Zu den Polysacchariden:
Quelle:
https://d1u2r2pnzqmal.cloudfront.net/co ... 1638720911
Die Grundelemente sind Einfachzucker, die lediglich aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff bestehen. Linear miteinander verkettet entsteht Cellulose bzw. eine Cellulose-ähnliche Struktur, wenn es sich bei den Einfachzuckern nicht um Glucose handelt. Da die Seitenstrukturen identisch sind, ergeben sich keinerlei variable Funktionen, sondern eben lediglich die Eignung als eine Art Faser.
Beim Auftreten von Querverbindungen zwischen den linear miteinander verketteten Einfachzuckern ergeben sich dreidimensionale Gebilde, die aber ihrerseits keine Möglichkeit einer replizierbaren Struktur eröffnen, da die Seitenstrukturen nicht spezifisch, sondern uniform sind. Eventuell sind bei den dreidimensionalen Strukturen auch solche dabei, die im Sinne einer molekularen Mechanik eine bestimmte Funktion ausüben könnten, aber mangels vorhandener Spezifität der Einzelzucker lässt sich hier nicht in Analogie zu Proteinen eine bestimmte Abfolge von Einzelbausteinen aneinanderreihen, die sich dann unter Wassereinfluss spezifisch in eine erwünschte Form dreidimensional faltet.
Aus Polysacchariden lässt sich funktional gesehen also aufgrund der Uniformität der Einzelbausteine nichts im Sinne von Replikation oder Genom herausholen. Ergänzt man hingegen die Grundstruktur der Einfachzucker mit variablen Seitengruppen, ergeben sich neue Möglichkeiten:
Quelle:
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Hier sehen wir in der Mitte einen Einfachzucker und links einen Phosphatrest angeheftet sowie rechts einen Purinrest. Das ist dann variabel:
Quelle:
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Quelle:
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In der Summe haben wir dann vier Einfachzucker, die über ihre Seitengruppen zu größeren Strukturen reagieren können, welche aufgrund ihrer Variabilität und stereochemischen Passfähigkeit zu komplexeren Strukturen zusammenfinden können, die dann auch replizierbar sind:
Quelle:
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Dieses Prinzip ist bei uns als RNA bzw. DNA realisiert. Voraussetzung hierfür ist aber die Erweiterung der Struktur des Einfachzuckers (bei RNA die Ribose) um eine Seitenkette, die in der Lage ist, die Einfachzucker zu einer längeren Struktur zu verknüpfen sowie die Anfügung einer weiteren Seitenkette am Einfachzucker, die eine komplementäre Verknüpfung zu einem Parallelstrang ermöglicht, welche dann die Möglichkeit der Replikation eröffnet.
Somit kann man sagen, dass Polysaccharide für sich genommen kein Potenzial besitzen, um eine Genomfunktion auszuüben, aber bei chemischen Ergänzungen der Einzelzuckerbestandteile dieses Potenzial erschlossen werden kann.
Zu den Lipiden:
Quelle:
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Hier sieht man einen typischen Bestandteil der Nahrungsfette. Dargestellt ist der Vorgang der Fetthärtung, wo unter Hinzufügung von Wasserstoff die Doppelbindungen in Einfachbindungen in den Fettsäurebestandteilen bewirkt werden. Auch hier ist die Grundstruktur aus chemischer Sicht sehr einfach gestaltet. Nachteil für eine eventuelle Verwertbarkeit für enzymatische oder genomische Funktionen ist hier zum einen die große Länge der angehängten Fettsäuren, die das Anfügen von Seitengruppen - analog zu den Einfachzuckern bei RNA - erschweren.
Angehängte Seitengruppen würden hier zu dreidimensionalen Vernetzungen führen und das Molekül als solches sehr sperrig werden lassen. Im Unterschied zu Proteinen, wo es eine lineare Struktur gibt, die sich zu einem größeren Gebilde faltet, welches dann ggf. über Disulfidbrücken stabilisiert wird, hätten wir bei den sehr langkettigen Fettsäuren eine Struktur, die nicht über Linearität mehrere Einzelbestandteile hervorgeht, sondern über Querverbindungen innerhalb eines Einzelbausteins, was dann eine Replizierbarkeit unmöglich werden lässt - vorstellbar wie ein Haarbüschel, welches sich so miteinander verfilzt, dass ein Durchkämmen unmöglich werden lässt. Die Einzelbestandteile lassen sich dann nicht wieder auftrennen, nachdem sie sich miteinander zu einer dreidimensionalen Struktur verflochten haben.
Dann gibt es noch die Lipide, die Membranen bilden:
Quelle:
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Hier haben wir vergleichbare Problematiken: langkettige Fettsäureanteile, die keine reaktiven Seitengruppen zulassen, um eine dreidiemnsionale Verflechtung, die nicht mehr auflösbar ist, auszuschließen. Der hydrophile Kopf gewährleistet zwar eine Aneinanderkettung zu linearen und schließlich flächigen Strukturen - Membranbildung! - aber wegen der Gleichförmigkeit der Kopfanteile ist auch hier eine erweiterte Funktionalität im Sinne von Replizierbarkeit und Genomfunktion analog zu Polysacchariden nicht mehr möglich.
Potenzial sehe ich bei folgenden Stoffklassen:
Terpenoide
Aminobenzoesäure(n)
Die letzte der beiden verweist auf Überlegungen zu einer "
Aromaten-Welt", bei der solche Aromaten mit funktionellen Seitengruppen einerseits Peptidbindungen eingehen können -CONH- und andererseits über weitere funktionelle Seitengruppen in Analogie zu den RNA-Basen spezifische komplementäre Paarungen ermöglichen, was dann Genomfunktionen ermöglicht sowie eine Replizierbarkeit in Gestalt einer linearen Sequenz, die zu einem Makromolekül verkettet wird.
Terpenoide haben eine komplexere Struktur, die stärker dreidimensional ausgefaltet ist, was dann wieder Probleme machen könnte, wenn es darum geht, vernetzende Querverbindungen zu vermeiden. Da Terpenoide jedoch vielfältig biochemisch erschlossen wurden, zeigen sich ihre Stärken bezüglich einer Stoffvielfalt in den Sekundärstoffwechseln der irdischen Organismenvielfalt.
So weit erst mal ein Überblick ...