DNA (Desoxyribonucleïnezuur)

by | mrt 20, 2017 | Genetica, Scheikunde

In 1953 gelukte het Francis Crick en James Watson, zich baserend op de röntgendiffractie gegevens van Rosalind Franklin en Maurice Wilkins, een model voor de driedimensionale structuur van het erfmateriaal af te leiden. Sinds deze ontdekking is het duidelijk, dat er zonder DNA geen leven mogelijk is. Aan de andere kant betekent dit echter ook, dat indien de proteïnen niet eerder ontstaan zouden zijn – waarover men het tegenwoordig grotendeels eens is – het DNA toevallig onder oersoepomstandigheden zonder hulp van een matrix zou moeten zijn ontstaan. Laboratoriumexperimenten tonen ontnuchterende resultaten: Zulk een scenario is onmogelijk.

DNA_methylation.wikipedia

Chemisch bezien is het DNA niets anders dan een zeer lang molecuul (polymeer), dat uit drie verschillende typen van bouwstenen bestaat: suikerbouwstenen, stikstofbasen (nucleotiden) en fosfor. Nu zijn er al bij het ontstaan van deze bouwstenen diverse problemen. Het DNA bevat een heel bepaald soort suiker, dat men d-ribose noemt. Het hoofdprobleem in de chemische evolutie van deze verbinding bestaat in haar korte halfwaardetijd van slechts 44 jaar (wat naar geologische maatstaven veel te kort is) en haar unieke driedimensionale structuur.

In oersoepexperimenten konden twee van de vier noodzakelijke stikstofbasen met zeer geringe opbrengst (0,5% voor adenine en 0,1% voor guanine) aangemaakt worden. Cytosine en uracil waren niet te verkrijgen. Bovendien zou ook hun levensduur veel te kort zijn. Dat alle voor de bouw van een DNA noodzakelijke stoffen in zuivere vorm gelijktijdig samenkomen, zou zelfs in een vele miljarden jaren durende geschiedenis van het leven niet voor te stellen zijn.

Een ander bestanddeel van de DNA structuur bestaat uit fosforzuur. Fosfor is weliswaar op aarde aanwezig, echter alleen in de vorm van moeilijk oplosbare mineralen (apatiet en fosforiet). In deze vorm zou fosfor onmogelijk aan de reactie tot vorming van een DNA-molecuul kunnen deelnemen.

Conclusie

Noch de suikerbouwsteen, noch de vier stikstofbasen, noch fosforzuur zouden onder natuurlijke omstandigheden in een voor de fabricage van DNA zinvolle vorm vanzelf kunnen ontstaan.1 De volgende vraag, naar de mogelijkheid tot synthese van een DNA-molecuul uit deze bouwstenen, is daarom volledig overbodig. Bovendien tonen inzichten vanuit de polymeerchemie, dat een DNA zonder de hulp van een matrix (zoals juist een cel dat biedt) onmogelijk spontaan kan ontstaan, zelfs wanneer alle bouwstenen voorhanden zouden zijn.

Voetnoten

  1. Junker und Scherer, Evolutie. het nieuwe studieboek, De Oude Wereld, 2010, p. 104-114. Deze bestseller wordt ook in onze webshop te koop aangeboden.
M
"

Artikelen

Artikelen