Is DNA 'The Secret of Life'?

Op 28 februari 1953, de dag dat Watson en Crick hun dubbele helix model voor DNA voltooid hadden, zouden ze in de pub waar ze altijd lunchten, plechtig hebben verkondigd [1]:

We have discovered the Secret of Life!

Een dramatische uitspraak. Als het begrip 'secret of life' al een wetenschappelijke betekenis heeft, dan zou het zoiets moeten betekenen als: we hebben ontdekt hoe erfelijkheid werkt op moleculair niveau. En dat klopt. Tenminste gedeeltelijk. Vijftig jaar eerder, in 1903 had Sutton de hypothese gepubliceerd dat Mendelse genen op chromosomen moesten liggen. Maar Sutton wist niets van DNA. In 1900 waren de wetten van Mendel herontdekt. Mendel publiceerde zijn wetten in 1866. Charles Darwin had een erfelijkheidstheorie (pangenen) die al snel fout bleek. Darwin wist niets van chromosomen en al helemaal niet van DNA. In 1953 was het nog gangbaar dat eiwitten de dragers van erfelijkheid waren [3]. We kunnen dus zeggen dat Watson en Crick in 1953 een groot wetenschappelijke probleem hebben opgelost. DNA is het erfelijkheids molecuul en de structuur er van (met name de gepaarde bases) suggereert een manier voor replicatie van DNA. De ene helft van de DNA streng is een replica van de andere helft. Als de helften uit elkaar gaan kun je de ontbrekende helften aanvullen. Zo heb je uit 1 DNA molecuul 2 exacte kopieën [2]. Dat is de essentie van erfelijkheid. Gedeeltelijk.

Was dat alles? Nee. Want in 1953 hadden ze nog niet de genetisch code ontdekt: hoe de base volgorde in DNA voor eiwitten codeert. In 1953 was DNA een ontzettend lange rij bases. Het heeft nog vele jaren geduurd voordat men bewezen had dat de bases per 3 (tripletten) gelezen werden. Dat is niet te zien aan de bases zelf. Er is geen teken na iedere drie bases. Of zoiets. Ze zitten allemaal achter elkaar. Zonder tussenruimte. Dus de genetische code volgde niet automatisch uit de structuur van DNA. Maar zonder de structuur van DNA was de genetisch code niet op te lossen.

Goed, als we de structuur van DNA en de genetische code samen nemen, is dat de Secret of Life? Dat komt aardig in de buurt: het leven bestaat dankzij door DNA gecodeerde eiwitten. Het leven bestaat uit de koppeling van twee werelden: de DNA-wereld en de eiwit-wereld. Dat is een universele eigenschap van het leven (op aarde). De benaming Secret of Life vind ik ook gerechtvaardigd om de volgende reden:

Er is geen diepere verklaring voor erfelijkheid dan DNA.

Je kunt niet dieper gaan dan de moleculaire structuur van DNA. Erfelijkheid zit niet in atomen of sub-atomaire deeltjes. DNA is de ultieme verklaring voor erfelijkheid.

Toch ontbreekt er nog iets aan de Secret of Life: het ontstaan van het leven! Hoe DNA ontstaan is, volgt niet logisch uit de structuur van DNA. Je weet de bestanddelen van DNA en daarom kun je DNA synthetiseren in het laboratorium, en dat DNA werkt precies zoals natuurlijk DNA. Maar hoe DNA is ontstaan ten tijde van het ontstaan van het leven, is een zeer weerbarstige vraag, die nog niet beantwoord is. Dus wat dat betreft is de Secret of Life nog niet onthuld.

PS:
Wat DNA is voor het leven is, is E=mc² voor de fysische werkelijkheid [4].

 

Noten

1. Francis Crick: "According to Jim [Watson] I went into the Eagle, the pub across the road where we lunched every day, and told everyone that we'd discoverd the secret of life." ( What Mad Pursuit, p. 77). Aaron Klug beschrijft het zo: "On 28th February 1953, Crick “winged” into theEagle pub, close to the Cavendish Laboratory, where lunch could be had for 1s 9d, and declared to anyone who cared to listen that, in the Cavendish, Watson and he had discovered “the secret of life”.  (Aaron Klug). Verder heeft Watson een boek gepubliceerd: DNA: The Secret of Life (2003).
2. 'Genetical Implications of the Structure of Deoxyribonucleic Acid' was de tweede publicatie in mei 1953 in Nature. "It should be remembered that at the time, no one, not even Watson, had imagined that the 3D structure of DNA alone, important as that might turn out to be, would by itself indicate how the molecule replicated itself, and hence reveal “the secret of life”. "(klug-DNA.pdf)
3. "The double helix model was well received by geneticists and the phage group when Watson described it at the Cold Spring Harbor meeting in
   the summer of 1953, but there were doubts about the correctness, and indeed relevance, of the model on the part of biochemists, who, on the
   whole, still thought of proteins as the genetic material." (Klug p.21)
4. Dr. Brian Cox, Jeff Forshaw (2010) Why Does E=mc2? And Why Should We Care? ... "demonstrate how the structure of nature itself is contained within this equation."

Vorige blogs over DNA:

• Wie heeft DNA ontdekt? En wie zouden er allemaal de Nobelprijs gekregen moeten hebben? 3 feb 2012
• Wat waren de keuzemogelijkheden voor de structuur van DNA in 1953? 25 jan 2012
• Als DNA perfect is, waarom dan dood, erfelijke ziekte, kanker? 23 Jan 2012
• Waarom DNA en geen RNA als erfelijkheids molecuul? 19 Jan 2012
• Waarom DNA? (3) Optimale DNA structuur door Natuurlijke Selectie?16 Jan 2012 
• Waarom DNA? (2) Alternatief DNA 12 Jan 2012
• Waarom DNA? 10 Jan 2012 
• Waarom Rosalind Franklin de Nobelprijs niet kreeg 9 dec 2007