Nieuws

21 nov 16: Persbericht: KNAW: genome editing vraagt om publiek debat en heldere regelgeving
18 nov 16: Volkswagen schrapt 30.000 banen door dieselschandaal en transitie naar elektrische auto
16 nov 16: 100.000e elektrische auto rijdt op de Nederlandse weg (AD)
10 nov 16: Is Erik Verlinde de nieuwe Einstein? Sterrenkundige Margot Brouwers resultaten wijzen er op dat Verlindes theorie klopt!
8 nov 16: Nederlander Erik Verlinde komt met baanbrekende theorie over zwaartekracht
8 nov 16: Chimpansees winden draderige algen als spaghetti om een stokje nrc
6 nov 16: The Origami Code. NPO 2 Zondag 6 nov 2016 19:15. Kijk de aflevering hier terug. Is zeer de moeite waard!

*) zie hier. [ Archief Actualiteiten ]

10 januari 2012

Waarom DNA?

Waarom DNA? Een kort blogje naar aanleiding van een opmerking van een vaste blogbezoeker.

Waarom DNA? Wat is dat nu voor een stomme vraag! Zonder DNA geen erfelijkheid! Zonder DNA geen leven! Zonder DNA geen evolutie! Daarom DNA! Maar wat ik met de vraag bedoel is: is DNA het enige molecuul dat de functie van erfelijkheidsmolecuul kan vervullen? Nee! Tenminste, er zijn kandidaten zoals TNA die het ook zouden kunnen. Het gedraagt zich in vele opzichten als DNA, maar komt niet in de natuur voor. Men treft het uitsluitend in laboratoria aan. Zondermeer interessant.

Nu de aansluiting met Stuart Kauffman (zie vorige blog). Zoals we gezien hebben probeerde Kauffman de oorsprong van het leven te verklaren zonder DNA. Zijn motivatie was als volgt. Het kan wel zijn dat DNA een zeer succesvol molecuul is (het heeft een duurzaamheidstest van 3,5 miljard jaar doorstaan!), maar als DNA ook een uniek molecuul is, dan is de kans erg klein dat de natuur het door trial en error zou vinden. Immers, als er veel mogelijkheden zijn vind je een oplossing sneller. Als er maar één oplossing is, duurt het misschien wel oneindig lang. Bovendien vormt DNA zich niet spontaan uit haar losse componenten, ondanks dat die componenten zelf wel spontaan kunnen ontstaan. Daarom probeerde Kauffman het met een netwerk van simpele stofjes (peptiden bijvoorbeeld) dat makkelijk spontaan kon ontstaan en zichzelf in stand hield. Je zou dan een primitief metabolisme hebben. Een levend 'iets'. Het voordeel zou kunnen zijn dat zo'n systeem een grotere diversiteit aan chemicalieën zou produceren. En de onuitgesproken veronderstelling was dat er dan uiteindelijk RNA of DNA gesynthetiseerd zou worden. Of dat scenario levensvatbaar is weten we nog niet.

Het nut van TNA is dat het überhaupt een alternatief voor DNA zou kunnen zijn. D.w.z. alle functies van DNA vervult, maar makkelijker abiotisch gevormd wordt. Zo'n simpeler alternatief voor DNA zou dus een belangrijke rol bij het ontstaan van het leven vervult kunnen hebben. Het zou dus een voorloper van DNA of RNA kunnen zijn. Maar waarom is de natuur dan niet bij TNA gebleven als het simpeler is dan DNA? Misschien is het niet zo 'perfect' als DNA. Misschien is het vervangen door het betere DNA in de loop van de zeer vroege evolutie. Dat we ooit fossiel TNA vinden lijkt mij uitgesloten. Maar, zoals het persbericht van de Arizona State University laat zien, kunnen wetenschappers de eigenschappen van TNA in het lab onderzoeken. En het is al gebleken dat TNA en DNA kunnen samenwerken.

Een andere interessante vraag blijft open: zijn er betere erfelijkheidsmoleculen dan DNA? Goede vraag, maar dit zou een klein tussendoor blogje zijn...

Bronnen

18 opmerkingen:

Henk Rijkers zei

"Maar als DNA ook een uniek molecuul is, dan is de kans erg klein dat de natuur het door trial en error zou vinden." Dat is een typisch ID-argument, dat Kaufmann dus valideert door het terecht als probleem voor de standaard evolutietheorie op te vatten. Wat jij hiermee dus impliciet erkent, is dat ID een goede vraag heeft oggeworpen.

gert korthof zei

Natuurlijk niet. ID heeft nooit een nieuwe vraag toegevoegd, en heeft nooit een vraag opgelost.

Henk Rijkers zei

ID zegt X. Kaufmann zegt X. Gert zegt X. Ik zeg: Gert erkent dus ook het X van ID. Gert zou moeten zeggen: inderdaad Henk, pure logica. Wat is het probleem dat eerlijk toe te geven? Waarom moeten deze discussies zo kinderachtig verlopen?

harry p zei

@ kinderachtige discussie

de vraag lijkt me in hoeverre het -makkelijkere- ontstaan van TNA de - moeilijkere- evolutie van DNA geholpen zou kunnen hebben, want we hebben nu geen TNA (meer), alleen nog DNA, maar dat kan zich niet spontaan vormen, of te moeilijk.

Zulke vragen zijn- ook al blijken ze fout- te onderzoeken. Dat is het grote verschil met ID-ideeen. Dat heeft niks met pure logica te maken. Nog los van het punt dat Gert noemt exact op 12:52.

gert korthof zei

Henk Rijkers, heb je Michael Behe's 'The edge of evolution' gelezen? daarin claimt Behe dat de malaria parasiet ID is. Mee eens?

Martin zei

Gert, DNA is geen "uniek molecuul"; er zijn heel veel verschillende DNA moleculen. Zie Voet & Voet, Biochemistry: alle DNA configuraties hebben nagenoeg allemaal dezelfde energie, wat base exchange vergemakkelijkt. Dat heeft vast iets te maken met het feit dat het leven op DNA is gebaseerd.

Henk Rijkers zei

Huh? Ja, heb ik gelezen, maar dat kan ik me niet herinneren. Ik zou het een vreemde uitspraak vinde. Volgens mij probeert Behe een poging te doen empirisch de reikwijdte van darwinistische evolutie (dus waar 'de' biologie alles aan toeschrijft) vast te stellen en is de malariaparasiet een van zijn voorbeelden.

gert korthof zei

Henk, "en is de malariaparasiet een van zijn voorbeelden."
voorbeelden van wat? Darwinistische evolutie of Intelligent Design?

Henk Rijkers zei

Van darwinistische evolutie want daar gaat het boek alleen over, zover ik mij nu herinner.

gert korthof zei

Martin, je bedoelt Z-DNA of B-DNA? Maar dat zijn alleen andere confirmaties van DNA: Deoxyribo Nucleic Acid, die bevatten allemaal ribose suiker (= pentose = 5 C atomen).
TNA = Threose nucleic acid bevat threose is een 4 C atomen suiker. Ik heb in mijn blog TNA gelinkt naar het korte wiki artikel, heb je dat gezien?
De threose en ribose zitten in de backbone van het molecuul, dus veranderen de genetische code niet = base volgorde.
Ik heb in google books in de index van Voet & Voet gekeken: géén TNA! Ik heb ook in Freeman & Herron Evolutionary Analysis gekeken: géén TNA!
De vraag die de handboeken dus NIET stellen blijft: Waarom DNA en geen TNA? of nog een andere variant? Waarom heeft DNA het gewonnen? etc etc etc

gert korthof zei

Henk, schreef ". Ik zou het een vreemde uitspraak vinde". Inderdaad! Toch gebruikt Behe de malariaparasiet als voorbeeld van Intelligent Design. In de engelse versie van 2007 van The Edge p.237. Heb je de engelse versie in huis?

nand braam zei

@ Gert
Kan dat niet te maken hebben met de ruimtelijke bouw? Kan het niet zo zijn dat de dubbele helix van DNA alleen gevormd kan worden als de basiseenheid een pentose is met een ringstructuur? Een tetrose heeft niet de mogelijkheid van een ringstructuur? De ringspanning (afwijking van de tetraëderhoek voor koolstof ) is te groot bij een ringstructuur met slechts 4 C-atomen en is dus niet stabiel?

Henk Rijkers zei

@Gert. Ja, ergens. Ik zal het nakijken.

Martin zei

Gert, ik bedoelde dat als DNA uniek is, we er allemaal hetzelfde uit zouden zien.

gert korthof zei

Nand, ik vind deze uitspraak van Leslie Orgel:

Tetrose sugars with their four-carbon ring structure could be more readily synthesized in a prebiotic world than the pentose sugars of DNA and RNA because they can be assembled directly from two identical two-carbon fragments—for example, from two glycolaldehyde molecules.

Maar ik maar ik maak morgen nog een extra blogje, want het begint leuk te worden!

gert korthof zei

Martin, "Gert, ik bedoelde dat als DNA uniek is, we er allemaal hetzelfde uit zouden zien" maar dat snap ik helemaal niet...

Anoniem zei

Gert,

Een heel erg interessant blog, ik heb vanmiddag met plezier een groot deel zitten lezen.

Een gedachte die ik een tijdje geleden over het DNA vraagstuk had was dat we hier op aarde al kunnen aantonen dat de kans dat we leven op mars vinden bizar klein moet zijn. ( of onze oorsprong moet dezelfde zijn. )

De evolutie selecteerd niet de sterkste soort; in primaire zin laat de evolutie alles voortbestaan dat sterk genoeg is zich binnen de context te handhaven door aan ruimte en grondstoffen te komen.

De evolutie is een systeem dat niet in het optimale maximum blijft steken en altijd suboptimaal functioneert. De sprong voor een bestaand organisme naar iets anders dan DNA is kennelijk te groot om dit met enige waarschijnlijkheid te laten gebeuren.

Als er een redelijke kans op het ontstaan van leven was dan zouden we hier op aarde kunnen zien dat het meerdere keren in een afwijkende vorm was ontstaan.

Wat de vraag "Waarom DNA?" betreft ga ik er dus vanuit dat het puur toeval was dat DNA ontstond. Het is niet zo dat DNA met andere opties "is vergeleken". Als de kans op ontstaan zo groot was dat het meerdere keren was gebeurt dan zouden we volledig 100% afwijkende genen moeten vinden. Als er iets anders zoals XNA was ontstaan is de kans vrij groot dat dit nu nog naast DNA zou bestaan.

De kans op het ontstaan (en in leven blijven) van DNA is dus zo klein dat het maar 1x is gebeurt en de kans om XMA is dus van de zelfde orde van grote of kleiner en dat is niet gebeurt.

Je schrijft hierboven "Waarom heeft DNA het gewonnen?" en ik denk dus niet dat DNA een tegenstander heeft gehad. Anders hadden we een ander systeem wel ergens gevonden.

Groet,

Daan Heemskerk

gert korthof zei

Daan schreef "ik denk dus niet dat DNA een tegenstander heeft gehad. Anders hadden we een ander systeem wel ergens gevonden."
Behalve dan dat de meeste wetenschappers er van uitgaan dat de dna world voorafgegaan moet zijn door een RNA world, en dat zelfs de RNA world voorafgegaan moet zijn door een nog eenvoudiger genetische systeem.