Hyperzyklus

Ein Hyperzyklus ist eine zyklische Folge von sich selbst reproduzierenden Einzelzyklen. Diese Einzelzyklen bestehen aus RNA- und Proteinmolekülen, die durch Rückkopplung voneinander abhängen und kooperieren. Die von Manfred Eigen und Ruthild Winkler beschriebenen Hyperzyklen liefern eine in vitro nachvollziehbare Erklärung für die präbiotische Entstehung replikativer chemischer Systeme.^[1][2] Sie stehen im Übergangsbereich zwischen chemischer und biologischer Evolution.

In Hyperzyklen katalysieren RNA-Moleküle die Bildung solcher Proteine, die ihrerseits wieder die Bildung der RNA-Moleküle katalysieren. Auch Hyperzyklen unterliegen einer Evolution: Mutationen in der Basensequenz der RNA führen zu Molekülen mit unterschiedlichen katalytischen Eigenschaften und damit zu unterschiedlichen Replikationsraten. Einen evolutionären Vorteil haben diejenigen chemischen Systeme gegenüber anderen in der Konkurrenz um die chemischen Bausteine der „Ursuppe“, welche eine hohe Vermehrungsrate haben, sich also schneller vermehren. Zellen, Bakterien und andere Lebewesen können ebenfalls als Formen komplexer Hyperzyklen betrachtet werden.

1. ↑ M. Eigen, C. K. Biebricher u. a.: The hypercycle. Coupling of RNA and protein biosynthesis in the infection cycle of an RNA bacteriophage. In: Biochemistry. Band 30, Nummer 46, November 1991, ISSN 0006-2960, S. 11005–11018, PMID 1932025 (Review).
2. ↑ T. Ellinger, R. Ehricht, J. S. McCaskill: In vitro evolution of molecular cooperation in CATCH, a cooperatively coupled amplification system. In: Chemistry & Biology December 1998,5: S. 729–741 |https://www.cell.com/cell-chemical-biology/pdf/S1074-5521(98)90665-2.pdf