Met de ontdekking van de DNA-structuur in 1953 werd eindelijk duidelijk hoe eigenschappen van organismen van generatie op generatie worden doorgegeven. Er bleek een genetische code achter te zitten en in de jaren daarna bleek dat alle levende wezens over dezelfde genetische code beschikken, werd dit uiteraard gevierd als het beste bewijs voor universele gemeenschappelijke afstamming. Maar de nieuwe biologie toont dat dit feestje iets te vroeg werd gevierd…
In de tweede helft van de twintigste eeuw kwamen voor het eerst in de geschiedenis technieken beschikbaar waarmee men de moleculaire complexiteit van het leven beter kon bestuderen. Één van die technieken, de röntgendiffractie analyse (zie kader), leidde ertoe dat men de structuur van het DNA kon ontrafelen. Het DNA-molecuul bleek een dubbele helix te zijn; een structuur die nog het meest lijkt op een wenteltrap. Deze wenteltrap is opgebouwd uit nucleotiden, elk bestaande uit een base, een deoxyribosegroepen (een fosfaatgroep). Meteen na de ontdekking van de structuur werd voorgesteld dat het molecuul een soort code moest bezitten van waaruit de organismen zouden worden opgebouwd. Die voorspelling klopte. De code die men ontdekte staat tegenwoordig bekend als ‘de genetische code’ en representeert de informatie om microscopisch kleine machines te bouwen die biologen eiwitten noemen.
De Genetische code
De informatie voor het maken van eiwitten is in het genoom opgeslagen. Dit gebeurt in de vorm van een soort computermachinetaal; met ‘woorden’ van steeds drie letters waarbij geput wordt uit een ‘alfabet’ van vier letters. De beginletters van de basen in het DNA worden als de letters van die 4-lettertaal gebruikt: G (guanine), C (cytosine), A (adenine), T (thymine). In het van DNA afgeleide RNA is T vervangen door U (uracil). DNA zit gewoonlijk in de kern, RNA is een ‘afdruk’ daarvan dat buiten de kern in de cel wordt gebruikt als mal voor de aanmaak van eiwitten. Deze genetische code blijkt in alle levende organismen gelijk en komt overal ter wereld voor. Of je nu naar bacteriën of naar mensen kijkt, de code waarmee ze de informatie voor het maken van eiwitten over de generaties doorgeven, is dezelfde.
Te vroeg gejuicht
Toen vijftig jaar geleden ontdekt werd dat er maar één genetische code bestaat die door alle organismen wordt gebruikt, werd dit gevierd als een grote zege voor Darwins theorie over gemeenschappelijke afstamming. Het werd gezien als het definitieve bewijs dat Darwin gelijk had. Dat er binnen de wetenschap geen definitieve bewijsvoeringen bestaan, wordt eens temeer duidelijk als je kijkt naar de nieuwste bevindingen in de biologie. Want wat blijkt? Er is te vroeg gejuicht. Het definitieve bewijs voor gemeenschappelijke afstamming blijkt gewoon te maken te hebben met het ontwerp (design). Vanuit het perspectief van een Intelligent Design kun je je namelijk ook afvragen waarom er een universele genetische code bestaat. Dat vergt echter wel enig rekenwerk.
Reken maar mee
Met een 4-lettercode kunnen 64 verschillende combinaties van elk drie letters worden gemaakt. Deze ‘woorden’ coderen voor de bouwstenen voor de eiwitten: de aminozuren. Omdat er maar 20 verschillende aminozuren in eiwitten voorkomen en er 64 combinaties mogelijk zijn, zijn er 44 combinaties meer dan er voor 1-op-1-codering nodig zouden zijn. Drie daarvan worden gebruikt als stopsignalen die de moleculaire machientjes vertellen wanneer het eiwit klaar is. Maar welke functies zouden de resterende 41 combinaties kunnen vervullen? De resterende 41 blijken ook gewoon te coderen voor één van de twintig aminozuren. Sommige aminozuren worden namelijk door verschillende combinaties gecodeerd (zie figuur).
De aminozuren serine (Ser), arginine (Arg) en leucine (leu) worden bijvoorbeeld op zes verschillende manieren gecodeerd. Vier codes specificeren vijf andere aminozuren: alanine (Ala), glycine (Gly), proline (Pro), threonine (Thr) en valine (Val). De overige aminozuren worden door één, twee of drie codes gespecificeerd. Maar waarom is er zo’n onevenredige verdeling? Waarom is er geen code waarbinnen alle twintig aminozuren driedubbel werden gespecificeerd, plus vier stopsignalen? dat geeft toch ook gewoon een functie aan alle 64 combinaties?
Intelligent Design
Met een alfabet van vier letters en 64 drieletterwoorden zijn theoretisch miljarden verdelingen te bedenken die ook zouden kunnen dienen als een genetische code voor twintig aminozuren. Als je alle mogelijke verdelingen nader beschouwt en aan een test onderwerpt, dan komt de universele code (zoals je die in alle organismen op aarde terugvindt) er als optimaal uit om willekeurige genetische veranderingen te compenseren. het blijkt dat deze universele genetische code de beste is voor wat betreft het tegengaan van gevolgen van mutaties, de meestal schadelijke veranderingen in het DNA! Dat is opmerkelijk. en zeer zeker in overeenstemming met wat je zou voorspellen vanuit het
oogpunt van intelligent design. het volgende voorbeeld verduidelijkt dat: Stel, je zou een team moderne wetenschappers uitdagen om een genetische code te ontwerpen op basis van alle kennis die momenteel beschikbaar is op het gebied van de moleculaire biologie, biochemie en biofysica. Dan zouden ze na jaren van denken, ontwerpen, toetsen en testen met dezelfde code voor de dag komen die wetenschappers nu bij alle organismen in gebruik zien.
Dit artikel is met toestemming overgenomen uit Weet Magazine. De volledige bronvermelding luidt: Borger, P., 2011, De genetische code. Het ontwerp van het leven nader beschouwd, Weet 7: 25-27. (PDF).
