Das Darwin-Virus

Kurzes Glossar biologischer Fachbegriffe

Aminosäure Baustein der Proteine. In den meisten Lebewesen kommen nur zwanzig Aminosäuren vor.

Antikörper Molekül, das sich an ein Antigen heftet, es inaktiviert und andere Abwehrmechanismen gegen den Eindringling in Gang setzt.

Antibiotika Große Gruppe von Wirkstoffen, die Bakterien abtöten und von vielen verschiedenen Lebewesen produziert werden. Auf Viren wirken Antibiotika nicht.

Antigen Körperfremde Substanz oder Teil eines fremden Lebewesens; löst im Rahmen der Immunantwort die Bildung von Antikörpern aus.

Bakterien Prokaryoten; winzige lebende Zellen, deren genetisches Material nicht in einen Zellkern eingeschlossen ist. Bakterien erfüllen in der Natur viele wichtige Aufgaben und bilden die unterste Stufe aller Nahrungsketten.

Bakteriophage Siehe Phage.

Bacteriocine Wirkstoffe, die von Bakterien produziert werden und andere Bakterien abtöten können.

Chromosom Gebilde aus eng verpackter, spiralisierter DNA. Diploide Zellen, beispielsweise die Körperzellen des Menschen, enthalten zwei Sätze von je 23 Chromosomen. Keimzellen dagegen — also Samen- und Eizellen — besitzen jeweils nur einen einzelnen Chromosomensatz.

CroMagnon Frühe Form des Jetztmenschen Homo sapiens sapiens, benannt nach einem Fundort in Frankreich. Homo bezeichnet die Gattung, sapiens die biologische Art und sapiens die Unterart.

DNA Desoxyribonucleinsäure, das berühmte Doppelhelixmolekül; codiert die Proteine und andere Elemente, die in ihrer Gesamtheit den Phänotyp, das heißt das äußere Erscheinungsbild eines Lebewesens, bilden.

Emergenz, emergente Eigenschaften Das Phänomen, dass sich in einem komplexen System aus vielen Komponenten neue Eigenschaften ausbilden, die nicht durch die Eigenschaften der Einzelkomponenten erklärbar sind.

ERV oder endogenes Retrovirus Ein Virus, das sein genetisches Material in die DNA einer Wirtszelle eingebaut hat. Dieses integrierte Provirus ruht eine Zeit lang. ERVs sind wahrscheinlich sehr alt, und da es sich um Bruchstücke handelt, können sie keine infektiösen Viren mehr bilden.

Exon DNAAbschnitt, der Protein oder RNA codiert.

Gamete Geschlechtszelle — Ei- oder Samenzelle —, die sich mit einer Gamete des anderen Geschlechts zur Zygote verbinden kann.

Gen Die Definition des Gens wandelt sich. Ein Lehrbuch aus jüngerer Zeit definiert es als »Abschnitt der DNA oder RNA, der eine bestimmte Funktion ausführt«. Genauer gesagt, kann man sich ein Gen als DNAAbschnitt vorstellen, der ein Molekülprodukt — in der Regel ein Protein — codiert. Es enthält nicht nur die Nucleotide, die das Protein selbst codieren, sondern auch Abschnitte, die darüber bestimmen, wie viel von dem Protein produziert wird sowie wann und in welcher Form das geschieht. Gene können auf verschiedene äußere Reize hin unterschiedliche Proteinkombinationen hervorbringen. Ein Gen ist also eigentlich eine winzige Fabrik und ein winziger Computer innerhalb eines viel größeren Fabrikrechenzentrums, des Genoms.

Genom Die Gesamtheit des genetischen Materials in einem einzelnen Lebewesen.

Genotyp Der genetische Aufbau eines Lebewesens oder einer abgegrenzten Gruppe von Lebewesen.

Geschlechtschromosomen Beim Menschen die Chromosomen X und Y; wenn zwei XChromosomen vorliegen, ist das Geschlecht weiblich; die Kombination von X und Y führt zur Ausprägung des männlichen Geschlechts. Andere biologische Arten weisen andersartige Geschlechtschromosomen auf.

Gradualismus siehe unterbrochenes Gleichgewicht.

HERV oder humanes endogenes Retrovirus In unserem genetischen Material befinden sich viele Überreste früherer Infektionen durch Retroviren. Nach Ansicht mancher Fachleute besteht möglicherweise bis zu einem Drittel unseres gesamten genetischen Materials aus alten Retroviren. Bisher wurde noch nie beobachtet, dass solche uralten Virusgene wieder ansteckungsfähige Viruspartikel ( Virionen) hervorbringen, die sich durch laterale oder horizontale Übertragung von einer Zelle zur nächsten ausbreiten könnten. Innerhalb der Zellen produzieren allerdings viele HERVs virusähnliche Partikel; ob diese Partikel eine Funktion erfüllen oder Probleme verursachen, ist bisher nicht bekannt. Alle HERVs gehören zu unserem Genom und werden vertikal von den Eltern auf die Nachkommen weitergegeben, wenn wir uns fortpflanzen. Die bisher beste Erklärung, warum es HERVs in unserem Genom gibt, ist die Infektion von Gameten mit Retroviren. (Endogene Retroviren oder ERVs findet man auch in vielen anderen Organismen.)

Homosom Die Gesamtheit des nutzbaren genetischen Materials innerhalb und außerhalb einer Zelle oder eines Lebewesens. Bakterien tauschen ringförmige DNAMoleküle aus, die man als Plasmide bezeichnet, und manche ihrer Gene werden auch durch lysogene Phagen übertragen; diese Gesamtmenge an genetischem Material stellt das Homosom der Bakterien dar.

Immunantwort Die Aktivierung und Rekrutierung von Abwehrzellen innerhalb eines Organismus, der damit Krankheitserreger wie Viren oder Bakterien abwehrt und zerstört. Im Rahmen der Immunantwort werden oft auch Zellen als fremd erkannt, die keine Krankheiten erzeugen, wenn sie nicht zu der normalen Gewebeausstattung des Körpers gehören. Deshalb lösen zum Beispiel transplantierte Organe eine Immunantwort aus und werden unter Umständen abgestoßen.

Impfstoff Substanz, die eine Immunantwort gegen einen Krankheitserreger auslöst, ohne selbst die Krankheit zu verursachen.

Intron DNAAbschnitt, der in der Regel kein Protein codiert. In den meisten Eukaryotenzellen sind die Gene ein Mosaik aus Exons und Introns. Die Introns werden nach der Transkription aus der Boten- oder MessengerRNA (mRNA) ausgeschnitten, bevor diese von den Ribosomen weiterverarbeitet wird; die Ribosomen setzen anhand der in der mRNA enthaltenen Information ganz bestimmte Proteine aus Aminosäuren zusammen. Bakterien besitzen keine Introns.

Jetztmensch Homo sapiens sapiens. Gattung Homo, Spezies sapiens, Unterspezies sapiens.

Lysogener Phage Ein Phage, der sich an die Außenhülle einer Bakterienzelle anheftet und sein genetisches Material in die Zelle einschleust, wo es sich dann in die DNA der Wirtszelle integriert und eine Zeit lang versteckt bleibt. Während dieser Zeit vermehrt sich der eingebaute Prophage zusammen mit dem Genom der Wirtszelle. Leidet die Zelle unter Schäden oder »Stress«, kann das zur Transkription der Phagengene führen: Jetzt werden neue Phagen gebildet, die sich schließlich durch Lyse — das heißt durch Platzen — aus der Wirtszelle befreien. In diesem Stadium bezeichnet man den Phagen als lytisch. Lysogene/lytische Phagen können auch Gene der Wirtszelle transkribieren und mit ihren eigenen Genen von einem Bakterium zum anderen mitnehmen. Bei vielen Bakterien, die beim Menschen schwere Erkrankungen wie beispielsweise die Cholera auslösen, wird die schädliche Wirkung von der Übertragung genetischen Materials durch lysogene Phagen ausgelöst. Verständlicherweise sind solche Phagen in ihrer natürlichen Form gefährlich und für die Beherrschung bakterieller Krankheitserreger nutzlos.

Marker Besondere oder einzigartige Anordnung von Basen oder ein besonderes oder einzigartiges Gen innerhalb eines Chromosoms.

Mobiles genetisches Element DNAAbschnitt, der sich auf dem Chromosom oder zwischen Chromosomen bewegen kann. Transposons wandern von einer Stelle in der DNA zur anderen, oder ihre DNA wird durch die zelluläre DNAPolymerase entsprechend kopiert. Retrotransposons verfügen über eine eigene Reverse Transkriptase und verschaffen sich so eine gewisse Selbstständigkeit innerhalb des Genoms. Wie Barbara McClintock und andere nachweisen konnten, sorgen bewegliche genetische Elemente bei Pflanzen für Formenvielfalt; nach Ansicht mancher Fachleute handelt es sich aber in den meisten Fällen um so genannte »egoistische Gene«, die sich vermehren, ohne dem Organismus zu nützen. Andere vertreten die Auffassung, dass bewegliche Elemente in der DNA bei allen Genomen zu Neuentwicklungen beitragen und vielleicht sogar an der Steuerung der Evolution beteiligt sind.

Mutation Veränderung eines Gens oder DNAAbschnitts. Mutationen sind gewöhnlich Zufallsereignisse und in der Regel nutzlos oder sogar schädlich. Manchmal können sie sich aber auch positiv auswirken und zur Produktion eines leistungsfähigeren Proteins führen. Mutationen können für Abwandlungen des Phänotyps, das heißt des äußeren Erscheinungsbildes eines Organismus, sorgen.

Neandertaler Homo sapiens neanderthalensis. Anthropologen und Genetiker streiten derzeit darüber, ob die Neandertaler unsere Vorfahren sind, und stützen sich dabei auf Untersuchungen der MitochondrienDNA, die in alten Knochen gefunden wurde. Wie nicht anders zu erwarten, sind die Belege widersprüchlich, da wir schlicht und einfach noch nicht wissen, auf welche Weise sich Arten und Unterarten voneinander trennen und auseinanderentwickeln.

Pathogen Krankheitserreger. Es gibt viele verschiedene Formen von Krankheitserregern: Viren, Bakterien, Pilze, Protisten (früher Protozoen genannt) und auch Metazoen (Vielzeller) wie beispielsweise die Fadenwürmer.

Phage Ein Virus, das Bakterien als Wirtszelle nutzt. Viele Phagen töten ihre Wirtszelle nach sehr kurzer Zeit ab und können deshalb zur Bekämpfung von Bakterien eingesetzt werden. Bei zahlreichen Bakterienarten gibt es mindestens einen Phagen, der sich auf sie spezialisiert hat, häufig aber auch mehrere. Evolutionsbiologisch betrachtet, befinden sich Phagen und Bakterien in einem ständigen Wettlauf. (Siehe auch lysogener Phage. )

Phänotyp Das äußere Erscheinungsbild eines Lebewesens oder einer abgegrenzten Gruppe von Lebewesen. Der Phänotyp wird durch den Genotyp bestimmt, der sich in der jeweiligen Umwelt ausprägt und entwickelt.

Protein Die meisten Gene codieren Proteine, die bei allen Organismen Struktur- und Steuerungsaufgaben erfüllen. Proteine sind molekulare Maschinen, deren Molekülketten aus zwanzig verschiedenen Aminosäuren bestehen. Die Proteine selbst können sich wiederum zu größeren Komplexen zusammenfinden. Zu den vielen verschiedenen Proteintypen gehören Enzyme, viele Hormone, Kollagen, Keratin und Antikörper.

Provirus Genetische Information eines Virus, die in die DNA einer Wirtszelle eingebaut ist.

Retrotransposon, Retroposon, Retrogen Siehe mobiles genetisches Element.

Retrovirus Virus mit RNA als genetischem Material, das seine genetische Information in DNA umschreibt und in die DNA der Wirtszelle einbaut, wo sie später verdoppelt wird. Die Vermehrung des Virus kann sich häufig über Jahre verzögern. AIDS und andere Krankheiten werden von Retroviren hervorgerufen.

RNA Ribonucleinsäure. Komplementäre Kopie der DNA, die als Zwischenstufe fungiert; die MessengerRNA oder mRNA dient den Ribosomen als Matrize zum Aufbau von Proteinen.

SHEVA (HERVDL3, SHERVADL3) Fiktives endogenes Retrovirus des Menschen, das infektiöse Viruspartikel bilden kann; also ein infektiöses HERV. In Wirklichkeit ist bisher kein derartiges Virus bekannt. Die Bezeichnung weckt auch Assoziationen zu Schiwa, einem der Hauptgötter des Hinduismus, der zugleich den Aspekt der Auflösung und Zerstörung wie auch den des Erhalts verkörpert.

Sequenzierung Aufklärung der Reihenfolge, in der die Molekülbausteine in einem Polymer wie Protein oder Nucleinsäure angeordnet sind. In der Genetik ermittelt man etwa die Sequenz der Basen in einem Gen, in einem Abschnitt der DNA oder RNA oder innerhalb des Gesamtgenoms. Mittlerweile ist die Sequenz des gesamten menschlichen Genoms bekannt.

Transposon Siehe mobiles genetisches Element.

Trisomie Das Auftreten eines überzähligen Chromosoms in einer diploiden Zelle. Bei Menschen ist die dreifache Ausprägung des Chromosoms 21 die Ursache für das DownSyndrom.

Unterbrochenes Gleichgewicht (punctuated equilibrium) Eine Evolutionstheorie, derzufolge sich Phasen relativ schnellen Wandels mit langen Zeiträumen abwechseln, in denen die Evolution nahezu zum Stillstand kommt. Auch als Punktualismus bezeichnet und dem Gradualismus (der Annahme eines langen kontinuierlichen Wandels) gegenübergestellt.

Virion Infektiöses Viruspartikel.

Virus Nucleinsäurehaltiges Partikel, das nicht lebt, aber in eine Zelle eindringen und deren Fortpflanzungsapparat zur Herstellung weiterer Viren veranlassen kann. Viren bestehen aus DNA oder RNA, die meist von einer Proteinkapsel, dem Capsid, umgeben ist. Das Capsid kann seinerseits von einer Hülle umgeben sein.

Mittlerweile sind Hunderttausende von Viren bekannt. Möglicherweise gibt es Millionen weiterer Viren, die heute noch gar nicht erfasst sind.

Zygote Die durch Vereinigung der Gameten entstandene befruchtete Eizelle.