Intelligent ontworpen DNA

Saccharomyces cerevisiae (gist)

In mijn vorig blog eindigde ik met "Over één ding zijn wetenschappers het eens: DNA wordt 'gelezen', 'gecopieerd', 'vertaald', maar niet 'geschreven'. Er bestaat géén DNA schrijfproces. Er is géén auteur."
Maar, er is één uitzondering op de stelling dat DNA niet geschreven wordt: door de mens gesynthetiseerd DNA. Synthetisch DNA.

16 gist chromosomen (Science 10 Mar 2017)

In de Science verscheen er een serie research artikelen die rapporteren over de synthese from scratch van de eerste 5 van de 16 chromosomen van gist (Saccharomyces cerevisiae). Dat betekent synthese vanuit losse bases en andere chemische componenten in het laboratorium. De onderzoekers hebben vervolgens de betreffende natuurlijke gist chromosomen  vervangen door de synthetische chromosomen. Daarna kwam het testen van de werkzaamheid van de gesynthetiseerde chromosomen. Het doel is alle 16 chromosomen van gist te synthetiseren.

Het motto is:

"je begrijpt pas iets als je het kunt maken"
"What I cannot create, I do not understand". 

Omdat het om miljoenen bases gaat [1], is de kans groot dat er iets fout gaat met de synthese en de gist een lagere fitness heeft, niet groeit, niet deelt of doodgaat. Daarom is het esentieel de synthetische chromosomen te debuggen (dit woord wordt letterlijk gebruikt in de publicatie's). In dit geval is het gebruik van een term uit de computerwereld volkomen terecht.

Maar het zijn niet alleen de zelfgemaakte fouten die ze willen corrigeren. In het wildtype gist DNA zitten vele zwakke risicovolle plekken zoals transposable elements en introns die ze weggelaten hebben in de synthetische chromosomen. Zeg maar: het verbeteren van wat de natuur heeft voortgebracht. Dat wil zeggen stabielere en gestroomlijnde chromosomen. We kunnen dus met recht zeggen dat deze chromosomen intelligent ontworpen zijn. Oftewel: Intelligent Design! En inderdaad: dit DNA is géén tekst, en bevat géén boodschap, maar heeft wél een auteur. Zelfs meerdere auteurs.

• Nature: Synthetic yeast chromosomes help probe mysteries of evolution 9 maart 2017
• Science: Building on nature's design 10 maart 2017

Noten

1. Het kleinste menselijk chromosoom, nr 21, is groter dan het totaal aan chromosomen in de gist. Het synthetiseren van menselijke chromosomen ligt dan ook nog buiten het bereik van de huidige technologie.

DNA is geen tekst, en bevat geen boodschap.

Perry Marshall 'Evolution 2.0'

Een bezoeker van mijn WDW website, Frank Visser, maakte mij attent op een boek van Perry Marshall die de eeuwigdurende strijd tussen creationisten en evolutionisten, die volgens hem in een impasse is geraakt, voorgoed wil oplossen.

Marschall is een perfect voorbeeld  van iemand die in de valkuil van de "DNA is informatie" metafoor is gevallen. Dat is de overbekende metafoor dat 'DNA een tekst is'. Die metafoor suggereert: mutaties in het DNA zijn spelfouten. Spelfouten leveren niets nieuws op. Spelfouten moeten gecorrigeerd worden. Met spellcheckers bijvoorbeeld. En er bestaan ook DNA-repair mechanismes: proofreading enzymes. Zie je wel!

In zijn review schrijft Visser:

"According to Marshall, gene mutations can be compared to typos in the text of DNA, and since typos make any text less readable, not more, he is skeptical of the neo-Darwinian thesis that mutations offer the raw material for natural selection to work on and to produce new species. Random changes into the code of DNA can only be harmful and unproductive, given this metaphor." (bron)

Dat lijkt allemaal 100% Intelligent Design, maar Perry Marschall is niet afkomstig uit die kringen. Hij is een zakenman die zich bezig heeft gehouden met reclamemaken via Facebook en Google. En daar draait het allemaal om informatie.

Maar hij maakt dezelfde denkfout als de ID-gemeenschap. DNA is géén tekst, DNA is géén boodschap. DNA is het template op basis waarvan de cel machinerie eiwitten produceert. Als er een puntmutatie in het DNA optreedt gaat er geen tekst of boodschap verloren. Er wordt simpelweg een ander aminozuur ingebouwd in het eiwit. En daardoor veranderen de eigenschappen van een eiwit. Vaak zijn die veranderde eigenschappen nadelig. Maar niet per definitie! Soms is het bijzonder voordelig. Bij informatieoverdracht in de informatica is iedere fout ook echt fout.

De metafoor heeft twee gezichten, het is een Januskop. Het is waar dat puntmutaties ernstige erfelijke ziektes kunnen veroorzaken. Maar meestal hebben puntmutaties geen invloed op het functioneren van het eiwit. En soms zijn puntmutaties gunstig. In een volgend blog zal ik daar een frappant voorbeeld van geven. Dat zal duidelijk maken waarom de "DNA is een tekst" metafoor misleidend is.

 

Computercode

 
DNA wordt ook vaak vergeleken met computercode. Ook misleidend, hoewel iets minder gevaarlijk. Computercode is niet voor mensen bedoeld om te lezen. Het zijn instructies voor computermachines om uit te voeren. Dat lijkt al een beetje op het idee dat DNA instructies bevat om eiwitten te produceren. Maar één bitje ("0" of "1") fout in computercode is fataal. En dat geldt niet voor DNA. DNA is niet ontworpen om op een efficiënte manier een plant of dier te produceren. Bedenk dit: als DNA vergelijkbaar zou zijn met computercode, dan is het gecodeerd door de grootste amateur. De code is nl. in het geheel niet gedocumenteerd! Die programmeur heeft elementaire kwaliteitseisen over hoe je professioneel codeert aan zijn laars gelapt. Of zoals Daniel Dennett het uitdrukte: "the all-but-undecipherable 'spaghetti code' of the undisciplined programmers" [1]

"DNA bevat informatie", "DNA is informatie", "een gen bevat de informatie voor een eiwit" wordt vaak gezegd [6]. Allemaal prima, zolang je niet de conclusie trekt dat er dus Iemand moet zijn die die informatie in DNA heeft gestopt. Iemand die de tekst heeft geschreven. Want dan is die metafoor tot voorbij zijn breekpunt uitgerekt. Voor veel mensen, maakt die metafoor het uiteindelijk moeilijker om DNA en evolutie te begrijpen.

Helemaal rampzalig zijn uitdrukkingen  als "DNA is the book of Life" [2] en "DNA is the language of God" [3],[4].

Gisteren hoorde ik Rob van Hattum op de Paradisolezing in Amsterdam nog zeggen: "ja, dat CRISPR/Cas9 systeem, dat is een soort Wordprocessor"! Daar heb je het weer: 'wordprocessor' impliceert (onbedoeld) een tekst die door iemand geschreven is! Het klopt dat je met CRISPR/Cas9 genen kunt 'editen', maar je bent géén tekst aan het editen, maar machine instructies voor de regulatie en productie van eiwitten.

In een volgend blog meer over mutaties die iets nieuws opleveren.

Conclusie

Dat DNA wordt 'gelezen', 'gekopieerd'  en 'gecorrigeerd', de 'genetische code' wordt 'vertaald' zijn allemaal gangbare uitdrukkingen. Ook in de wetenschappelijk taal worden begrippen als 'transcriptie' van DNA (Latijn trānscrībō betekent overschrijven), 'translation' (vertaling!), mRNA (messenger-RNA = boodschapper-RNA!), 'proofreading' (een term uit de wereld van boekdrukkers!) [5]  gebruikt. Dat zijn allemaal begrippen die naar de menselijke taal verwijzen. We projecteren onze menselijke taalactiviteiten op biochemische processen. Maar in de wetenschap hebben die begrippen een duidelijk omschreven biochemische betekenis. Over één ding zijn wetenschappers het eens: DNA wordt 'gelezen', 'gecopieerd', 'vertaald', maar niet 'geschreven'. Er bestaat géén DNA schrijfproces. Er is géén auteur.

Postscript

9 jul 2018

Er is één uitzondering: als je DNA gebruikt om informatie op te slaan, bevat DNA natuurlijk informatie. Maar het is pas betekenisvolle informatie als je eerst de informatie codeert (vertaalt) voordat het in DNA opgeslagen wordt en later bij teruglezen weer interpreteert (vertaalt). Dit is ook de enige situatie waarbij je kunt spreken van 'het schrijven van' DNA (DNA synthesis machine). Zie: DNA digital data storage.

Noten

1. Daniel Dennett In: "From Bacteria to Bach and Back".
2. Is DNA the Language of the Book of Life? Feb 25, 2015 ageert tegen die uitdrukkingen
3. Francis Collins: 'The Language of God'. (Francis Collins was een christelijke wetenschapper, die titel was de grootste blunder van zijn leven!) 
4. Hier zie je de blunder begaan en in detail uitgespeld: The Language of DNA. Het is een ID website. NB: de website heet: "Explore God"! Het is al voldoende om DNA een taal te noemen om het bestaan van God te bewijzen! Zo simpel is dat! Zie de tabel in het midden van het stuk!
5. Als je proofreading opzoekt heb je  twee totaal verschillende betekenissen: "This article is about the detection and correction of errors in written work. For proofreading in DNA replication, see Proofreading (biology)."
6. Steven Benner: "The ability to store information is not very interesting for evolution. You have to be able to transfer that information into a molecule that does something.". geciteerd in Nature 28 Feb 2019

Lute Bos: Evolutie Of Hoe Alles Almaar Verandert

Lute Bos (2011)
Evolutie: Of Hoe Alles Almaar Verandert

Ik trof dit boek aan in de plaatselijke boekhandel. Best bijzonder, want zo vaak  verschijnt er niet een boek over evolutie in het Nederlands. Ik kende Lute Bos niet. Hij kende mij wel, want hij heeft mij geciteerd in het boek in verband met de Intelligent Design perikelen rond Cees Dekker. Ook was Lute Bos op de hoogte van de EO-censuur van de BBC documentaires met David Attenborough (zie: gastbijdrage Gerdien de Jong 27 juli 2007 op evolutie.blog).

Het is een bijzonder boek. Lute Bos (plantenviroloog) heeft het verschijnen van het boek niet meer mee kunnen maken. Het is postuum gepubliceerd. Bij de copyright informatie staat: "De erven Bos". Hij is gestorven aan een hartaanval op 82-jarige leeftijd op een congres in Noorwegen op het eind van de tweede lezing die hij daar gaf. Op zijn bureau lag een bijna voltooid manuscript en in zijn agenda stond een afspraak met de uitgever. Het boek is er gekomen. Dankzij vrouw en kinderen en de uitgever. Het ziet er goed uit. Ook de bijbehorende website van de uitgever ziet er aantrekkelijk en verzorgd uit. Het boek bevat illustraties maar die staan gebundeld achterin het boek. (ongebruikelijk). Er is een literatuurlijst en index op personen (niet op zaken).
Volgens het voorwoord van zijn vrouw en kinderen was Lute Bos "zijn leven lang lid gebleven van de Gereformeerde Kerk en later PKN". Dit is ook terug te vinden in verschillende hoofdstukken. Dat verklaart ook waarom hij het nieuws over ID en EO volgde.
Lute Bos probeert in dit boek méér dan alleen de evolutietheorie uiteen te zetten voor een leek. Hij probeert het ruimere verband uiteen te zetten, met links naar mensbeschouwing, maatschappijbeschouwing en religie. Ik weet niet of hij iets vertelt over hoe virussen planten ziek maken, maar ik heb wel gezien dat hij aandacht gaf een moderne methodes om plantenziektes te bestrijden. Wanneer ik nog meer interessante zaken tegenkom, kom ik er hier op terug.

Lute Bos (2011) 'Evolutie Of Hoe Alles Almaar Verandert', uitgeverij Parthenon, paperback. 320 pag.
René van der Vlugt (2011) In Meroriam Dr Lute Bos (1928–2010), Indian Journal of Virology Volume 21, Number 2, 151-152

NB: dit is een herpublicatie van een blog uit 2012 dat op 'concept' stond.

Postscript 25 mei 2012
De Academische Boeken Gids nr 92 heeft 3 kritische besprekingen van het boek van Lute Bos.