Höhere Ordnung und Überstruktur biogener Makromoleküle

Zusammenfassung

Biogene Makromoleküle unterscheiden sich in charakteristischer Weise von den synthetischen. Synthetische Polymere sind im allgemeinen Gemische von Molekülen verschiedenen Molekulargewichtes (Molekulargewichtsverteilung) und haben in Lösung nicht nur eine von Molekül zu Molekül verschiedene, sondern auch eine zeitlich variante Konformation. Bei Copolymeren sind die einzelnen Moleküle außerdem auch chemisch voneinander verschiedene Individuen. Die Moleküle nativer Biopolymerer ein und derselben Spezies sind hingegen stets Individuen mit definiertem einheitlichem Molekulargewicht und einheitlicher Primär-, Sekundär- und Tertiärstruktur.

Diese einheitliche und zeitlich invariante Konformation wird durch eine eindeutiges Muster zwischenmolekularer Wechselwirkungen bei der jeweiligen Spezies Biogener Makromoleküle festgelegt.

Während synthetische Polymere im allgemeinen passive Funktionen z. B. als Werkstoffe erfüllen, haben biogene Makromoleküle u. a. aufgrund ihrer Fähigkeit ganz bestimmte definierte Strukturen auszubilden, aktive Funktionen, wie die der Informationsspeicherung und -übertragung, der Katalyse, der immunologischen Abwehr, der Ausbdilung von Gerüstsubstanzen und der Bewegung. Funktionen, die vom einzelnen Makromolekül aufgrund einer bestimmten Konformation wahrgenommen werden, kennen wir bei der Steuerung biologischer Prozesse durch Enzyme oder der Informationsspeicherung bzw. -übertragung bei den Nucleinsäuren. Darüber hinaus haben Biopolymere infolge ihrer spezifischen Wechselwirkungen die Möglichkeit, sich zu Verbänden mit definierter Überstruktur bzw. höherer Ordnung zusammenzulagern, wie sie z. B. bei den gerüstbildenden Strukturen der Glykoproteine oder den fibrillären Proteinen, die teils als Gerüstsubstanzen, teils z. B. in den Geißeln oder im Muskel vorkommen.

Doch die Anordnung der verschiedenen Arten biogener MarkomolekÜle zu Strukturen höherer Ordnung führt schließlich nicht nur zu den an der Grenze zwischen Unbelebtem und Belebtem stehenden Viren, sondern zum Aufbau belebter Organismen.