Biologische Rundschau [antikvár]

Präbiologische Evolution von Biopolymerkonformationen1) Von Gregor Damaschun und Ernst Buder Nach einer kurzen Behandlung bekannter Theorien zur chemischen Evolution wird die Rolle von Kristallisationsprozessen und Phasenübergängen bei der Entstehung der ersten funktionellen Raumstrukturen von Makromolekülen behandelt. Es wird gezeigt, daß sich viele Raumstrukturen von Biopolymeren auf eine Faltenkristallisation in der präbiologischen Phase zurückführen lassen. Zur Kristallisation von DNA unter „ursuppenähnlichen4' Bedingungen werden Experimente beschrieben. Die erhaltenen Strukturen zeigen große Ähnlichkeiten mit fossilen Strukturen aus dem Präkambrium. Summary Prebiological evolution of biopolymer conformations Having briefly reviewed known theories on chemical evolution, the authors discussed the role of crystallization processes and phase transitions in the origination of first functional spatial structures of macromolecules. It was demonstrated that many spatial structures of biopolymers can be reduced to a folding-type crystallization in the prebiological phase. Experiments are described on crystallization of DNA under conditions approaching those of the prebiotic soup. The structures obtained bear lose resemblance with fossil structures of the Precambrian. 1. Problemstellung „Die Frage nach der Herkunft des Lebens, nach der Entstehung der ersten Lebewesen auf der Erde gehört zu den größten und wichtigsten Problemen der Naturwissenschaft. Jeder Mensch, auf welchem Bildungsniveau er auch stehen möge, stellt sich bewußt oder unbewußt diese Frage und beantwortet sie besser oder schlechter, weil ohne solche Antwort keine, nicht einmal die primitivste Weltanschauung gebildet werden kann" (26). „Es wird jetzt immer offensichtlicher, daß in der Biolgie neue Verallgemeinerungen von großer Tragweite heranreifen. Die zentralen Entdeckungen der Biochemie müssen noch zu einer allgemeinen biologischen Theorie zusammengefaßt werden. Eine derartige Theorie muß ihrem Wesen nach evolutionär sein, d.h., sie muß das Gegenwärtige als Resultat des in biologischen Strukturen und Funktionen verkörperten Vergangenen erkennen lassen. Zum Begriff der Evolution war man auf Grund der sichtbaren Formen und Merkmale gekommen; die neue Auffassung muß die ganze Stufenleiter bis zu den Atomen berücksichtigen, ohne die größeren Einheiten aus den Augen zu verlieren. Gerade weil sie die Materie und die Geschichte gemeinsam umfassen muß, kann sie nur auf der Grundlage des dialektischen Materialismus entwickelt werden. In der Physik ist es im allgemeinen ausreichend, wenn man weiß, wie ein System funktioniert. In der Biologie ist es aber ebenso wichtig zu wissen, wie es sich in diese Richtung entwickelt hat" (2). Trotz dieser gewiß großen Worte von Oparin und von Bernal haben wir uns vielleicht noch nicht ganz von der großen Krise auf diesem Gebiet freigemacht, die durch die Arbeiten Pasteurs ausgelöst wurde. Pasteur bewies experimentell, daß alle früheren Behauptungen über eine Urzeugung primitiver Organismen methodischen Fehlern entsprangen. „Dadurch wurde all den Naturforschern der Boden entzogen^ die in der Urzeugung den einzig denkbaren Weg der Entstehung des Lebens sahen. Nach den Versuchen Pasteurs wurde ihnen jede Möglichkeit genommen, dieses Problem experimentell zu lösen, was sie zu äußerst pessimistischen Schlußfolgerungen führte, 1) Nach einem Vortrag auf dem Kolloqium „Evolution auf molekularer und zellulärer Ebene" der Klasse Biowissenschaften der Akademie der Wissenschaften der DDR vom 17. —18. 11. 1976 in Berlin. 1 1