Kepler-science.nl

Meer over DNA

Steeds meer ontsluiten we de geheimen van het DNA. Het is echt een bijzonder informatie-systeem, met verschillende niveau's. De informatie wordt gedragen door de DNA code met genen, groepen genen en hele netwerken van genen - met regelgenen op verschillende niveau's. Hier is duidelijk sprake van een ontwerp!

Multi-purpose genoom

Er is ontdekt dat niet overal in het genoom mutaties makkelijk ontstaan - dat gebeurt vooral op zogenaamde hotspots. Peter Borger (zie link) betoogt dat kleine genetische elementen (spring-DNA) ervoor zorgen dat bepaalde genetische programma's al of niet worden aangeschakeld: ze kunnen ervoor zorgen dat bepaalde verborgen programma's ineens actief worden, waardoor een bepaald organisme zich aan kan passen aan een andere omgeving. Dat spring DNA zorgt zo voor adaptieve radiatie zonder dat er nieuwe genen worden toe-gevoegd. Het lijkt meer op herschikken van wat er al is.

Als verborgen programma s en redundante genen niet worden gebruikt, kunnen ze stuk gaan of zelfs verdwijnen: het use-it-or-lose-it principe. Dat is degeneratie: er gaat informatie verloren. Zo zullen verwante soorten wel op elkaar lijken, maar in bepaalde opzichten genetisch van elkaar verschillen doordat ze niet dezelfde (al aanwezige) programma s gebruiken en de overbodige systemen zijn kwijtgeraakt.

Soortsvorming

Je zou dus kunnen stellen dat een basistype begint met het DNA van een generalist: het kan nog in veel omstandigheden worden gebruikt. Door adaptieve radiatie kunnen meerdere soorten ontstaan, die allemaal een ander deel van het genoom kwijt zullen raken: ze worden meer specialisten. Denk aan spinnen die generaties in grotten leven: ze hebben hun ogen niet nodig en raken dat kwijt. Planten in de tropen maken gebruik van het C4-systeem voor de fotosynthese, terwijl in de gematigde streken het C3-systeem wordt gebruikt. Sommige plantensoorten hebben nog steeds beide systemen en sommige gebruiken het ene en hebben het andere nog rudimentair in het genoom.

Een andere optie is herschikking van het chromosoommateriaal (zie o.a. de figuur). Hierdoor kan bijvoorbeeld ook het aantal chromosomen veranderen. Dat zorgt voor wat we noemen 'reproductieve isolatie', waarna de nieuw ontstane soorten verder uit elkaar kunnen groeien.

DNA en afstamming

Met een nauwkeurige bestudering van het DNA kunnen we proberen een fylogenetische stamboom op te stellen, maar in de praktijk is dat lastig. Er zijn al veel verschillende stam-bomen op te stellen - bijna elk jaar lijkt die te veranderen. Zoals de New Scientist kopte in 2009: Darwin was wrong. Hoe de stamboom eruit ziet, hangt af van welke genen je gebruikt om hem te construeren en vele stambomen zien er heel anders uit dan we op grond van anatomische studie zouden verwachten. Misschien moeten we zo'n stamboom vergelijken met een fata morgana: als je dichterbij komt, verdwijnt die in het niets.

Dat geldt ook voor de afstamming van de Mens. Sommige genen wijzen de Chimpansee als nauwste verwant aan, andere de Gorilla, weer andere de rat of ... Cytochroom C is zo'n voorbeeld: dit eiwit is van groot belang in het systeem van de cel-ademhaling (de verbranding) en daarin stemmen we duidelijk het meest overeen met de ratelslang.

De oorsprong van virussen

De rol die spring-DNA kan spelen in adaptieve radiatie en soortvorming, zet de vraag naar de oorsprong van virussen in een ander licht.

Meer daarover in het boek, maar zie ook het artikel over bacteriën en virussen (link 5).

Is DNA gevormd uit RNA?

De rol die RNA zou kunnen spelen, houdt voor veel mensen de hoop levend dat leven toch spontaan zou kunnen ontstaan. Daar is echter veel op af te dingen. Lees maar eens het artikel van Boris Schmidtgall: DNA als redder van de RNA-wereld hypothese?

We weten dat chromosoom-materiaal herschikking kan ondergaan. Hierboven zijn enkele opties getoond.

Links:

1. Volgens Peter Borger is variatie aangeboren
2. Junk-DNA bestaat niet
3. Meer over 'Junk DNA'
4. Waar haalt een bacterie nieuwe genen vandaan?
5. DNA getuigt tegen evolutie.
6. Kan chemische evolutie DNA produceren?
7. Over de Degeneratie theorie
8. Over bacteriën en virussen.
9. Coronavirussen en schepping