Mein wunderbares Ich - Was mich ausmacht und welche Rolle die Gene dabei spielen

Kapitel 2

Mein Leben als Zell-Achterbahn

Um zu wissen, wer wir sind, müssen wir zunächst einmal herausfinden, was Gene überhaupt sind. Und wir müssen herausfinden, wie groß der Anteil der Gene an dem Menschen ist, der uns im Spiegel anguckt. Deshalb schauen wir in diesem Kapitel wie eine Wissenschaftlerin oder ein Wissenschaftler in uns hinein und nehmen uns unsere persönliche Bau- und Bedienungsanleitung in ihren Einzelteilen genauer vor.

Wenn du magst, wirf dir einen Kittel um - wir zücken die Lupe und schauen uns erst einmal ein paar Basics an. Die brauchen wir für unseren Blick als Biologin und Biologe. 

Zellen, nichts als Zellen

Du, ich und wir alle sind genau genommen ein riiiiesiger Haufen von Zellen. Jeder Mensch hat etwa 40 Billionen Zellen im Körper - so viele: 40.000.000.000.000. Und als ob das noch nicht genug wäre, bildet unser Körper jeden Tag auch noch weitere neue Zellen durch die Zellteilung.

Neue Zellen brauchen wir andauernd, um zu wachsen, zum Beispiel. Aber auch wenn wir schon ausgewachsen sind, verändern wir uns ständig weiter, indem sich unsere Zellen teilen - durch Ernährung, durch Sport und Bewegung oder wenn mal etwas repariert werden muss. Schneidest du dir beispielsweise in den Finger, heilt die Wunde unter anderem auch durch Zellteilung und die Produktion neuer Zellen.

Achtung - jetzt wird's winzig

Blicken wir jetzt auch noch in eine einzelne Zelle hinein. Dafür wird die Lupe wohl nicht mehr reichen, da brauchen wir eher ein Mikroskop. Oder einfach ganz viel scharfes Vorstellungsvermögen.

In jeder einzelnen Zelle steckt unsere DNA. Meistens sogar im so genannten Zellkern. Die DNA stellt die für uns so wichtigen Gene dar, die bestimmen, wie wir sind und was aus uns wird.

In unserer Bau- und Bedienungsanleitung sind die Wörter, mit denen die Bau- und Bedienungsanleitung geschrieben ist, quasi die DNA.

Die DNA trägt ganz viele wichtige Informationen in sich. Denn in der DNA ist abgespeichert, wie ein Lebewesen - in unserem Fall der Mensch - aufgebaut ist und funktioniert. Sprich: wie wir aussehen und wie wir so ticken. Womit wir wieder bei unserer persönlichen Bau- und Bedienungsanleitung wären.

In jedem Zellkern steckt unsere ganz eigene DNA drin, und die ist auch in allen Zellkernen die gleiche. Wir bekommen sie am Anfang unseres Lebens mit, in jeder Zelle. Das heißt aber nicht, dass jede Zelle automatisch das Gleiche macht. Denn der menschliche Körper besteht aus Hunderten von verschiedenen Zelltypen. Jeder Zelltyp hat ganz eigene Funktionen, obwohl alle Zelltypen die gleiche DNA haben: In jedem Zellkern steckt dasselbe Genom, das immer kopiert wurde. Herrje, aber was ist nun wieder dieses Genom?

Das Genom ist unsere komplette DNA-Sequenz. Stell dir das am besten so vor: Statt eines einzelnen Zettels, auf dem unsere Bau- und Bedienungsanleitung steht, ist das Genom eine Aneinanderreihung von vielen Bau- und Bedienungsanleitungs-Zetteln. Ein bisschen wie ein Buch. Es beinhaltet somit alle Informationen in einer Zelle, die ein Lebewesen, in unserem Fall der Mensch, vererben kann. Vereinfacht gesagt ist das Genom das gesamte Erbgut eines Einzelnen.

Ich spinne das mal weiter. Wir sind aufgebaut wie dieses Genom-Buch. Im Grunde ist es in diesem Vergleich einfach ein Haufen mehrerer Blätter. Oder eben auch ein Blatt, das ganz oft kopiert, übereinandergestapelt und dann zusammengebunden wurde. Gut, so sieht ja eigentlich jedes Buch aus. Genauso haben auch alle Menschen extrem ähnliche Genome, obwohl wir alle leicht unterschiedliche Versionen der DNA-Sequenz haben.

So wie in diesem Buch. Vom Gegenstand her sind es, wie bei jedem anderen Buch auch, ganz viele Blätter, hintereinander zusammengelegt und zusammengebunden. Trotzdem sieht jedes Blatt anders aus und auf jedem Blatt steht auch etwas anderes drauf. Klar, weil ich ja auf jedes Blatt etwas anderes geschrieben habe und Mauri was anderes gemalt hat. Wäre ja sonst langweilig, wenn jedes Blatt gleich aussähe.

Unsere DNA ist also das einzelne Blatt oder die Bau- und Bedienungsanleitung auf einem Zettel. Das Genom ist dann alle Blätter zusammen, die ganz oft kopiert wurden und in jeder Zelle stecken. Das Ganze zusammen ergibt das ganze Genom - oder eben eine Art Buch, das beschreibt, wie wir sind. Auf jedem einzelnen Blatt im Buch stehen andere Informationen drauf und es sieht anders aus. So wie die einzelnen Zellen in unserem Körper auch. Jede liest andere Informationen ab und hat dadurch eine andere Funktion.

Das Genom: die Kommandozentrale im Zellkern

Das Genom steckt also in jeder einzelnen Zelle. Das ist ja erst mal dasselbe Genom, das einfach kopiert wurde. Doch nicht das gesamte Genom ist in jeder Zelle aktiv. Jede Zelle benutzt nur die Gene, die sie für ihre spezielle Funktion braucht. Zum Beispiel: In einer Knochenzelle sind nur die Gene aktiv, die die Knochen brauchen. In einer Herzmuskelzelle nur die, die den Herzmuskel aufbauen und schlagen lassen. In den Drüsenzellen im Mundraum sind nur die Gene aktiv, die unter anderem unsere Spucke produzieren. Und so geht das über jede einzelne Stelle in unserem Körper weiter.

Das Genom im Zellkern liest also in seiner Bau- und Bedienungsanleitung (der DNA) nach, was die Zelle zu tun hat, und gibt dann das Kommando, das genau diejenigen Gene aktiviert, welche die Zelle - je nachdem, wo sie im Körper sitzt - braucht, um zu funktionieren. Das Genom ist somit die Kommandozentrale im Zellkern. Wenn wir das wieder mit diesem Buch vergleichen, sind die Kommandozentrale in diesem Fall Mauri, der Illustrator, und ich, die Autorin. Weil wir ja entscheiden, was wir auf jedes einzelne Blatt draufschreiben und zeichnen.

Am Mikroskop forschen ist dein Ding? Wenn nicht, blättere einfach hier hin.

Hier gibt es noch mehr zu DNA, Zellen und Zellteilung:

Die DNA besteht aus wenigen Einzelteilen. Sie sieht wie eine verdrehte Strickleiter aus. Außen hat sie zwei Stränge, die sich wie bei einer Schraube umeinanderdrehen. Diese Struktur der DNA heißt Doppelhelix.

Zwischen den Strängen sind die »Sprossen« der Leiter befestigt. Diese »Sprossen« nennt man Basen. In den Basen sind die eigentlichen Informationen gespeichert. In unserer Bau- und Bedienungsanleitung sind die Basen quasi die Buchstaben, aus denen die Wörter zusammengesetzt werden.

Und weil wir als Biologin und Biologe es gern einfach haben, gibt es nur vier dieser Basen mit jeweils einem Buchstaben: A, C, G und T. Außerdem die Regel, dass immer A mit T und C mit G verbunden ist. Das alles ergibt den genetischen Code. Ein bisschen so, wie wenn wir mit bestimmten Bauklötzen etwas zusammenstecken und am Ende auch nach Vorlage eine Figur rauskommt.

Bei uns Menschen ist die winzige DNA-Strickleiter, die wir in jeder Zelle haben, fast zwei Meter lang. Du kannst dir vorstellen, dass sie klitzeklein zusammengepackt werden muss, damit sie überhaupt in den Zellkern passt. Dieses Päckchen ist das Genom, und jedes ist in 46 Stücke aufgeteilt: die Chromosomen.

Die Chromosomen brauchen wir, um das mit der Vererbung zu verstehen. Denn die Chromosomen kommen immer nur paarweise vor: Wir erben in jeder Zelle jeweils 23 Chromosomen von unserer Mutter und 23 von unserem Vater.

In unserem Körper entstehen ständig neue Zellen durch die Zellteilung. Bevor sich eine Zelle in zwei Teile teilen kann, muss sie allerdings eine Kopie ihres Genoms anfertigen - eben dieses Päckchen in ihrem Zellkern.

Aber wie genau läuft die Zellteilung dann ab? Schauen wir uns noch mal unsere DNA-Strickleiter an - die Doppelhelix. Diese öffnet sich in der Mitte. Die »Sprossen« der Leiter, also die Basen, brechen in der Mitte auf und die Verbindung zwischen den beiden Strängen löst sich. Die beiden einzelnen Stränge mit den halben »Sprossen« verbinden sich dann wieder mit passenden neuen Basen. Also wieder A mit T und C mit G. Und schwups, gibt es zwei neue DNA-Stränge.

Das Ergebnis sind zwei Doppelhelixe, die jeweils aus einem alten DNA-Strang der Ursprungszelle und einem neu gebildeten Strang bestehen. Mit zwei neuen DNA-Strickleitern ergeben die meisten Zellteilungen dann auch zwei neue Zellen. Auch die haben wieder jeweils die gleiche Anzahl von Chromosomen wie die ursprüngliche Zelle, also 2 x 23.

In den Chromosomen ist die DNA und deren gesamte genetische Information aufbewahrt. Somit kann jede einzelne Zelle in unserem Körper aus ihrem Zellkern, wo ja die Chromosomen liegen, ablesen, was sie zu tun hat. Sie liest also ihre Bau- und Bedienungsanleitung, weiß dann, was zu tun ist, und gibt das Kommando an ihre Zelle weiter. Wie ihre eigene kleine Kommandozentrale.

Jedes Chromosomenpaar hat unterschiedliche Aufgaben und Einsatzbereiche. Zum Beispiel besteht...