Was ist die Fehlerkatastrophe des Alterns?

Die Fehlerkatastrophe des Alterns, die ursprünglich 1963 von Leslie Orgel vorgeschlagen wurde, argumentiert, dass sich Kopierfehler in der DNA und die falsche Platzierung von Aminosäuren bei der Proteinsynthese über die Lebenszeit eines Organismus ansammeln und schließlich einen katastrophalen Zusammenbruch in Form von offensichtlichem Altern verursachen können . Experimentelle Tests, die versucht haben, Unterschiede in den Nukleotidsequenzen bestimmter Proteine, die mit dem Alter korrelieren, zu bestimmen, sind immer gescheitert, so dass die Theorie weitgehend verworfen wurde.

Kopierfehler wurden im Laufe der Evolution extrem stark selektiert, weil das genetische Material der evolutionär wichtigste Teil des gesamten Organismus ist und der Organismus sogar als „Überlebensmaschine“ für das genetische Material angesehen werden kann. Bei Wirbeltieren musste die Evolution mit der denkbar negativen Folge von Kopierfehlern kämpfen – Krebs – und verfügt daher über DNA-Kopiermechanismen, die mit extrem hoher Genauigkeit arbeiten. Weil diese Mechanismen so gut abgestimmt sind, ist die Fehlerkatastrophe des Alterns zwar eine interessante Theorie, aber kein wirkliches Phänomen.

Manchmal wird der Begriff „Fehlerkatastrophe“ in Bezug auf kleinere Organismen wie Viren verwendet. Die Fehlerkatastrophe in viralen Populationen ähnelt der Fehlerkatastrophe des Alterns, jedoch eher in Bezug auf Virionen als auf Zellen. Aber ähnlich wie die Fehlerkatastrophe des Alterns kann die Fehlerkatastrophe in viralen Populationen nicht überzeugend nachgewiesen werden. Ein bestimmtes Virus hat ein bestimmtes Genom, und wenn die Mutationsrate unter den Viren so hoch wäre, dass die ganze Spezies zusammenbricht, dann würden solche Viren gar nicht existieren. Es widerspricht auch der Vorstellung, dass mit jeder Virusart ein spezifisches Genom verbunden ist, was experimentell bewiesen wurde.

Durch mathematische Berechnungen können wir Mutationsraten ermitteln, die bei realen Werten zu Fehlerkatastrophen führen würden, es aber nicht sind. Es kann gezeigt werden, dass alle Viren und alle menschlichen Zellen Mutationsraten aufweisen, die deutlich unter denen liegen, die das Auftreten einer Fehlerkatastrophe vorhersagen würden. Die Fehlerkatastrophe des Alterns ist daher eine diskreditierte Theorie, aber die Mittel zu ihrer Diskreditierung sind eine wichtige Bildungsgeschichte für Biologen und Genetiker.