle als Fotokopien der Hauptblaupause (DNA) vorstellen. Sie tragen sie in die Fabrikhalle. Dort wandeln die Techniker und Ingenieure die abstrakte Information der Blaupause (RNA) in die konkrete Form des Maschinen-Proteins um." Denton, M. (1985:238, 239).

"Ebenso wie in der Fabrik, fließt auch hier die Information in der Blaupause über die Fotokopie, und in den hergestellten Artikel in der Fabrikhalle. In Wirklichkeit ähneln die Nukleinsäure-Moleküle nicht den Blaupausen. Sie sind lange kettenähnliche Moleküle. Wenn wir uns die Zelle weiterhin als eine Fabrik vorstellen möchten: Noch besser können wir uns die Nukleinsäuren als Magnetbänder vorstellen, die man heutzutage oft in den Programmen automatischer Drehbänke oder Lehrenbohrwerke verwendet, wenn man Maschinenwerkzeuge herstellt. ... Die lineare Reihenfolge der Untereinheiten des DNA-Moleküls enthält eine Folge verschlüsselter Mitteilungen, Gene. Die Zelle entschlüsselt jede von ihnen und übersetzt sie in die lineare Reihenfolge der Aminosäuren des Proteins." (1985:239, 240).

"Die Konvention (= festgelegte Bedeutung) des genetischen Codes übersetzt die Reihenfolge der Nukleotiden in der mRNA in die Amino-Reihenfolge eines Proteins. Und zwar ebenso, wie man eine Mitteilung im Morsealphabet in eine Reihenfolge von Buchstaben übersetzen kann, indem man die Übersetzungskonvention (= was es bedeutet) in Morse benutzt. ... Nach seiner Übersetzung geht die mRNA vom Nukleus in das Zellplasma, wo es wirklich übersetzt wird. Dort wird die Mitteilung entschlüsselt. Das mRNA-Molekül wird von einem komplexen Satz von Molekülen übersetzt, die zusammen den Übersetzungsapparat umfassen. Ein wichtiger Bestandteil des Übersetzungsapparates ist ein komplexes kugelförmiges Organell, das man als Ribosom bezeichnet. Es besteht aus etwa 50 Proteinen und drei RNA-Ketten.

"Während der Übersetzung läuft der mRNA-Strang durch das Ribosom, ebenso wie das Magnetband am Aufnahmekopf eines Kassettenrecorders entlang läuft. Jede Dreiergruppe (Triplet) erreicht den Lesekopf. Es fügt sich dann lose mit seiner geeigneten RNA zusammen, die auch die passende Aminosäure trägt. ... Die Zelle baut die Proteine auf, indem sie zwei Sorten von Molekülen zusammen bringt: die Proteine - und eine ganz andere Sorte von Molekülen - die Nukleinsäuren. Die Nukleinsäuren wissen, wie man das Protein aufbaut. Aber es sind die Proteine, die in allen Phasen die Information hervorholen und verwenden, während sie durch diese komplizierte Folge von Verwandlungen fließt." Denton, M. (1985:243-245).

Leben auf der Erde, warum entstanden

Warum gibt es Leben auf der Erde? Warum existiert es? Wie ist es entstanden? Wie komplex ist die lebende Zelle? Konnte sie sich von selbst aus anorganischer Materie entwickeln, durch irgendeine urzeitliche chemische Evolution?

Molekularbiologe Michael Denton: "Wir wissen jetzt: Es gibt nicht nur eine Kluft zwischen der lebenden und nicht-lebenden Welt. Sie stellt auch die dramatischste und fundamentalste aller Diskontinuitäten in der Natur dar. Zwischen der lebenden Zelle und dem am höchsten geordneten nicht-biologischen System, wie einem Kristall oder einer Schneeflocke, gibt es einen Abgrund, der so gewaltig und absolut ist, wie man sich das nur vorstellen kann. ... Die molekulare Biologie hat uns gezeigt, dass die einfachsten aller lebenden Systeme, die es heute auf der Erde gibt, bakterielle Zellen, äußerst komplex sind. Die winzigsten bakteriellen Zellen sind unglaublich klein und wiegen weniger als 10^-12 Gramm. Trotzdem ist jede von ihnen eine echte mikro-miniaturisierte Fabrik. Die Zelle enthält Tausende von ausgezeichnet entworfenen Stücken komplizierter molekularer Maschinerie. Sie setzt sich aus insgesamt einhunderttausend Millionen Atomen zusammen. Sie ist viel komplizierter, als irgend eine Maschine, die der Mensch bis jetzt gebaut hat. Und mit der leblosen Welt kann man sie überhaupt nicht vergleichen.

"Die molekulare Biologie hat uns auch gezeigt, dass das grundlegende Design des Zellsystems im Grunde genommen in allen lebenden Systemen auf Erde praktisch gleich ist, von den Bakterien bis zu den Säugetieren. In allen Organismen spielen die DNA, mRNA und Proteine dieselbe Rolle. Auch die Bedeutung des genetischen Codes ist in allen Organismen praktisch identisch. Größe, Struktur und Bestandteil-Design der Eiweiß erzeugenden Maschinerie ist praktisch in allen Zellen gleich. Im Hinsicht auf ihr grundlegendes biochemisches Design kann man deshalb kein lebendes System primitiv oder als Vorfahr irgend eines anderen Systems bezeichnen. Es gibt auch nicht den geringsten empirischen Beweis dafür, dass es für all die unglaublich verschiedenartigen Zellen auf der Erde irgend eine Abstammungslinie gibt. Für diejenigen, die gehofft hatten, dass die molekulare Biologie die Kluft zwischen Chemie und Biochemie überbrücken würde, sind diese Enthüllungen tief enttäuschend." Denton, M. 1985:249, 250).

"Die Kompliziertheit der einfachsten bekannten Zelle ist so groß, dass man nicht glauben kann, dass so ein Gegenstand entstanden ist, weil er plötzlich auf irgendeine seltsame und unwahrscheinliche Art zusammen geworfen worden ist. Das könnte man dann nur noch als ein Wunder bezeichnen."

Warum muss auch die kleinste Zelle, die nicht als Parasit lebt, eine bestimmte Größe haben?

Michael Denton: "Das System, das Eiweiß aufbaut, funktioniert nur, wenn fast einhundert verschiedene Proteine dabei mithelfen. Sie führen alle verschiedene, sehr bestimmte Schritte aus, wenn sie ein neues Proteinmolekül zusammenbauen. Wenn auch nur einige von ihnen 'grob gemacht' oder 'statistisch' wären, ist es praktisch unmöglich, anzunehmen, dass jemals irgendein Protein hergestellt werden würde. Geschweige denn ein Protein mit einer bestimmten molekularen Konfiguration, das eine bestimmte Funktion in der Zelle ausführen kann. ... Und zwar, weil das Übersetzungssystem völlig auf genau gemachte Proteine angewiesen ist. Deshalb kann man sich ein unvollkommenes System, das Eiweiß herstellt, so schlecht vorstellen."

Warum?

Michael Denton: "Wenn eine Übersetzung ungenau ist, führt das zu einem immer ungenaueren Übersetzungsapparat. Und der führt dann unvermeidlich zu immer weiteren Ungenauigkeiten und so weiter. Jeder unvollkommene Zyklus erzeugt weitere Fehler. Solch ein System könnte sich nur verbessern, wenn es seine grundlegende Tendenz, Fehler in exponentieller Mode anzusammeln, überwindet. Die zyklische Art der zellularen Reproduktion gewirkt zwangsläufig, dass es sich selbst zerstört. Es ist schwierig genug, zu glauben, dass es jemals ein unvollkommenes Übersetzungssystem gegeben hat und dass es auch nur ein einziges Eiweiß herstellen konnte, geschweige denn die vielen Eiweiße, die die lebende Zelle braucht. Dass sich solch eine Zelle weiter entwickeln könnte, indem sie sich durch 'selektive' vorteilhafte Änderungen verbesserte, die sie unweigerlich wieder im nächsten Replikations-Zyklus (= Verdoppeln) verlieren würde, erscheint mir äußerst widersprüchlich.

"Moderne Organismen überleben, trotz Mutationen, weil die Menge der Mutationen niedrig ist. ... Aber wenn sich die Mutationsrate erhöht, zum Beispiel durch Strahlung, dann führt das bestimmt dazu, dass sich die Fehler in der Reproduktion-Kette anhäufen. Und das tötet dann schließlich den Klon verstrahlter Individuen (das kann man experimentell anhand von Mikroorganismen beweisen). Wenn die Mutationrate sehr hoch ist, führt das dazu, dass das lebende System sich selbst vernichtet. Jeder Zyklus vermehrt das 'Rauschen' und löscht entscheidende Information aus, wie eine Folge immer schlechterer Fotokopien. Schließlich wird der Text unleserlich. Ein fehleranfälliges Übersetzungssystem vernichtet sich zwangsläufig selbst. Das ist nicht nur eine theoretische Voraussage, sondern auch eine gut bewiesene empirische Beobachtung. ... Ein Vogel, der mit den fransigen Schuppen von Proavis befiedert ist, würde herunterfallen. Ebenso würde eine Zelle, die mit unzulänglichen Proteinen, mit einem fehleranfälligen Code belastet ist, und die mit Schrott (= Schund) verstopft ist, sofort zum Stillstand kommen." Denton, M. (1985:264-268).

"In Wirklichkeit ist es noch viel schwerer, sich vorzustellen, wie das Leben entstanden ist, wie oben andeutet. Zu einer Zelle gehört viel mehr, als 'nur' der Ursprung des Protein erzeugenden Apparates. Der Mechanismus, der Protein herstellt, kann überhaupt nicht für sich allein funktionieren, sondern nur in Verbindung mit anderen komplexen Teilsystemen der Zelle.

"Ohne eine Zellmembran würden die Bestandteile des Protein erzeugenden Apparates überhaupt nicht zusammengehalten werden. Die Zellmembran kann nur entstehen, wenn es einen Protein aufbauenden Apparat gibt, der die Proteinteile für die Membranen und Enzyme aufbaut, die für die Synthese seiner Fettbestandteile erforderlich ist. Aber der Protein aufbauende Apparat besteht aus einer Anzahl verschiedener Bestandteile. Und sie können auch nur funktionieren, wenn sie von einer Membran zusammengehalten werden: Zwei Systeme, die völlig aufeinander angewiesen sind. Der Protein aufbauende Apparat braucht auch Energie. Energie kann man nur bereitstellen, wenn eine Anzahl bestimmter Proteine richtig zusammenarbeitet. Sie müssen die energiereichen Phosphatverbindungen, Proteine, aufbauen. Und diese Proteine hat der Protein erzeugende Apparat hergestellt. Ein weiteres Paar voneinander abhängiger Zyklen!

"Wie wir gesehen haben, ist die Information für die Spezifikation aller Protein-Bestandteile der Zelle, einschließlich derjenigen des Protein erzeugenden Apparates, in der DNA gespeichert. Aber herausholen können diese Information nur die Proteine des Protein aufbauenden Apparates - noch ein weiteres Paar voneinander abhängiger Zyklen." (1985:268, 269).

Was haben andere Wissenschaftler über das Design eines einfachen, sich selbst verdoppelnden Systems herausgefunden, über die Teile, die die kleinste mögliche Zelle mindestens braucht?

Michael Denton: "Es sind nicht nur Biochemiker, denen es schwer fällt, sich das Design eines einfachen, sich selbst verdoppelnden Systems vorzustellen. Berühmte Ingenieure und Mathematiker, wie von Neumann, haben gezeigt: Irgendein Automaton (= Maschine mit Eigenschaften lebender Wesen), das so komplex ist, dass es sich selbst reproduzieren kann, bräuchte bestimmte Bestandteil-Systeme, die jenen genau ähneln, die man in einer Zelle findet. Ein Bestandteil wäre eine automatische Fabrik, die Rohmaterial einsammeln und das sie dann nach den vorgeschriebenen Anweisungen verarbeiten kann. Das entspricht dem Ribosom. Ein weiterer Bestandteil wäre ein Duplikator, ein Automaton, der die geschriebene Anweisung holt und sie kopiert. Das entspricht dem DNA-Replikationssystem. Ein weiterer Bestandteil wäre eine geschriebene Anweisung, die die Spezifikation für das ganze System enthält. Das entspricht der DNA.

"Künstliche Atomata und lebende Organismen sind beide auf das gleiche allgemeine Design angewiesen, damit sie sich selbst verdoppeln können. Daraus kann man schließen, dass es vielleicht kein einfacheres System, als die grundlegende Zelle, geben kann, die sich wirklich selbst verdoppeln kann." (1985:269).

Nicht durch Zufall

Einige Evolutionisten glauben immer noch, dass sich die erste Zelle von selbst aus anorganischer Materie durch Zufall entwickelt hat, durch irgendeinen glücklichen Zufall. Ist solch ein Glaube vernünftig? Ist er wissenschaftlich?

Michael Denton: "Lebende Organismen sind komplexe Systeme. In vielerlei Hinsicht ähneln sie nicht-lebenden Systemen. Ihr Design wird in einer linearen Reihenfolge von Symbolen gespeichert und deren Bedeutung festgelegt, etwa so wie die verschlüsselte Information in einem Computerprogramm. Genauso wie jedes andere System, bestehen auch Organismen aus einer Anzahl von Teilsystemen, die völlig einander angepasst sind, damit sie gemeinsam richtig zusammenarbeiten können: Moleküle vereinen sich zu multimolekularen Systemen. Multimolekulare Ansammlungen verbinden sich zu Zellen, Zellen zu Organen und Organsysteme schließlich zu einem vollständigen Organismus.

"Komplexe Computerprogramme kann man nicht durch zufällige Mechanismen verändern. Das gilt dann bestimmt auch für die genetischen Programme von lebenden Organismen. Systeme, die in jeder Hinsicht lebenden Organismen ähneln, können sich nicht durch Herumprobieren aufwärts entwickeln. Und ihre zweckmäßige Verteilung entspricht immer einer unwahrscheinlichen Unterbrechung. Diese Tatsache kommt, in meiner Meinung nach, einer formellen Widerlegung des ganzen Darwinschen Paradigmas der Natur sehr nahe.

"Proteine können sich nicht allmählich funktionell verändern. Man hat festgestellt, dass ein Protein als Ganzes funktioniert, dessen Teile aufeinander einwirken. Die Funktion jeder Aminosäure ist mehr oder weniger (wie Buchstaben in einem Satz oder Zähnräder in einer Armbanduhr) wichtig, damit das ganze System funktionieren kann. Wenn man zum Beispiel die Form und Funktion der aktiven Stelle an einer Stelle verändert , ist das so, als wenn man das Verb in einem Satz oder ein wichtiges Zahnrad in einer Armbanduhr verändert. Das würde dann alle komplexen intramolekularen Verbindungen überall im Molekül zerstören. Das würde das ganze System destabilisieren und würde es unbrauchbar machen.

"Experimentelle Studien der Enzym-Evolution, die man kürzlich durchgeführt hat, bestätigen das zum größten Teil. Sie zeigen, dass Proteine tatsächlich wie Sätze sind. Sie können nur wenige funktionelle Änderungen ertragen in einer Folge, in der man einzelne Aminosäuren auswechselt. Man stimmt hier jetzt allgemein darin überein: Wer die Funktionen eines Proteins bedeutend verändern möchte, müsste gleichzeitig mehrere Aminosäuren auswechseln. Und das ist in der Natur recht unwahrscheinlich." Denton, M. (1985:316, 321).

Warum so perfekt

Sogar in der einfachsten lebenden Zelle finden wir Beweise für Planen, für Design, und für Intelligenz. - Warum?

Michael Denton: "Wir stellen fest: Der einfachste funktionelle Bestandteile der Zelle, das Proteinmolekül, ist ein erstaunlich komplexes Stück molekulare Maschinerie. Jedes besteht aus etwa dreitausend Atomen. Sie sind in einer sehr organisierten 3-dimensionalen Form aufgebaut. Wir würden uns noch mehr wundern, wenn wir sehen, wie diese seltsamen molekularen Maschinen zielbewußt arbeiten. Besonders, wenn wir dies bedenken: Trotz all des Wissens, das wir über Physik und Chemie angesammelt haben: bis heute kann noch niemand solch eine molekulare Maschine entwerfen - nämlich, ein einziges zweckmäßiges Proteinmolekül. Das können wir auch heute noch nicht. Und das werden wir wahrscheinlich auch nicht früher als am Anfang des nächsten Jahrhunderts können. Doch das Leben der Zelle hängt davon ab, dass Tausende, bestimmt Zehntausende, und wahrscheinlich Hunderttausende verschiedene Proteinmoleküle richtig zusammenarbeiten.

"Wir stellen fest, dass beinahe jedes Merkmal unserer eigenen anspruchsvollen Maschinen auch in der Zelle vorhanden ist: künstliche Sprachen und ihre entschlüsselnden Systeme, Datenbanken für das Speichern und wieder Hervorholen der Information, elegante Kontrollsysteme, die automatisch die Teile und Bestandteile sammeln, Fehler suchen und beheben und Maschinen, die Korrektur lesen, um die Qualität zu prüfen, Montage-Vorgänge, bei denen man mit vorgefertigen Teilen und molekularen Formen arbeitet. Man würde ständig erkennen: Das kennen wir doch schon alles (aus unserer eigenen Technik). Sie ähnlich sich so sehr, dass viele der Ausdrücke, mit denen wir diese molekulare Welt beschreiben, aus der technischen Welt des späten zwanzigsten Jahrhunderts stammen. (1985:329).

Genialität in Biologischem Design

Wo finden wir Genialität im Design der lebenden Zelle? Und warum gibt es das? Wer oder was hat dafür gesorgt, dass sie entstanden ist?

Michael Denton: "Es geht hier nicht nur darum, herauszufinden, wie komplex lebende Systeme sind. Es geht hier auch um die unglaubliche Genialität, die wir so oft in ihrem Design finden. Die Genialität in biologischem Design beeindruckt uns besonders, wenn man dort Probleme gelöst hat, die denen ähneln, die wir in unserer eigenen Technologie kennen. Ohne die Kamera und das Fernrohr könnten wir einen großen Teil der Genialität im Design des Auges überhaupt nicht erkennen.

"Aber besonders auf molekularem Niveau sehen wir, wie sehr sich die mechanischen und biologischen Welten ähneln, wie genial das biologische Design ist und wie genau es seine Ziele erreicht. Nehmen wir, zum Beispiel, das Problem des Informations-Speicherns. Die menschliche Gesellschaft hat verschiedene Lösungen angewandt: Jahrtausende lang hat man Information in geschriebenen Symbolen gespeichert, auf Tontafeln, Papyrusrollen und in Büchern.

"In der lebenden Welt hat man das Problem des Informationsspeicherns chemisch gelöst. Dort nutzt man die Eigenschaften der langen strangähnlichen DNA-Polymere. In ihnen speichern die Zellen ihre Erbinformation. Das ist eine äußerst ökonomische Lösung. Die DNA kann viel mehr Information speichern, als irgendein anderes System, das man kennt. Es ist so leistungsfähig, dass es alle Information, die man braucht, um einen Organismus, der so komplex wie ein Mensch ist, aufzuschreiben. Sie wiegt weniger als ein paar tausend Millionstel eines Gramms. Die Information, die man braucht, um das Design aller Arten von Organismen aufzuschreiben, die bis jetzt auf dem Planeten gelebt haben, würde in einen Teelöffel passen. Diese Zahl beträgt gemäß G. G. Simpson (1960) etwa eintausend Million. Und da wäre noch Platz für alle Information, die man bis jetzt in Büchern niedergeschrieben hat." (1985:333, 334).

"Das Genie biologischen Designs erkennt man auch in der Fähigkeit der Zelle, organische Verbindungen aufzubauen. Das Lebewesen kann genau die gleichen organischen Verbindungen aufbauen, wie sie der organische Chemiker aufbaut. Jede der chemischen Vorgänge, die man braucht, um eine bestimmte Verbindung herzustellen, wird von einer bestimmten molekularen Maschine ausgeführt, die man als Enzym bezeichnet. Jedes Enzym ist ein einzelnes großes Proteinmolekül. Es besteht aus mehreren tausend Atomen. Sie werden so zusammengefügt, dass eine bestimmte räumliche Form entsteht. Dadurch kann das Molekül dann die chemische Arbeit ausführen, für die es vorgesehen ist.

"Wenn es nötig ist, dass mehrere Enzyme eine bestimmte Verbindung aufbauen, dann sitzen sie nebeneinander. Nach jedem Schritt in diesem Vorgang, wird die erst teilweise aufgebaute Verbindung dann zum nächsten Enzym herübergereicht. Dort führt es dann den nächsten chemische Vorgang aus, und so weiter, bis die Verbindung in knapp einer Sekunde zusammengesetzt worden ist. Der gleiche synthetische Vorgang, den ein Chemiker in seinem gut ausgestatteten Labor ausführt, würde mehrere Stunden oder Tage oder sogar Wochen dauern.

"Automatisierter Zusammenbau (Montage) ist noch ein Merkmal, das seinen Höhepunkt in lebenden Systemen erreicht hat. Außer recht einfachen Stücken der Maschinerie - Teile von Fernsehern, Kugellagern, Milchflaschen - hat unsere Technologie noch nicht vollständig automatisierte Produktion erreicht. Die Zelle dagegen stellt all ihre Bestandteile, auch die komplexesten, durch vollständig automatisierte Montagetechniken her. Sie werden vollkommen reguliert und kontrolliert. In unseren eigenen pseudo-automatisierten Montagehallen kontrolliert man alles ständig von außen. Die Fabrik der Zelle dagegen reguliert sich völlig selbst.

"Jede lebende Zelle ist eine echte automatisierte Fabrik. Sie ist darauf angewiesen, dass bis zu einhunderttausend bestimmte Proteine richtig arbeiten. Jedes von ihnen ist ein arbeitender Bestandteil... Jedes Protein ist selbst sehr komplex. Es besteht aus mehreren tausend Atomen. Jedes von ihnen ist im Raum nach einer bestimmten Richtung hin ausgerichtet." Denton, M. (1985:334, 335).

"Das Problem, wie man solare Energie gewinnt, hat man schon vor drei ein halb tausend Millionen Jahre gelöst, als das Leben auf der Erde begann. Die Lösung ist der Chloroplast. Das ist eine mikroskopisch kleine solare Energiefabrik. Sie verwandelt das Licht der Sonne in Zucker - in den Kohlenwasserstoff-Brennstoff, der jede Zelle auf der Erde antreibt. Der Chloroplast ist auch die ursprüngliche Quelle aller fossilen Brennstoffe, auf die unsere Technologie so sehr angewiesen ist. Ohne diese Energie wäre die Industrialisierung nie in Gang gekommen." (1985:335).

Die DNA besteht aus Genen. - Nur aus Genen?

Michael Denton: "Die DNA besteht nicht nur aus Genen. Sie enthalten die verschlüsselten Anweisungen für den Aufbau der Proteine. Ein beträchtlicher Teil davon dient dazu, bestimmte Vorgänge zu kontrollieren, verschiedene Gene zu verschiedenen Zeiten und in verschiedenen Zellen an und ab zu schalten. Das kann man mit menschlichen Systemen vergleichen, mit denen man Information verarbeitet, die man in der Ablage einer Bibliothek oder in einem Computer verwendet. Diese Kontrollen sitzen neben den Genen, die sie beherrschen, aber getrennt von ihnen.

"Für diese sehr logische Ansicht gab es empirische Beweise. Aber wieder einmal, wie bei den sich überschneidenden Genen, stellte es sich heraus, dass das biologische Design viel klüger war, als man erwartet hatte. Denn man hat jetzt herausgefunden: Viele Reihenfolgen der DNA, welche die entscheidenden Kontrollfunktionen ausführen, die Information hervorholen, sitzen nicht neben den Genen, die sie kontrollieren. Sondern sie sitzen in den Genen selbst." (1985:336, 337).

Sich selbst vervielfältigen

Die lebende Zelle verdoppelt sich selbst. Was muss sie alles wissen und können, um sich selbst zu verdoppeln?

Michael Denton: "Von Neuman hat darauf hingewiesen: Bevor man irgendein Automaton (Maschine mit Eigenschaften lebender Wesen) bauen kann, das sich selbst verdoppelt, muss man drei funktionelle Probleme gelöst haben: wie man Information speichert, wie man Information vervielfältigt und wie man eine automatische Fabrik plant. Es müsste mit der gespeicherten Information so gesteuert werden, dass es alle anderen Bestandteile der Maschine baut, und dass es sich selbst verdoppeln kann. Die Lebewesen haben alle diese drei Probleme gelöst. Und die Tatsache, dass man das verstanden hat, war ein Triumph der modernen Biologie.

"So tüchtig ist der Mechanismus der Informationsspeicherung und so elegant der Mechanismus, durch den sich dieses bemerkenswerte Molekül verdoppelt, dass man daraus schließen muss: Das DNA Molekül ist vielleicht die einzige und die einzige perfekte Lösung für das doppelte Problem der Informationsspeicherung und Selbstverdoppelung für Automata, die sich selbst verdoppeln." (1985: 337, 338).

Wie hat man dieses Problem mit der automatischen Fabrik in der lebenden Zelle gelöst?

Michael Denton: " Das Problem mit der automatischen Fabrik hat man durch das Ribosom gelöst. Im Grunde ist das Ribosom eine Gruppe von etwa fünfzig oder so großen Molekülen, hauptsächlich Proteinen, die eng zusammen passen. Insgesamt besteht das Ribosom aus einer sehr organisierten Struktur von mehr als einer Million Atomen. Es kann irgendein Protein zusammenfügen, das es nach den Anweisungen der DNA machen soll. Auch die Proteine stellt es her, die seine eigene Struktur aufbauen. Deshalb kann das Ribosom sich selbst aufbauen.

"Der Apparat, der Proteine aufbaut, löst ein noch größeres Problem, als das der Selbstverdoppelung. Die Proteine kann man so entwerfen, dass sie strukturelle, logische und katalytische Funktionen erfüllen. Sie bilden, zum Beispiel, die undurchlässigen Materialien der Haut, die Teile der Muskeln, die sich zusammenziehen, und die durchsichtige Substanz der Augenlinse. Und weil man sie fast überall einsetzen kann, können sie irgendeinen, biochemischen Gegenstand bauen, den man sich vorstellen kann, indem sie diese bemerkenswerten Moleküle als grundlegende bauliche und funktionelle Einheiten benutzen.

"Die Tatsache, dass man den Apparat, der Proteine aufbaut, gewählt hat, um das Problem der automatischen Fabrik zu lösen, ist sehr wichtig. Sie löst nicht nur das Problem, wie man eine Maschine entwirft, die sich selbst verdoppelt. Sie löst auch noch ein größeres Problem, nämlich, wie man ein universales Automaton baut. Der Apparat, der Protein aufbaut, kann nicht nur sich selbst verdoppeln. Wenn er die richtige Information erhält, kann er auch irgendeine andere biochemische Maschine konstruieren, ganz gleich, wie kompliziert sie sein mag. Weil er so unendlich viele Dinge tun kann, hat er ein fast grenzenloses Potential.

"Diese bemerkenswerte Maschine kann jedes Lebewesen aufbauen, das je auf der Erde gelebt hat, vom riesigen Mammutbaum bis zum menschlichen Gehirn. Es kann alle seine eigenen Bestandteile in ein paar Minuten konstruieren. Und es wiegt weniger als 10^-16 Gramm. Es ist mehrere tausend Millionen Millionen mal kleiner, als die kleinste Maschine, die der Mensch bis jetzt gebaut hat." (1985:348).

Warum gibt es Leben auf der Erde? Warum gibt es lebende Zellen? Warum existieren sie? Könnten sie sich von selbst, durch irgendeinen glücklichen Zufall, entwickelt haben? Was schließen Sie jetzt als Molekularbiologe aus Ihrer eigenen Arbeit?

Michael Denton: "Überall, wohin wir schauen, ganz gleich, wie gründlich wir auch forschen mögen, sehen wir Vollkommenheit. Wir finden eine Eleganz und eine Genialität von einer absolut unvorstellbaren Qualität, die eindeutig der Ansicht widerspricht, das habe sich alles durch Zufall entwickelt. Kann man wirklich glauben, dass der Zufall eine Wirklichkeit erschaffen hat, in der schon das kleinste Element - ein arbeitsfähiges Protein oder Gen - so komplex ist, dass wir es gar nicht herstellen können, eine Wirklichkeit, die genau das Gegenteil des Zufalls ist? Sie übertrifft alles, was der Mensch bis jetzt durch seine Intelligenz erschaffen hat. Die molekulare Maschinerie des Lebens besitzt eine Genialität und Kompliziertheit, neben denen unsere anspruchsvollsten Erzeugnisse plump erscheinen. Wir fühlen uns gedemütigt, wie ein jungsteinzeitlicher Mensch, der vor der Technologie des zwanzigsten Jahrhunderts steht.

"Das, was wir heute kennen, ist nur ein Bruchteil von dem, was es an biologischem Design gibt. In praktisch jedem Feld der fundamentalen biologischen Forschung erscheinen immer schneller immer höhere Formen des Designs und der Kompliziertheit. Die Glaubwürdigkeit der natürlichen Auslese ist geschwächt. Und zwar nicht nur durch die Vollendung, die wir schon gesehen haben, sondern auch dadurch, dass wir noch weitere, bis jetzt noch ungeahnte Höhen der Genialität und Kompliziertheit erwarten." (1985:342).