Zum Problem der Viruseiweißsynthese in zellfreien Chlorellasystemen: nebst einer Diskussion über die Universalität des genetischen Codes

اولین تلاش‌ها برای به دست آوردن بینش نسبت به قوانین با مطالعه تغییرات ژنتیکی اسیدهای آمینه منفرد در پروتئین‌های ویروس، که براساس آن ساختار اسید نوکلئیک خاصی باعث ایجاد ساختار پروتئین خاصی در موجودات زنده می‌شود، به بیش از 10 سال قبل باز می‌گردد (نگاه کنید به شکل MELCHERS، 1958). با این حال، این سوالات تنها پس از آزمایش‌های موفقیت‌آمیز متای و نیرنبرگ (1961) بسیار موضوعی شدند. تصور این دو از این واقعیت به طور کلی پذیرفته شده ناشی می شود که اطلاعات ژنتیکی درون سلول ها در اسید دئوکسی ریبونوکلئیک (DNA) ثابت است و بخش های نسبتاً کوتاهی از اطلاعات به شکل شیمیایی اسید ریبونوکلئیک (RNA) به داخل فرستاده می شود. پلاسمای سلولی به عنوان حامل اطلاعات به آنها پیام رسان یا RNA پیام رسان می گویند. رونویسی DNA به RNA از قوانین جفت سازی WATSON و CRICK پیروی می کند. سپس RNA پیام رسان با ریبوزوم ها، اندامک های سلولی سنتز کننده پروتئین مواجه می شود و باعث می شود که پروتئین های بسیار خاصی بسازند که توالی اسید آمینه آنها توسط توالی نوکلئوتیدی RNA پیام رسان تعیین می شود. قوانینی که بر ترجمه توالی نوکلئوتیدها به ساختار پروتئین حاکم است به عنوان کد ژنتیکی شناخته می شود. این رابطه قانونی هسته سلول را قادر می سازد تا حد زیادی سنتز در سیتوپلاسم خارج از هسته را کنترل کند. با این حال، هنگامی که یک ویروس سلول را آلوده می کند، تنظیم کاریوت مختل می شود. از بسیاری از نمونه‌های به خوبی مطالعه شده مشخص است که تنها اسید نوکلئیک ذره ویروس در هنگام عفونت وارد سلول میزبان می‌شود.

Die ersten Bemühungen, durch das Studium genetisch bedingter Abänderungen einzelner Aminosäuren in Virusproteinen einen Einblick in die Gesetze zu erhalten, nach denen in den lebenden Organismen eine bestimmte Nukleinsäurestruktur eine bestimmte Ei­ weiß struktur bedingt, liegen bereits über 10 Jahre zurück (s. MELCHERS, 1958). Hoch­ aktuell sind diese Fragen aber erst nach den erfolgreichen Experimenten von MATTHAEI und NIRENBERG (1961) geworden. Die Konzeption der beiden ging von der heute all­ gemein anerkannten Tatsache aus, daß die genetische Information innerhalb der Zellen in der Desoxyribonukleinsäure (DNS) festgelegt ist und daß von den aktiven Ab­ schnitten der DNS relativ kurze Abschnitte der Information in der chemischen Form der Ribonukleinsäure (RNS) als Informationsüberträger ins Zellplasma entsandt werden. Sie werden als Messenger- oder Boten-RNS bezeichnet. Die Transkription von DNS auf RNS erfolgt nach den Paarungs regeln von WATSON und CRICK. Die Boten-RNS trifft dann auf die Ribosomen, die eiweißsynthetisierenden Zellorganellen, und veranlaßt sie, ganz spezifische Eiweißkörper aufzubauen, deren Aminosäure­ sequenz durch die Nukleotidsequenz der Boten-RNS festgelegt ist. Die Regeln, die die Übersetzung der Nukleotidfolge in die Eiweißstruktur bestimmen, bezeichnet man als den genetischen Code. Dieser gesetzmäßige Zusammenhang ermöglicht es dem Zellkern, die Synthesen im Cytoplasma außerhalb des Kerns weitgehend zu beherrschen. Die karyotische Regulation wird aber durchbrochen, wenn ein Virus die Zelle infiziert. Von vielen gut studierten Beispielen weiß man, daß nur die Nukleinsäure des Virusteilchens bei der Infektion in die Wirtzelle eindringt.