Asymmetrie-These Linkshändigkeit kommt aus dem All

Viele Biomoleküle könnten in zwei Versionen existieren: als rechte und als linke Ausgabe. Doch in der Natur wird häufig eine Seite bevorzugt. Wissenschaftler machen nun die starke UV-Strahlung im Weltall dafür verantwortlich.


Aminosäure: Existieren in rechter und linker Variante
Nasa

Aminosäure: Existieren in rechter und linker Variante

Die Natur scheint zwar oft symmetrisch, ist es aber nicht. Die meisten Fußballspieler bevorzugen einen Fuß zum Schießen, Kinder greifen Stifte mehr mit der einen als mit der anderen Hand.

Dieses Phänomen gibt es auch auf molekularem Niveau. Biomoleküle wie Aminosäuren werden in Proteine nur in der linken Form eingebaut. Zuckermoleküle finden nur in ihrer rechten Form Verwendung im Erbgut. Auch Geschmacks- und Geruchstoffe sind typische Beispiele zur unterschiedlichen Wahrnehmung von rechten und linken Molekülen.

Chiralität oder Händigkeit nennen Biochemiker das Phänomen, wenn das Spiegelbild eines Gegenstands nicht mit dem Gegenstand selbst in Deckung gebracht werden kann. Das bekannteste Beispiel ist die menschliche Hand. Entdeckt wurde die biomolekulare Asymmetrie im Jahr 1847 vom französischen Chemiker Louis Pasteur.

Bis heute rätseln Wissenschaftler jedoch, warum die Natur bei bestimmten Molekülen eine Seite bevorzugt. Warum nutzt die Biologie nicht die rechtshändigen Aminosäuren, sondern nur die linkshändigen? Beide Formen werden bei der Synthese im Labor im Verhältnis 50 zu 50 produziert.

Ein deutsch-französisches Forscherteam glaubt nun, des Rätsels Lösung gefunden zu haben. Uwe Meierhenrich von der Universität Bremen und seine französischen Kollegen meinen, dass die harte UV-Strahlung im Weltall die Ursache der Asymmetrie ist. Nach ihrer Theorie reisten Aminosäuren, die Elementarbausteine des Lebens, auf Meteoriten zur Erde. Auf ihrem langen Flug durchs Universum waren die Aminosäuren der starken Strahlung im All ausgesetzt. Beide Molekülformen werden jedoch unterschiedlich stark von der Strahlung abgebaut, so die Hypothese.

Bei Freising gefundener Steinmeteorit (April 2002): Träger asymmetrischer Aminosäuren?
DPA

Bei Freising gefundener Steinmeteorit (April 2002): Träger asymmetrischer Aminosäuren?

In einem Experiment setzten die Forscher die symmetrische Aminosäure Leucin zirkular polarisierter Strahlung im ultravioletten Bereich aus. Zum ersten Mal sei damit eine Aminosäure in fester Phase im Labor derartig bestrahlt worden, um Weltraumbedingungen zu simulieren, schreiben die Wissenschaftler im Fachblatt "Angewandte Chemie".

Bei vorherigen Experimenten in den USA waren Aminosäuren in flüssiger Phase untersucht worden. Dies könne "unter interstellaren Gesichtspunkten nicht als repräsentativ angesehen werden", sagte Meierhenrich. Das spezielle UV-Licht wurde im Synchrotron-Zentrum LURE im französischen Orsay generiert. Tatsächlich beobachtete das deutsch-französische Forscherteam einen unterschiedlich starken Abbau bei den spiegelbildlichen Aminosäuremolekülen.

Die Ergebnisse legen nahe, dass die biomolekulare Asymmetrie von Aminosäuren bereits im interstellaren Weltraum erzeugt worden sei, erklärte Meierhenrich. Die sei lange vor dem Ursprung des Lebens und der biologischen Evolution auf der Erde geschehen. Später seien die asymmetrischen Aminosäuren vermutlich an Bord von Meteoriten und Kometen auf die Erde gelangt, wo sie den Ursprung aller heutigen Tiere und Pflanzen bildeten.



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