Virtuelle (Nano) Welten: Molekulare Nanomachinen: ABC

So wie eine begrenzte Anzahl unterschiedlicher Buchstaben dazu ausreicht, jeden beliebigen Text niederzuschreiben, so reicht auch eine sehr begrenzte Auswahl unterschiedlicher Monomere aus für die Synthese der biologischen Makromoleküle.

Zwanzig unterschiedliche Aminosäuren* reichen aus, das gesamte Repertoire von genetisch spezifizierten Proteinen herzustellen. Post-translationelle Modifikationen können zusätzliche Akzente auf das Aminosäuren-Alphabet setzten, indem sie einzelne Aminosäuren nach ihrem Einbau in das Protein leicht abwandeln, zB durch Hydroxylierung, Phosphorylierung, Glykosylierung, oder Oxiidation, doch das zugrunde liegende Alphabet wird dadurch nicht verändert.

Nukleinsäuren kommen mit einem noch kleineren Alphabet aus: Vier Buchstaben, repräsentiert durch die vier Desoxy-Nukleotide desoxy-Adenosin, desoxy-Thymidin, desoxy-Cytosin und desoxy-Guanidin reichen aus für den genetischen Code der Desoxyribonukleinsäure (DNS oder DNA). Auch hier können Modifikationen wie Methylierungen noch funktionelle Akzente setzen. Auch die Ribonukleinsäure (RNS oder RNA) benützt einen vier-Buchstaben-Code, wenn auch mit einem leicht abgewandelten Alphabet: Die "kyrillischs Schrift" der Ribonukleinsäuren benützt den Zucker Ribose anstelle der Desoxyribose und die Base Uracil anstelle des Thymins. Auch die Buchstaben der RNS, vor allem der tRNS, können durch posttranskriptionelle Modifikationen akzentuiert werden.

Selbst Polymere, deren Sequenz nicht genetisch kodierte sind, wie Polysaccharide sowie die Polysaccharid-Bestandteile der Glykoproteine, Proteoglykane und Lipopolysaccharide, setzten sich aus aus einem limitierten Repertoire von Zuckern und Zuckerderivaten zusammen, die mit Hilfe von spezifische Enzyme miteinander verknüpft werden.

Lipide bilden durch nicht-kovalente Assoziation die Membranen, die die Zelle strukturieren. Aber auch die verschiedenen Lipide werden aufgebaut aus einfacheren Grundbausteinen wie Fettsäuren, Glyzerin, und verschiedenen polaren Kopfgruppen

Das ABC der Biochemie