Steeds minder junk-DNA

by | sep 12, 2022 | Genetica, Scheikunde

Biologen gingen er jarenlang van uit dat het overgrote deel van het DNA, misschien wel 95%, functieloze troep is. Ze noemden dat ‘restant van de evolutie’ junk-DNA. In Weet Magazine is al eens eerder geschreven dat deze visie achterhaald is (december 2012). Veel junk-DNA heeft wel degelijk een functie, en er worden steeds meer functies ontdekt. Onlangs kon daar eentje aan worden toegevoegd.

Minder junk-dna

Het Darwinistische model heeft veel junk-DNA nodig. Kopieerfouten in het DNA (mutaties) stapelen zich in de loop van miljoenen jaren op en zijn vaak schadelijk. Als een groot deel van het genoom een functie zou hebben, zou de opeenstapeling van mutaties ervoor zorgen dat de functie verloren gaat en soorten uitsterven. Vanuit de evolutietheorie gezien moet het genoom dus grotendeels functieloos zijn, zodat die mutaties zich daarin kunnen ophopen zonder dat ze meteen een schadelijk effect opleveren voor het organisme. Lange tijd vielen alle DNA-sequenties die niet voor eiwitten coderen onder deze noemer en werden ze bestempeld tot junk-DNA. Prominente wetenschappers, waaronder Francis Crick, de ontdekker van de structuur van het DNAmolecuul, verdedigden deze junk-DNA-hypothese met hart en ziel in de wetenschappelijke literatuur (Ohno, 1972; Crick en Orgel, Nature, 1980).

Junk-DNA toch functioneel

Dankzij het ENCODE-project (wat staat voor: Encyclopedia of DNA Elements) kwamen wetenschappers de laatste jaren tot het inzicht dat Francis Crick en de zijnen het mis hadden. ENCODE-wetenschappers toonden aan dat het genoom grotendeels, voor zelfs meer dan 80%, functioneel is. Ze kwamen tot die ontdekking door eigen intuïtie te volgen, het darwinisme te negeren en het ‘junk-DNA’ te gaan bestuderen. Telkens vonden deze wetenschappers onverwachte functies. Het zijn er zo veel dat men tegenwoordig niet meer spreekt van junk-DNA maar van niet-coderend DNA. Een term die overigens ook niet juist is, want het codeert wel degelijk, maar niet voor eiwit. Junk-DNA blijkt met name een genoom-stabiliserende en gen-regulerende functie te vervullen.

Vitaal belang

De nieuwste ontdekking op het gebied van het niet-coderend DNA is aangetroffen in de centromeren; dat zijn de wespentailles van de chromosomen die te zien zijn tijdens celdeling. Hier bevindt zich een grote hoeveelheid repetitief DNA. Dat bestaat uit zich steeds herhalende, korte sequenties waarvan men zich niet kon voorstellen dat ze functioneel zouden zijn. Amerikaanse onderzoekers van de universiteit van Michigan en het gerenommeerde Howard Hughes Medical Institute hebben nu aangetoond dat dit repetitief DNA (ook wel satelliet-DNA genoemd) wel degelijk functioneel is. Het is zelfs van vitaal belang. De onderzoekers besloten in fruitvliegen – geliefde proefdieren – te ontdekken wat er zou gebeuren als de cellen geen toegang zouden hebben tot dit stuk satelliet-DNA rondom de centromeren. Omdat het heel veel repetitief DNA betreft kun je het niet eenvoudig muteren of verwijderen. Ze kozen daarom voor een andere strategie. Ze schakelden een eiwit uit, D1, dat normaal gesproken het satelliet-DNA bindt en activeert. De onderzoekers bestudeerden daarna wat er met de fruitvliegen gebeurde, die de centromeren niet meer konden activeren. Al snel zagen ze dat de geslachtscellen, die zich gewoonlijk tot sperma en eicellen ontwikkelen, doodgingen. Ook zagen ze dat de celkern hele kleine bolletjes afsplitste met daarin stukjes van het genoom. Dat betekent dat het genoom verviel en zich over het cytoplasma verspreidde! Zonder een volledig intact genoom konden de cellen niet overleven. Ze stierven.

Zonder Darwin

De onderzoekers denken nu dat D1- eiwitten zich aan het satelliet-DNA binden en de chromosomen bij elkaar houden om één enkele celkern te vormen. Als het D1-eiwit het satelliet-DNA niet kan vastpakken, verliest de cel het vermogen om een complete celkern te vormen en gaat deze dood. Het satellietDNA stabiliseert de chromosomen dus en houdt het genoom bijeen. Deze functie is algemeen en wordt bij alle door deze wetenschappers bestudeerde soorten organismen aangetroffen. Opnieuw blijkt dat de wetenschap floreert als je Darwin negeert.

Meer lezen over junk-dna?

Pseudogenen en Junk-DNA
Junk DNA – van wetenschap-stopper tot oorzaak van ziekten
Wetenschapsartikel: Scientists discover a role for ‘junk’ DNA
Wetenschapsartikel: A conserved function for pericentromeric satellite DNA

Bronvermelding
Weet magazine 55Dit artikel is met toestemming overgenomen uit Weet Magazine nummer 55, februari 2019. De betreffende Weet is te koop via de Logos Webshop. Wil je vaker Weet Magazine lezen? Dan kun je ook abonnee worden via de website van Weet Magazine. Logos Instituut beveelt het Weet Magazine van harte aan.

 

M
"

Artikelen

Artikelen