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Kompaktlexikon der Biologie: Hyperzyklus

Hyperzyklus, von M. Eigen postulierte zyklische Folge von Reaktionen zwischen primitiven, präbiotischen Nucleinsäuren und Proteinen, die als Ursache der spontanen Entstehung replikativer Systeme und damit des Übergangs von der chemischen Evolution zur biologischen Evolution angenommen wird. Ein H. funktioniert nach dem Prinzip der Rückkopplung: RNA-Moleküle katalysierten die Bildung von Proteinen, wobei sich unter diesen Moleküle befanden, die ihrerseits eine Replikation der RNA-Moleküle katalysierten. Dies führte dazu, das die katalytischen RNA-Moleküle und Proteine bevorzugt gebildet wurden, da sie sich bei Kooperation schneller vermehrten. Jede Stammsequenz eines solchen Informationsträgers brachte aufgrund von Kopierfehlern Mutanten hervor, die ein genetisches Reservoir bildeten. Eine Stammsequenz mit ihren Mutanten zusammen wird als Quasi-Spezies bezeichnet. Überschritten die bei der Replikation auftretenden Fehler einen Schwellenwert, veränderten sich die Sequenzen so stark, dass sie auseinander drifteten und jeweils neue Quasi-Spezies bildeten. Führen die Mutationen in einer Sequenz zu einem rascheren Ablauf der Replikation, so wird sich dieses neue mutierte System gegenüber anderen Sequenzen, die im Wettbewerb um die für die Replikation nötigen Stoffe aus der Umwelt stehen, durchsetzen. So sind bereits auf dieser Ebene die Prinzipien der Evolution durch Selektion verwirklicht; H. zeigen bereits grundlegende Eigenschaften von Lebewesen: Selbstvermehrung und Vererbung (Weitergabe von Information), Stoffwechsel sowie Mutation (Veränderung von Informationsträgern).

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  • Die Autoren

Redaktion:
Dipl.-Biol. Elke Brechner (Projektleitung)
Dr. Barbara Dinkelaker
Dr. Daniel Dreesmann

Wissenschaftliche Fachberater:
Professor Dr. Helmut König, Institut für Mikrobiologie und Weinforschung, Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Professor Dr. Siegbert Melzer, Institut für Pflanzenwissenschaften, ETH Zürich
Professor Dr. Walter Sudhaus, Institut für Zoologie, Freie Universität Berlin
Professor Dr. Wilfried Wichard, Institut für Biologie und ihre Didaktik, Universität zu Köln

Essayautoren:
Thomas Birus, Kulmbach (Der globale Mensch und seine Ernährung)
Dr. Daniel Dreesmann, Köln (Grün ist die Hoffnung - durch oder für Gentechpflanzen?)
Inke Drossé, Neubiberg (Tierquälerei in der Landwirtschaft)
Professor Manfred Dzieyk, Karlsruhe (Reproduktionsmedizin - Glück bringende Fortschritte oder unzulässige Eingriffe?)
Professor Dr. Gerhard Eisenbeis, Mainz (Lichtverschmutzung und ihre fatalen Folgen für Tiere)
Dr. Oliver Larbolette, Freiburg (Allergien auf dem Vormarsch)
Dr. Theres Lüthi, Zürich (Die Forschung an embryonalen Stammzellen)
Professor Dr. Wilfried Wichard, Köln (Bernsteinforschung)

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