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Besprechung

Wie viele Gene braucht eine funktionierende Zelle, und was sagt dies über die frühe Evolution?

Kommentar zu: "Die sich teilende Zelle benötigt mindestens 492 Gene"

Der evangelikale Verein WORT & WISSEN veröffentlichte jüngst einen Beitrag mit dem Titel "Ganz oder gar nicht: Die sich teilende Zelle benötigt mindestens 492 Gene" (BORGER 2021).¹⁾ Dieser argumentiert nach altbekanntem Muster: Eine funktionsfähige Zelle benötige etwa 500 Gene. Sind es weniger, ist die Zelle nicht lebens- bzw. teilungsfähig. Es könne somit keine einfacher strukturieren Vorstufen geben, die funktional sind. Folglich müssten all diese Gene "auf einen Schlag" entstanden sein, was eine nicht-zielgerichtete Evolution nicht leiste.

Der aufmerksame Leser entdeckt das dahinterstehende Prinzip: Es geht um "irreduzible Komplexität", die angeblich nicht schrittweise entstehen könne. Als Entstehungsursache benötige sie einen intelligenten Planer bzw. Schöpfer-Gott.

Die Story, an der BORGER seine Argumentation aufzieht, ist schnell erzählt: Craig VENTER, ein Pionier der Humangenom-Sequenzierung, versuchte sich an der synthetischen Konstruktion eines bakteriellen Minimal-Genoms. Dabei stellte er fest, dass es eines "harten Kerns" von rund 500 Genen bedarf, damit die Zelle lebens- und teilungsfähig ist.

Doch wie üblich ist das nur die halbe Wahrheit; geschickter Weise enthält WORT & WISSEN dem Leser relevante Informationen vor: Das Portfolio von 500 Genen entspricht dem Minimalbedarf moderner Zellen mit DNA-Genom und Replikation, Genstruktur und Transkriptionssteuerung, Translation bzw. Proteinbiosynthese. Entfernt man solchen Zellen einige Gene, gehen sie natürlich zugrunde. Doch im Vergleich zu modernen Zellen ist die Architektur echter Urzellen, die diese Bezeichnung verdienen, um Größenordnungen einfacher:

• Das erste zelluläre Genom bestand sicherlich aus RNA und nicht aus DNA: Die hierfür sprechende Daten- und Faktenlage ist überzeugend. Einer solchen progenotischen Zellorganisation fehlen alle Gene, die mit Replikation und DNA- bzw. dNTP-Synthese zu tun haben; diese werden schlichtweg nicht gebraucht.²⁾ Dies war im Vergleich zu dem für heutige zelluläre Molekulargenetik nötigen Enzympark äußerst sparsam.
• Fast alle Stoffwechselreaktionen heutiger Zellen laufen bei höherer Temperatur freiwillig und energieliefernd ab. In Progenoten, die hydrothermale Quellen besiedelten, mussten daran noch keine Proteine oder Enzyme mitwirken.³⁾
• Weiterhin ist davon auszugehen, dass die ersten Zellen organische Bausteine nutzten, die vor Ort verfügbar (weil abiogen entstanden) waren. Folglich synthetisierten sie diese zu Anfang noch nicht selber.
• Auch die Translation war weder von Anfang an da, noch ist sie mit einem Schlag entstanden: Dem RNA-Progenoten ging die RNA-Welt voraus. Der genetische Code enthält noch Spuren seiner Evolution auf dem Weg zwischen RNA-Welt und RNA-Genom-Progenot. In der RNA-Welt bestanden die Replikatoren (also die replikationsfähigen Einheiten) aus RNA, es gab keine Proteine und erst recht keine DNA.⁴⁾

Der Kardinal-Fehler in BORGERs "Argumentation" liegt also darin, dass er fälschlicherweise voraussetzt, die heutigen Zell-Strukturen müssten von Beginn an in genau diesen (aktuellen) Funktionszusammenhängen entstanden sein. Das ist eben nicht der Fall.

Nach GÁNTI (2003)⁵⁾ ist die Minimalausstattung der einfachsten Zelle wesentlich unkomplizierter als die von BORGER übertrieben komplex dargestellte Minimalzelle. Dabei startet GÁNTI keineswegs mit einem sich selbst replizierenden RNA-System, das noch deutlich einfacher wäre. Vielmehr setzt er bereits dessen stöchiometrische Kopplung mit einem metabolischen Subsystem (autokatalytischen Stoffwechsel) sowie mit einem membranbildenden Zyklus voraus. Er taufte diesen zellulären Modell-Automaten "Chemoton".

Man sieht also: Man kann Falschinformationen verbreiten, ohne ein einziges falsches Wort zu sagen. Man muss einfach nur gezielt relevante Informationen unterschlagen, und das praktiziert WORT & WISSEN seit Jahrzehnten mit Akribie und Meisterschaft.

Fußnoten:

Autor: Andreas Beyer