DNA: Wonderlijke woorden of voornamelijk afval?

Dit jaar (2003) viert de ontdekking van de dubbele helix structuur van DNA zijn 50^ste verjaardag. De ontdekkers, James Watson, Francis Crick en Maurice Wilkins kregen voor deze ontdekking de Nobelprijs voor fysiologie en geneeskunde in 1962.

Het verbazende ontwerp en de complexiteit van het leven leveren krachtige argumenten voor een schepper. Vanuit de Bijbel weten we dat God na de zesde dag uitrustte van zijn voltooide scheppingswerk (Genesis 2:2-3) en dat Hij de schepping draagt en alles in Hem bestaat (Kol. 1:16-17, Hebr. 1:3). Dus hoe komen vandaag de dag complexe levende wezens tot stand?

E?n aspect van ‘dit dragen’ is dat God het recept voor al deze structuren heeft geprogrammeerd in het beroemde dubbele helix molecuul DNA. ^[1] Dit recept heeft een enorme informatie inhoud, die van de ene generatie op de volgende wordt doorgegeven en waardoor levende dingen zich voortplanten ?naar hun aard? (9 maal in Genesis 1, SV). De leidende athe?stische evolutionist Richard Dawkins geeft toe:

Er is genoeg informatie capaciteit in ??n enkele menselijke cel om alle dertig delen van de Encyclopaedia Britannica op te slaan, en dan heb je nog ruimte over voor drie of vier keer. ^[2]

Net zoals de Encyclopaedia Britannica intelligente schrijvers nodig heeft gehad voor zijn informatie, zo is het waarschijnlijk en zelfs wetenschappelijk te geloven dat informatie in de levende wereld net zo goed een oorspronkelijke samensteller/zender heeft. ^[3] Nog nooit is er een niet-intelligente oorzaak waargenomen die zelfs maar een klein deel van de letterlijke encyclopedische informatie heeft kunnen genereren die nodig is voor het leven.

De genetische code(zie hieronder het tekstblok ?De programmering van het leven?) is geen resultaat van pure chemie, maar van een nauwgezette coderingsmachine in het ribosoom. Opmerkelijk genoeg is deze decoderingsmachine zelf gecodeerd in het DNA, en de gerenommeerde wetenschapsfilosoof Sir Karl Popper legt het als volgt uit:

?Daarom kan de code niet vertaald worden tenzij er bepaalde producten gebruikt worden van zijn vertaalactiviteiten. Dit betekent een ondoorzichtige kring, een echte vicieuze cirkel voor elke poging om een model of theorie over de oorsprong van deze code op te stellen? ^[5],[6]

Dus, een dergelijk system moet volledig aanwezig zijn voordat het ?berhaupt zou kunnen werken. Men noemt dit ook wel onherleidbare complexiteit. Dit betekent dat het onmogelijk gebouwd zou kunnen worden door natuurlijke selectie die uitgaat van kleine en geleidelijke veranderingen.

DNA is verreweg het meest compacte informatie opslagsysteem van het heelal. Zelfs het simpelste bekende levende organisme heeft al 482 eiwit coderende genen. Dit resulteert in een totaal van 580.000 ?letters? ^[7] Mensen hebben er drie miljard in elke celkern. (Zie ?De programmering van het leven,? voor een uitleg over de DNA ?letters?)

De hoeveelheid informatie die opgeslagen kan worden in een speldenknopje DNA staat gelijk aan een stapel pocketboeken elk met een andere, toch specifieke inhoud ^[8] die 500 keer zo hoog is als de afstand tussen de aarde en de maan. Andersom bekeken, onze nieuwe 40 gigabyte harde schijf vinden wij geavanceerde techniek, in een speldenknopje DNA past 100 miljoen keer meer informatie.

De ?letter? van het DNA hebben nog een andere belangrijke eigenschap die toe te schrijven is aan hun structuur, waardoor informatieoverdracht mogelijk wordt: vanwege de chemische structuur van de letters, ofwel basen, koppelt A zich alleen aan T, en C alleen met G. Een paar is als een sport of trede in een spiraalvormige trappenhuis. Dit betekent dat de twee ketens van de dubbele helix van elkaar kunnen worden gescheiden en nieuwe ketens gevormd kunnen worden die de informatie exact kopi?ren. De nieuwe streng draagt dezelfde informatie als de oude, maar niet zoals bij een fotokopie, maar meer in de vorm van een fotografisch negatief. Het kopi?ren zelf is veel preciezer dan pure chemie voor elkaar krijgt – slechts ongeveer 1 fout per 10 miljard kopie?n, dankzij een controle apparaat (proeflezen en op fouten controlerend) zelf ook weer gecodeerd liggend in het DNA. Maar hoe zou de informatie voor dit controleapparaat nauwkeurig gereproduceerd kunnen worden voordat zo?n apparaat aanwezig was? Tenzij het bediscussieerd wordt dat deze nauwkeurigheid stapsgewijs en door selectie bereikt zou kunnen worden, merk dan op dat er een erg hoge nauwkeurigheid voor nodig is om catastrofale fouten te voorkomen ? dat is de opeenhoping van ?ruis? in de vorm van onbruikbare eiwitten. Weer is daar een vicieuze cirkel (meer onherleidbare complexiteit).

Daarnaast, lijkt nu zelfs de keus voor de letters A, T, G en C gebaseerd te zijn op minimalisatie van fouten. Evolutionisten veronderstellen meestal dat deze letters toevallig al aanwezig waren in de oersoep, maar onderzoek heeft laten zien dat het extreem onwaarschijnlijk is dat C (cytosine) aanwezig is geweest in die soep. ^[9] Echter, D?nall Mac D?naill van het Trinity College Dublin suggereert dat de keus voor deze letters lijkt op geavanceerde foutopsporing systemen zoals die gebruikt worden bij ISBN nummers op boeken, creditcard nummers, bankrekeningen en vliegtuigtickets. Elk alternatief zou lijden tot catastrofale fouten. ^[10]

introns

DNA wordt niet direct afgelezen. Eerst maakt de cel via een proces dat transcriptie heet een negatieve kopie op een soortgelijk molecuul dat RNA¹¹ heet. Maar in alle organismen, uitgezonderd de meeste bacteri?n, is er meer aan de hand dan alleen transcriptie. Dit DNA weerspiegelende RNA bevat regio?s die exons genoemd worden en coderen voor eiwitten en niet-coderende stukken die introns genoemd worden. De introns worden verwijderd en de exons worden aan elkaar geplakt tot mRNA (messenger=boodschapper RNA) waarvan uiteindelijk het eiwit wordt afgelezen.

Hiervoor is ook een uitgebreide machinerie nodig, dat het spliceosoom wordt genoemd. Een artikel in het tijdschrift Cell was getiteld ?mechanische benodigdheden voor het spliceosoom: motoren, klokken, veringen en dingen? ^[12] Dit geheel bindt zich op het intron, knipt het er op precies de juiste plaats uit en verbindt de exons aan elkaar. Dit moet in de juiste richting en op de juiste plaats want, zoals boven te lezen is, het maakt een groot verschil wanneer de exons met ??n letter afwijkend worden samengevoegd.

Daarom zou een gedeeltelijk gevormde ‘knip en plak’ machine schadelijk zijn en natuurlijke selectie zou dit dus tegen moeten werken. Richard Roberts en Phillip Sharp wonnen in 1993 de Nobelprijs voor fysiologie en medicijnen voor de ontdekking van het intron in 1977. Het blijkt dat 97-98% van het genoom uit introns en andere niet-coderende sequenties bestaat. Dit doet de vraag opkomen waarom introns eigenlijk bestaan.

Overbodig DNA?

Dawkins en anderen claimen dat dit niet-coderend ofwel junk (nutteloos) of selfish (zelfzuchtig) DNA is. Ervan uitgaand dat geen enkele intelligente ontwerper een dergelijk ineffici?nt systeem zou gebruiken, maakt dat het wel ge?volueerd moet zijn, zo stellen zij. Dit heeft parallellen met de negentiende-eeuwse stelling dat er ongeveer honderd ?rudimentaire organen? in het mensenlichaam aanwezig zouden zijn, ^[13] als zogenaamde onnuttige overblijfselen van onze evolutionaire geschiedenis. ^[14] Meer verlichte evolutionisten zoals Scadding hebben laten zien dat dit argument redenatiekundig gezien niet klopt, omdat het in principe onmogelijk is te bewijzen dat een orgaan geen functie heeft, het zou immers een functie kunnen hebben waar wij geen weet van hebben. Scadding herinnert ons er ook aan, dat ?onze toename van kennis de lijst van rudimentaire organen heeft doen afnemen.? ^{[14], [16]}

Hoewel Dawkins vaak beweerd heeft dat geloof in een schepper een uitvlucht is, zouden zijn beweringen over rudimentair of ?junk status? eigenlijk ook ?uitvluchtten? genoemd moeten worden. Zulke uitspraken belemmeren onderzoek naar de vitale functie van zogenaamd rudimentaire organen en doen het hetzelfde met niet-coderend DNA.

Eigenlijk, zelfs wanneer de evolutie waar zou zijn, is de opmerking dat introns nutteloos zijn absurd. Waarom zouden complexe organismen een zodanig uitgebreide machine evolueren om verbindingen te kunnen maken? Natuurlijke selectie zou immers voordeel moeten geven aan organismen die geen grondstoffen verspillen aan een genoom dat voor 98% uit junk bestaat. Er zijn al veel functies ontdekt van het zogenaamde junk-DNA, zoals het geven van gehele structuur van het genoom en de regulatie van genen. Sommige creationisten geloven dat dit DNA na de zondvloed een rol heeft gespeeld bij de snelle diversificatie van de ?soorten? die aanwezig waren in de ark van Noach.^[17] Enkele creationisten geloven dat dit DNA een rol heeft gespeeld in de snelle diversificatie van soorten na de zondvloed.

Een deel van de niet coderende RNAs, ofwel microRNAs (miRNAs) lijken de productie van eiwitten die gecodeerd liggen in andere genen te reguleren. Ze blijken bijna identiek te zijn in mensen, muizen en zebravissen. Recentelijk sequencen ^[red1] van het muisgenoom ^[18] verraste onderzoekers en leidde tot koppen zoals ??Junk DNA? bevat essenti?le informatie? ^[19] Ze ontdekten dat 5% van het genoom overeenkwam en dat slechts 2% hiervan bestond uit echte genen. Zij veronderstelden dat de andere 3% met een reden identiek moest zijn. De onderzoekers meenden dat die 3% vermoedelijk een cruciale rol speelt in het gedrag van de echte genen, bijvoorbeeld in de volgorde waarin ze aangeschakeld worden. ^[20]

Daarnaast kan schade aan introns desastreuze gevolgen hebben ?een voorbeeld, het verwijderen van vier ?letters? in het midden van een intron voorkwam binding met het spliceosoom waardoor het intron ook werd afgeschreven. ^[21] mutaties in introns interfereren ook met imprinting, het proces waarbij alleen bepaalde genen van de moeder of de vader worden afgeschreven en niet allebei. Expressie van beide genen leidt tot een scala van ziekten en kankers. ^[22] Een andere intrigerende ontdekking is dat DNA wel 60 letters lang elektrische signalen kan geleiden, genoeg om 20 aminozuren te kunnen coderen. Dit is een karakteristieke lengte voor moleculaire schakelaars die aangrenzende genen aan kunnen zetten. Theoretisch gezien zou een elektrisch signaal oneindig kunnen voortbewegen, maar het signaal stopt door enkele of meerdere paren tussen A en T; dat betekent dat ze functioneren als isolatie of ?elektronische scharnieren in een circuit?. Hoewel deze specifieke regio?s dus niet coderen voor eiwitten, beschermen zij misschien de essenti?le genen tegen elektrische schade van vrije radicalen die een verder weg gelegen deel van het DNA aanvallen. ^[23] Het tij lijkt te keren ?Alexander H?ttenhofer van de universiteit van M?nster in Duitsland zegt:

?Vijf of zes jaar geleden meende men dat we onze tijd aan het verdoen waren. Vandaag de dag beschouwt niemand mensen die niet-coderend DNA bestuderen als tijdverspillers.? ^[24]

Platvorm met een geavanceerd systeem?

Dr. John Mattick van de Universiteit van Queensland in Brisbane, Australi?, heeft een aantal artikelen gepubliceerd waarin beargumenteerd wordt dat stukken niet-coderende DNA, of eigenlijk de niet-coderende RNA ?negatieven? daarvan belangrijke componenten zijn van een gecompliceerd genetisch netwerk ^{[25], [26]} Het DNA, mRNA en de eiwitten interacteren met elkaar. Mattick veronderstelt dat de introns als knopen fungeren, verbindingspunten in het netwerk. De introns die voorzien in veel extra verbindingen maken daarmee mogelijk wat in computertermen multi-tasking en parallel processing heet.

In organismen zou dit netwerk de volgorde waarin genen worden aan- en uitgezet kunnen controleren. Dit betekent dat een enorme vari?teit van meercellig leven zou kunnen ontstaan door herbedrading van het netwerk. Daartegenover staat dat ?de eerste computers waren als simpele organismen, heel slim ontworpen, maar voor slechts ??n taak tegelijk geprogammeerd? ^[27] De oudere computers waren niet erg flexibel, ??n verandering betekende een complete herstructurering van het netwerk. Net zo kan een ??ncellig organisme zoals een bacterie, zich ook veroorloven om inflexibel te zijn. Ze hoeven geen ontwikkeling door te maken zoals meercellige organismen.

Evolutionaire interpretatie

Mattick suggereert dat dit nieuwe systeem op een of andere manier moet zijn ge?volueerd (ondanks zijn onherleidbare complexiteit) en op die manier de evolutie van vele complexe levende organismen mogelijk werd vanuit simpele organismen. Echter, hetzelfde bewijs is beter te interpreteren vanuit een Bijbels raamwerk. Dit systeem kan inderdaad multicellulaire organismen mogelijk maken uit een ?simpele? cel ?maar dit is de bevruchte eicel. Dit is logischer; de bevruchte eicel heeft alle programma?s in huis voor de benodigde informatie om een embryo te laten ontwikkelen tot een complexe levensvorm.

Het is ook een voorbeeld van een goed economisch ontwerp, verwijzend naar een enkele ontwerper ten opzichte van velen. Daar staat tegenover dat de eerste simpele cel waarin een verbinding verondersteld wordt te zijn ge?volueerd geen introns zou kunnen hebben en dus geen nut van deze verbinding zou hebben.

Maar Mattick zou gedeeltelijk gelijk kunnen hebben over de diversificatie van leven. Creationisten geloven ook dat de diversiteit van het leven (na de zondvloed) groter is geworden. Hiervoor wordt geen nieuwe informatie gebruikt. Enkele creationisten hebben voorgesteld dat bepaalde delen van het momenteel niet-coderende DNA snellere diversificatie ^[28] mogelijk maakte en Mattick?s theorie kan niettemin voorzien in een ander mechanisme.

Het hinderen van de wetenschap

Een harde criticus van Mattick?s theorie, Jean-Michel Claverie van het CNRS, het nationale onderzoekinstituut van Marseille, Frankrijk, zij iets heel veelzeggends:

Ik vind niet veel van dit werk. Gewoonlijk zullen al deze allesomvattende denkbeelden niet ver komen omdat ze geen rekening houden met de grondprincipes van de biologie: dingen verschenen door toevoeging van kleine toevoegingen door evolutie in kleine subsystemen, niet van een allesomvattend ontwerp. Het is perfect mogelijk dat een intron in een bepaald gen zich ge?volueerd kan hebben – door toeval- met een of andere regulerende eigenschap. Het is absoluut onmogelijk dat alle genen introns nodig zouden hebben voor de toekomstige eigenschap voor regulatie van de expressie.

Twee opmerkingen

• Dit stemt er mee in dat als het introns systeem echt een geavanceerd werkend systeem is, het werkelijk een onherleidbare complexiteit heeft wat niet stapsgewijs ontwikkeld zou kunnen worden door evolutie.
• Het illustreert de rol van materialistische aannames achter evolutie. Normaal gesproken gebruiken athe?sten zoals Dawkins, evolutie als bewijs van hun geloof; in werkelijkheid is evolutie de gededuceerde vorm van hun materialistische aannames! Richard Lewontin schreef bijvoorbeeld; …we hebben ??n basis gelofte, een gelofte aan materialisme. ..Te meer, dat materialisme absoluut is, want we kunnen geen goddelijke voet tussen de deur toestaan? ^[29] Scott Todd zei: ?zelfs wanneer alle gegevens op een Intelligente Designer zouden wijzen, zou een dergelijke hypothese door de wetenschap worden verworpen want het is niet naturalistisch. ^[30]

Op dezelfde wijze zoals velen junk-DNA gebruiken als bewijs voor evolutie, gebruikt Claverie de aanname van evolutie als bewijs voor de nutteloosheid! Hier is weer een parallel met de rudimentaire organen. In werkelijkheid werd evolutie gebruikt als bewijs voor het rudimentair zijn en belemmerde het onderzoek naar hun functie. Op dezelfde wijze zou Claverie?s houding het onderzoek naar de netwerkcapaciteit van het niet-coderende DNA kunnen hinderen.

Samenvatting

• Junk-DNA (of liever, DNA dat niet direct voor eiwitten codeert) is geen bewijs voor evolutie. De veronderstelling over de junk-status is eerder een gevolgtrekking vanuit de verkeerde aanname van evolutie.
• Alleen omdat er geen functie bekend van is, betekent niet dat er geen functie is.
• Veel functies van dit niet-coderende DNA zijn al gevonden.
• Er zijn goede aanwijzingen dat het een essenti?le rol heeft als deel van een uitgebreid genetisch netwerk. Dit zou een cruciale rol kunnen spelen in de ontwikkeling van meercellige schepselen vanuit ??n enkele bevruchte eicel en ook in de diversificatie na de zondvloed (bijvoorbeeld een hond-achtig type wat geleid heeft tot dingo?s, wolven, coyotes enz).