DNA en de levende cel

De huidige ‘moderne’ evolutietheorie verklaart dat het leven zich vanzelf heeft gevormd, zo’n 3 miljard jaar geleden, in een soort ‘oerplas’ waarin basiselementen aanwezig zouden zijn geweest. Laten we nu eens kijken of dat wel kan.

DNA is een hele lange en een hele complexe molecule die de basis is van alle leven, want ze draagt heel belangrijke informatie. Ze bestaat uit twee strengen (een streng en een complementaire streng) van “letters” (nucleotiden) die “woorden” of codons vormen. Deze “woorden” of codons vormen  “zinnen” of genen en de genen vormen het DNA, dat is het “boek”. En dit boek bevat alle informatie die nodig is om een bepaald levend wezen te vormen: het vormt een soort grondplan. De meest eenvoudige levensvormen, bacteriën, hebben reeds meer dan twee miljoen “letters” of 600.000 (zeshonderd-duizend!) “woorden”. Nu wil ik je deze vraag stellen: kan een boek zichzelf schrijven? Kun je, als je op je toetsenbord met je ogen dicht willekeurig tokkelt een zinvol boek schrijven? Kan het DNA zich zomaar vanzelf vormen?  Een eenvoudige berekening. Stel: alles is aanwezig in de oerplas. De kans dat een juiste letter op de juiste plaats komt is ¼, want er zijn vier soorten letters. De kans dat er twee correct na elkaar binden is ¼ x ¼ = 1/16. De kans dat een juist codon of “woord” wordt gevormd is ¼ x ¼ x ¼ =  1/(4x4x4) = 1/(4^3) = 1/64. De kans dat 10 “woorden” worden gevormd is 1/(64^10) = 0.0000000000000000867361 %. De kans dat DNA van 600.000 “woorden” wordt gevormd in de correcte volgorde is 1/(64^600.000), en dat is een zodanig klein getal dat je rekenmachine “ERROR” zal weergeven. De kans is zo goed als nul. Men heeft daar een wetenschappelijke notatie voor: ongeveer gelijk aan nul:

1/(64^600.000) ≈ 0

Men heeft dit dan ook nog altijd niet kunnen nadoen in een laboratorium. Uiteraard heb je voor een levende cel meer nodig dan DNA. Er zijn ook eiwitten nodig om dat DNA te kunnen lezen, er zijn fosfolipiden nodig, een soort vetten, om een celmembraan te maken (het omhulsel van de cel). Deze vetten zweven niet zomaar rond in het water, maar worden in de cel zelf gemaakt door een organel. De naam zegt het zelf: een soort orgaan binnen de cel. Een cel, zowel van een prokaryoot (bacterie) als een eukaryoot (hogere levensvormen) heeft er verschillende. Een cel is een heel complex en een heel bijzonder iets! Je kunt het vergelijken met een lichaam: het heeft een huid (celmembraan), organen (organellen), bloed (cytoplasma) en een skelet (cytoskelet). Bovendien zijn er heel veel verschillende soorten cellen. Denk maar eens welke soorten cellen jij allemaal hebt: bloedcellen, zenuwcellen, huidcellen, beenvormende cellen, spiercellen,…

Om over evolutie te spreken van bacterie tot mens, moet er enorm veel informatie worden toegevoegd aan het DNA. Dit zou gebeuren door toevallige “willekeurige” mutaties. Maar in de lessen genetica leerden wij dat mutaties steeds neutraal (er verandert niets) ofwel schadelijk (er treedt een defect op) zijn voor het organisme. Voorbeelden van gevolgen van mutaties bij mensen zijn syndromen (genetische ziektebeelden). Dat is geen evolutie.  Bij voortplanting wordt het DNA van beide ouders opnieuw geschikt, zodat kenmerken van beide ouders gecombineerd worden. Dit leidt tot variatie binnen de soort, maar niet tot een nieuwe soort. Bestaande genetische informatie wordt als het ware, een beetje zoals een pak speelkaarten, ‘geschud’. Zo kunnen ook bepaalde genen aan- of uitgeschakeld worden. Maar opnieuw: dit is geen evolutie.

Het DNA bevat de informatie over hoe een dier of een plant er zal uitzien. Vele bloemen, planten en dieren hebben een schoonheid die geen echt nut heeft en die wetenschappers niet kunnen verklaren. Neem nu de vele kleurenvariaties in tweekleppige schelpdieren die geen ogen hebben. Wat is het nut? Of een passiebloem bijvoorbeeld hoeft zo mooi niet te zijn om insecten aan te trekken. Veel eenvoudiger kan ook. Bepaalde bloemen zijn zo mooi gevormd en gekleurd, terwijl de insecten die ze moeten bestuiven die kleuren helemaal niet kunnen zien. Bepaalde vogels zijn gewoon prachtig door hun vormen en kleuren, terwijl dit vaak niet steeds een doel heeft. Idem voor prachtig gekleurde en gevormde slakkenhuisjes. En waarom zijn paddenstoelen zo mooi gekleurd? Bill Gates zei ooit dat DNA zoals een computerprogramma is, maar dan veel, veel meer ingewikkeld dan gelijk welke software die ooit door een mens werd gemaakt… Software kan uiteraard onmogelijk zichzelf maken! Kijk toch eens naar die natuurpracht op de volgende bladzijde… Hoe komt het toch dat wij ons daaraan kunnen vergapen?

Hier zie je enkele prachtige schelpen en een hele mooie oude Griekse vaas. Die vaas werd duidelijk door iemand vervaardigd, er is daar over nagedacht geweest, daar zit intelligentie achter. Voor die vaas was een blauwdruk nodig, een idee in de gedachten van de kunstenaar, en vervolgens een ontwerptekening. Maar die schelpen, die nog véél mooier zijn, zouden zomaar vanzelf ‘per toeval’ ontstaan zijn?

 

Ik wil hier graag bij opmerken dat vanzelf groeien (wat alle leven doet) géén synoniem is voor ‘vanzelf ontstaan.’ DNA voorziet de informatie voor de groei, en in dit geval voor de vorm en de kleur van de schelp. Maar zoals we net zagen, kan DNA zichzelf niet vormen.

 


[1] https://ghr.nlm.nih.gov/primer/basics/dna

[2] Het menselijk DNA, aanwezig in iedere cel, is uitgestrekt bijna 3 meter lang. (https://hypertextbook.com/facts/1998/StevenChen.shtml)

[3] Moran. ‘Microbial Minimalism: Genome Reduction in Bacterial Pathogens’. Cell. Volume 108, Issue 5. 8 March 2002.

[4] https://www.sanger.ac.uk/resources/downloads/bacteria/

[5] http://www.signatureinthecell.com/

[6] https://en.wikipedia.org/wiki/Protocell

[7] http://www.scientificamerican.com/article/primordial-soup-urey-miller-evolution-experiment-repeated/

[8] https://www.forbes.com/sites/brucedorminey/2013/06/29/lifes-left-handed-amino-acids-remain-astrobiological-head-scratcher/

[9] Een aandoening van het hemoglobine waardoor sikkelvormige rode bloedcellen ontstaan.

[10] https://ghr.nlm.nih.gov/primer/mutationsanddisorders/genemutation