Hoe werkt DNA?

Bij de metamorfose van ei naar rups naar vlinder gebruikt de Koninginnepage (zie foto's  - meer hierover via deze link) steeds een andere set genen. Bij vlinders is dat gelijk heel duidelijk (omdat ze veranderen van bladeter zonder geslachtsorganen in nectarzuiger met paringsdrift), maar bij ons is dat niet wezenlijk anders. In geen enkel stadium van ons leven gebruiken we ons hele DNA, maar in elke cel is wel de hele bibliotheek aanwezig.

Een relatief klein deel van het DNA bevat genen die voor eiwitten coderen. Die genen worden gereguleerd door andere genen: sommige van die genen coderen voor regulerende eiwitten, andere voor regulerend RNA. Een ander deel van het DNA wordt gebruikt om te coderen voor transport-RNA en ribosomaal RNA (hulp-RNA bij het bouwen van eiwitten).

In de jaren zeventig is splicing ontdekt: elk gen in het DNA blijkt 'veel te lang' te zijn en na het kopiëren worden er dan ook stukken tussenuit geknipt voordat het gen in een eiwitketen wordt vertaald. Dat knippen gebeurt verschillend in verschillende organen (soms zijn er wel acht varianten), dus daar zijn weer regelgenen e.d. voor nodig om dat goed te regelen (zodat je hersenen geen lever worden). Zie het voorbeeld van de taart.

Extra genen en programma's

Soms zijn er grote hoeveelheden van bepaalde eiwitten nodig: dan zijn de genen vaak in meervoud aanwezig. Mutaties in die genen hebben geen effect: er blijven genoeg werkende exemplaren over. Dat betekent ook dat natuurlijke selectie op die genen geen effect heeft.

Ook is gebleken dat voor veel belangrijke eigenschappen er back-up systemen aanwezig zijn in het genoom - als een bepaald programma beschadigd raakt, kan een ander het overnemen. Evolutionisten stellen dat zulke redundante (overbodige) genen ontstaan zijn door verdubbeling van genen en dat ze makkelijker kunnen muteren om zo nieuwe eigenschappen te vormen, omdat natuurlijke selectie er geen vat op heeft. Met drie voorspellingen kunnen we deze theorie controleren:

1. Simpele organismen zullen dan minder genen hebben (maar het aantal eiwit-coderende genen is in alle organismen ongeveer gelijk)
2. Redundante genen zouden terug te voeren moeten zijn op het maken van een kopie van een ander gen (in gist vinden we twee genetisch verschillende programma s voor dezelfde biologische functie)
3. Redundante genen zullen sneller muteren (maar dat blijkt nergens)

Wat blijkt uit DNA onderzoek?

De belangrijkste resultaten als het gaat om de verschillende functies van ons enorm omvangrijke DNA kunnen we als volgt samenvatten

1. Het genoom van de mens is een waar pakhuis van belangrijke informatie. Anders dan eerder gedacht, is er geen junk DNA: alles lijkt belangrijk.
2. Eiwitcoderende genen zijn vooral een set van basis-instructies binnen een complex en veel groter repertoire van regulerend DNA (zie boven: hoe werkt DNA).
3. Er zijn heel veel genen die coderen voor functionele RNA moleculen. Die worden niet gebruikt om eiwitten te maken, maar hebben andere functies in de cel.

4. In het menselijke genoom bestaat een groot aantal regulerende schakelaars en controle mechanismen die de verschillende functies van het DNA reguleren. Het is echt een heel complex en geavanceerd informatie-systeem!