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Werner Arber und die Molekularbiologie

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Werner Arber und die Molekularbiologie

Der Schweizer Mikrobiologe und Genetiker Werner Arber wurde am 3. Juni 1929 geboren. Gemeinsam mit zwei anderen Forschern entdeckte er die Restriktionsenzyme, wofür er 1978 den Medizin-Nobelpreis erhielt. Erst durch das Wissen über diese Enzyme wurde die Gentechnik möglich. Mehr über Arber und die Genetik lest ihr hier.

Foto: Werner Arber 2008 

Am 3. Juni 1929 wurde Werner Arber in Gränichen im Schweizer Kanton Aarau geboren. Von 1949 bis 1953 studierte er Physik und Chemie in Zürich. Fünf Jahre später machte er seinen Doktor und wurde 1965 Professor in Genf. Seit 1971 war er am Biozentrum der Universität Basel beschäftigt.

1978 erhielt Arber zusammen mit den amerikanischen Forschern Daniel Nathans und Hamilton Othanel Smith den Nobelpreis für Medizin. Die drei hatten Restriktionsenzyme entdeckt und dadurch die Molekularbiologie ermöglicht einen der Grundsteine der heutigen Gentechnik. Wir erklären euch, was es mit diesen Enzymen auf sich hat und warum Molekularbiologie wichtig ist.

Was sind Enzyme?

Enzyme sind Proteine, also Eiweiße, die biochemische Reaktionen in den Stoffwechselsystemen aller Lebewesen steuern. Besonders in der Verdauung und der Vererbung sind sie sehr wichtig. Das Fehlen oder die Veränderung bestimmter Enzyme können für den menschlichen Körper tödlich sein.

Was bedeutet DNA?

Die DNA sieht aus wie eine verdrehte Strickleiter.

Die von Arber entdeckten Restriktionsenyzme können das Erbgut, also die DNA teilen. Mit DNA bezeichnet man ein Molekül in dem die gesamte Erbinformation lebender Zellen oder Organismen enthalten ist. Der chemische Aufbau und die molekulare Struktur der DNA ist in allen Lebewesen identisch, gleichgültig ob es sich um Mensch, Pflanze oder Bakterium handelt. Da sie aussieht wie eine Strickleiter, die um sich selber gedreht ist, könnte man sagen, die DNA ist die Strickleiter des Lebens.

In jedem Zellkern unseres Körpers befindet sich die DNA. Die einzelnen Abschnitte der DNA nennt man Gene. Um mehr über die Gene herauszufinden, muss man sie jedoch erst einmal erkennen. Das heißt, die DNA muss zerschnitten werden, sodass man die Gene einzeln betrachten kann.

Was ist eine Gen-Schere?

Restriktionsenzyme (im Bild weiß mit rosa, blauen und roten Tupfen) heften sich an die DNA (im Bild grün-rosa).

Um das zu bewerkstelligen, braucht man sogenannte Gen-Scheren. Das sind jedoch keine mechanischen Werkzeuge, sondern Enzyme, die in der Lage sind, die DNA zu teilen eben genau die Restriktionsenzyme, die Arber entdeckte. Diese Enzyme teilen die DNA jedoch nicht an beliebigen Stellen, sondern genau da, wo sich wichtige Informationen über die Gene feststellen lassen.

Außerdem dienen Restriktionsenzyme nicht nur als Schere, sondern sie erzeugen an den auseinander geschnittenen DNA-Teilen klebrige Enden, die sich neu zusammensetzen lassen.

Was macht der Molekularbiologe?

Durch Arbers Entdeckung entstand die Molekularbiologie, die sich mit der Struktur und Funktion der DNA beschäftigt sowie mit dem Zusammenwirken von DNA und Proteinen, also zum Beispiel Enzymen.

Forscher versuchen, immer besser zu verstehen, was in Zellen eigentlich vor sich geht um dadurch auch Erkenntnisse über Krankheiten zu gewinnen und Medikamente zu verbessern.

Die Gentechnik, also die Veränderung des Erbgutes durch das Auseinanderschneiden und neue Zusammenfügen von Genen ermöglicht zum Beispiel die Herstellung neuer Arzneien oder aber das Einschleusen von Genen in Pflanzen, die diese vor Krankheiten oder Fressfeinden schützen.

Ist Gentechnik gut oder schlecht?

Diese neuen Möglichkeiten bringen sowohl Vorteile mit sich, als auch Nachteile. Gerade Menschen, die an bisher unheilbaren Krankheiten leiden, hoffen darauf, dass sie mit Hilfe gentechnisch hergestellter Medikamente wieder gesund werden können. Ob gentechnisch veränderte Nutzpflanzen wie etwa Mais oder Kartoffeln gut oder schlecht für Mensch und Umwelt sind, darüber ist man sich bisher nicht einig. Wozu das Einschleusen von Genen in den menschlichen Körper oder die Auswahl von Menschen anhand ihrer Gene führen kann, darüber machen sich nicht nur Science-Fiction-Autoren Gedanken.

Text: Liane Manseicher, 03.06.09; Bilder: Werner Arber: Antonio G. Colombo: pd; Illustration eines an die DNA angebundenen Restriktionsenzyms: David S. Goodsell of The Scripps Research Institute: pd; DNA-Animation: Richard Wheeler.

Hinweis: Im Archiv wurden alle Bilder und Links entfernt