Toen de wetenschappers die betrokken waren bij het Human Genome Project in 2003 hun eerste blauwdruk voor het menselijk genoom publiceerden, wisten ze van tevoren dat:
- Coderingssegmenten (genen die eiwitten definiëren) vormen een klein deel van de totale hoeveelheid DNA in elke cel. We hebben ongeveer hetzelfde aantal genen als muizen (ongeveer 25.000), dat is slechts 3% van het hele genoom.
- De functies van de niet-coderende segmenten (d.w.z. de resterende 97%) waren vrijwel onbekend. Velen noemden het "junk-DNA"; zij geloofden dat dit DNA de verkeerd gekopieerde en gemuteerde overblijfselen waren die onze voorouders miljoenen jaren lang hadden achtergelaten. Moleculaire taxonomen hebben dit ‘junk-DNA’ gebruikt als een ‘moleculair uurwerk’ - een stilzwijgende geschiedenis van mutaties die al vele miljoenen jaren niet is beïnvloed door natuurlijke selectie omdat dit DNA geen functie heeft. Op basis van dit idee hebben wetenschappers veel evolutionaire verhalen opgebouwd over de oorsprong van verschillende soorten leven.
- Eerder werd gedacht dat genen functionele segmenten zijn van een DNA-molecuul (exons) dat is ingevoegd tussen niet-functionele segmenten (introns) waarvan de functie onbekend is. Wanneer een gen wordt gelezen (gekopieerd, getranscribeerd naar RNA) en vervolgens wordt vertaald in een eiwit, worden de introns uitgesplitst en worden de exons aan elkaar gelijmd om een functioneel gen te produceren.
- Het kopiëren (transcriptie) van een gen begint op een speciaal aangewezen plaats (START) en eindigt op een speciaal aangewezen plaats STOP.
- Gen-schakelaars (moleculen die transcriptiefactoren worden genoemd) worden op het chromosoom geplaatst nabij de plaats van het START-gen.
- Transcriptie vindt plaats in één richting, van de START tot het einde van de STOP.
- Genen zijn verspreid over de gehele lengte van chromosomen, zoals kralen aan een touwtje, hoewel sommige gebieden meer genen bevatten dan andere.
- DNA bestaat uit twee gedraaide spiralen, zoiets als een gedraaide ritssluiting. De ene DNA-streng vult de andere aan, zoals de zijkanten van een gesp. Eerder werd aangenomen dat slechts één kant van de DNA-"buckle" (de "sense" -streng genoemd) de juiste sequentie voor eiwitten verschaft. De extra streng wordt een "onzin" streng genoemd. Aangenomen werd dat eiwitvorming (met uitzondering van zeldzame uitzonderingen) alleen optreedt als gevolg van het lezen van de sense-streng zonder enige betrokkenheid van de niet-sense-streng. Tegelijkertijd speelt de onzinketen volgens wetenschappers de rol van een sjabloon voor het kopiëren van de semantische keten, net zoals een fotonegatief wordt gebruikt om een foto te vormen.
Een cel gebruikt waarschijnlijk het hele genoom en er bestaat niet zoiets als junk-DNA.
Nu is deze hele structuur van DNA-kennis op zijn kop gezet. Het recent geïmplementeerde ENCODE-project rapporteerde de resultaten van een grondige studie van transcripten (kopieën van RNA gemaakt van DNA) van slechts 1% van het menselijk genoom. Hun ontdekkingen zijn onder meer:
- Ongeveer 93% van het genoom wordt gelezen (niet 3% zoals verwacht). Verder onderzoek kan dit cijfer opvoeren tot 100%. Omdat transcriptie veel energie en perfecte consistentie vereist, betekent dit dat de cel waarschijnlijk het hele genoom gebruikt en dat er niet zoiets bestaat voor een molecuul als "junk DNA".
- Exons zijn niet genspecifiek (gerelateerd aan genen) maar zijn modules die kunnen binden aan veel verschillende RNA-transcripten. Eén exon (d.w.z. een deel van één gen) kan worden gebruikt in combinatie met maximaal 33 verschillende genen die zich op 14 verschillende chromosomen bevinden. Dit betekent dat één exon kan coderen voor één onderdeel dat door veel verschillende eiwitten wordt gebruikt.
- De genen zijn niet in een lijn gerangschikt zoals "kralen aan een touwtje", maar hebben eerder een gelaagde structuur van gedeeltelijk overlappende segmenten. Met deze structuur worden 5, 7, 9 of meer transcripten afgeleid van één "gen".
- Niet één, maar beide strengen (semantisch en niet-semantisch) van het DNA-molecuul worden volledig gelezen (getranscribeerd).
- Transcriptie vindt niet alleen plaats in één richting - het gaat heen en weer (!).
- Transcriptiefactoren kunnen tientallen of honderdduizenden basenparen (nucleotiden van) zijn van het gen dat ze beheersen, zelfs op verschillende chromosomen.
- Er is niet één START-plaats, maar veel, en ze bevinden zich in elke genregio.
- Voor elk gebied is er niet één lees-triggersysteem, maar een hele reeks.
De auteurs concluderen het volgende:
"Deze resultaten zijn zo verbluffend en schokkend, en daarom zal het veel langer duren voordat we de processen begrijpen die daadwerkelijk in cellen plaatsvinden."
Deze zorg voor de veiligheid van zo veel RNA-moleculen die in zo'n kleine ruimte worden geproduceerd, is gegrond. RNA is een enkelstrengs molecuul, een beetje zoals ducttape, omdat het aan elk nabijgelegen oppervlak kleeft, inclusief zichzelf! En als het proces niet duidelijk gecoördineerd is, zal al het RNA eenvoudig ineenkrimpen en in een plakkerige massa veranderen.
En taxonomen en moleculair biologen, die met vele evolutionaire geschiedenissen ('fylogenese') zijn gekomen over de ontwikkeling van organismen, hebben geen andere keus dan deze reconstructies, die gedurende vele jaren zijn gemaakt op basis van het idee van 'junk-DNA', achter te laten en te wachten op de manifestatie van alle gevolgen van deze ontdekking. probeer alles opnieuw te doen.
Een van de zogenaamd "sterke" argumenten voor het feit dat mensen een voorouder gemeen hebben met chimpansees, is de aanwezigheid van een gemeenschappelijk "niet-functioneel" DNA. Zoals je kunt zien, vloog dit argument gewoon in de pijp en verloor alle betekenis.
Promotie video:
Alexander Williams
