History – Introduction to Biochemistry

00:01 Nun hat sich unsere Lebensperspektive im Laufe der Jahre verändert. Das geht zurück bis in die Renaissance, dort gab es ein großes Interesse daran, das Leben durch das Verständnis der Anatomie zu verstehen. Sezierungen waren sehr verbreitet, weil die Menschen daran interessiert waren zu verstehen, was es bedeutet, am Leben zu sein, indem wir verstehen, wie ein Organ oder wie ein Gewebe funktioniert. Eine der gemeinsamen Überzeugungen ist also das von den Menschen seit Tausenden von Jahren postulierte Prinzip des Vitalismus. Der Vitalismus besagt, dass das, was in einer lebenden Zelle passiert, einzigartig für eine lebende Zelle ist und anderswo im Universum nicht dupliziert werden kann. Diese Idee wurde grundsätzlich von der auf dem von der auf dem Bildschirm gezeigten Person, Friedrich Wöhler, als falsch bewiesen. Wöhler war in der Lage zu zeigen, dass man mit gewöhnlicher Chemie, Harnstoff herstellen konnte, eine Verbindung, von der bekannt war, dass sie von lebenden Organismen hergestellt wird und vor seiner Entdeckung glaubte man, dass dies nur in Zellen möglich wäre. Dank der Entdeckung des Vitalismus erkennen wir jetzt, dass das, was mit den Zellen passiert, dasselbe ist, was im Rest des Universums passiert, wenn auch vielleicht auf eine andere Art und Weise.

01:07 Die Entdeckungen des Lebens und der molekularen Natur des Lebens waren völlig abhängig von der Technologie. Der erste technologische Fortschritt, der uns geholfen hat, Zellen zu verstehen, war die Erfindung des Mikroskops. Anton Van Leeuwenhoek erfand in den 1650er Jahren das allererste Mikroskop und er war der erste Mensch, der jemals Einzeller gesehen hat, Organismen, die er Animalcules nannte. Er war sehr, sehr fasziniert von diesen Zellen.

01:35 Robert Hooke verbesserte das Mikroskop von Van Leeuwenhoek und war in der Lage, einige sehr interessante Entdeckungen zu machen, darunter etwas, das die zelluläre Grundlage des Lebens ist. Seine anatomischen Zeichnungen von Kork, wie auf dem Bildschirm hier, zeigte einzelne Zellen.

01:57 In den 1850er Jahren folgte die Entdeckung der Moleküle, die für den molekularen Prozess wichtig sind und die Grundlage des Lebens darstellen. Friedrich Miescher entdeckte in den 1850er Jahren eine Verbindung, die er Nukleon nannte. Nun war er daran interessiert, Proteine zu studieren, aber was er tat war, dass er Zellkerne isolierte. Dabei entdeckte er, dass sie eine Substanz enthielten, die einige sehr ungewöhnliche Eigenschaften hatte. Er wusste nicht, welche Eigenschaften das waren, aber er wusste, dass er etwas Neues und Wichtiges entdeckt hatte, das er Nukleon nannte. Wir wissen heute, dass Nukleon natürlich die DNA ist. Der Augustinermönch Gregor Mendel war an Biologie interessiert und er studierte etwa zur gleichen Zeit wie Miescher. Gregor Mendel erforschte die Vererbung von Merkmalen von einer Generation von Erbsen auf eine andere Generation und er machte sehr, sehr sorgfältige Studien. Diese ergaben, dass es genetische Informationen gibt, die von einer Generation auf die nächste übertragen werden. Und weiter, dass diese genetische Information Eigenschaften hatte, die er Rezessivität und Dominanz nannte, Eigenschaften, die wir mit Genen assoziieren. Mendels Arbeit blieb 30 Jahre lang weitgehend unentdeckt, aber danach erwies sich dies als ziemlich revolutionäre Entdeckung, jedenfalls für die damalige Zeit.

03:15 In den 1930er Jahren begann sich die Idee der molekularen Grundlage des Lebens zu verwirklichen.

03:20 Erwin Schrödinger, der berühmte Physiker, schrieb ein Buch mit dem Titel 'Was ist Leben?' und in seinem Buch stellte er die Frage, dass die Zelle nicht das Wesentlichste in Bezug auf Leben ist. Stattdessen sagte er, dass die molekulare Basis des Lebens in den Molekülen bestand.

03:36 Und in diesen Molekülen können wir jede Eigenschaft finden, die jemals in der Biologie auftreten könnte. Seine Idee war zu dieser Zeit radikal, aber in Wirklichkeit hatte sie großen Einfluss auf viele Menschen, die später große Entdeckungen machten, darunter Watson und Crick mit ihrer Entdeckung der DNA.

03:56 Wir wissen heute, dass Schrödinger im Grunde recht hatte, das heißt, dass das Leben eine molekulare Basis hat. Avery, MacLeod und McCarty haben im Jahr 1944 eine Reihe von Experimenten durchgeführt, die zum ersten Mal endgültig bewiesen, dass die genetische Information, die zwischen den Zellgenerationen übertragen wurde tatsächlich DNA ist. Nur ein paar Jahre später, 1953, stehen Watson und Crick auf den Schultern von Giganten und leihen sich die Daten von Rosalind Franklin aus und konnten zum ersten Mal die Struktur der DNA aufzeigen.

04:31 Das schöne doppelhelicale Molekül mit einer komplementären Basis im Inneren war eine Offenbarung, denn als die Leute das sahen, erkannten sie schnell, wie ein Strang die Replikation eines anderen Stranges kontrollieren muss. Und durch diese Replikation konnte genetische Information identisch von einer Zelle zur nächsten Generation übertragen werden. Das zentrale Dogma besagt, dass DNA RNA macht, die Proteine, und das geschieht aufgrund der Art und Weise, wie Information in den Zellen übertragen wird.

05:00 Wir haben das zentrale Dogma seit seiner ersten Beschreibung in den frühen 60er um einige andere Dinge über RNA, die wir heute wissen die wir damals noch nicht wussten, erweitert. Aber das zentrale Dogma und seine Beschreibung der Informationsübertragung innerhalb von Zellen ist zentral für alles, was wir tun. Ob wir nun die Genetik, ob wir die Transkription oder ob wir den Metabolismus untersuchen, das zentrale Dogma ist heute genauso relevant, wie damals, als es zum ersten Mal beschrieben wurde.

05:25 Zum Abschluss dieses Vortrags möchte ich Sie noch mit einigen Gedanken zur Struktur von Bakterien entlassen, die ich bereits erwähnt habe: "Entschuldige, dass ich mich überlegen fühle, gegenüber all den bescheidenen Bakterien. Ihr solltet das sehr gut wissen, aber es gibt keine Organelle in eurem winzigen Inneren"