Introductie: de gulden molecule.
...de meest gulden van alle moleculen. [1]
In dit korte werk zullen de twee meest cruciale en interessante moleculen die aanwezig zijn in elk levend ding op aarde, namelijk nucleïdezuren en eiwitten, tot op zeker detailniveau in gangbare taal worden onderzocht. Je zult daarnaast kennis kunnen maken met enkele eenvoudige hoofdwetten van de kansrekening. Deze zullen vervolgens worden gecombineerd om vast te stellen of het mogelijk is dat dergelijke moleculen zijn ontstaan via natuurlijke evolutieprocessen.
1.1. De gulden molecule
De opwindende ontdekking van de "DNA" structuur werd in 1953 door James Watson en Francis Crick gedaan aan de Cambridge University in het Verenigd Koninkrijk. Sindsdien is de kennis over deze cryptische substantie snel toegenomen. "DNA" is een afkorting van deoxyribose nucleic acid ("deoxyribose nucleïde zuur"). Het is de molecule die de erfelijke informatie overdraagt van ouder naar nakomelingen in alle organismen die tot dusver zijn onderzocht, behalve bepaalde virussen die RNA gebruiken - een nucleïdezuur dat bijna identiek is aan DNA, zoals we later zullen zien. DNA is de belangrijkste component van genen en chromosomen. Een schrijver in een wetenschappelijk tijdschrift noemde DNA "het genetische geschrift", omdat deze verbazingwekkende chemische stof de vorm van een code of bericht heeft. [2] Met zorgvuldige precisie leidt deze code de activiteiten van de cel, door middel van eiwitsynthese. Figuur 1 geeft een eerste indruk van de vorm van DNA. We zullen de fascinerende structuur en functie ervan bestuderen in hoofdstukken 9 en 10.
Dergelijke ontdekkingen hebben de populariteit van de biologie in het algemeen onder leken vergroot. De spanning en de 'kick' van de ontdekkingen werden gedeeltelijk aan het grote publiek overgedragen door enkele wetenschappers die zelf deel uitmaakten van het onderzoek dat leidde tot de oorspronkelijke doorbraak. Eén van hen, John C. Kendrew, schreef het volgende in het voorwoord van zijn uitstekende boek, The Thread of Life ("De draad van het leven"):
"We vinden het allemaal vanzelfsprekend dat we geïnteresseerd zijn in biologie omdat wijzelf, als levende organismen, deel uitmaken van het onderwerp, en de moleculaire biologie zich met zo'n enorme snelheid ontwikkelt dat het mogelijk zou moeten zijn om een gedeelte van de opwinding die wetenschappers voelen over te brengen." [3]
Watson beschreef in zijn populaire boek The Double Helix ("De dubbele spiraal") hoe hij, zelfstandig werkend, op een sleutelonderdeel van het plan van de DNA-structuur stootte. Hij voelde, heel geëmotioneerd, aan dat de rangschikking van de atomen "te mooi was om niet waar te zijn." [4] DNA bestaat uit microscopische strengen waarop zich, in het geval van de mens, miljarden woorden met gecodeerde instructies bevinden. [5] Elke individuele cel, van de vele triljoenen cellen die samen ons lichaam vormen, heeft een kopie van deze volledige encyclopedie met instructies voor het hele lichaam.
1 James D. Watson, The Double Helix (New York: Atheneum Press, 1968), p.18. [Terug naar de tekst]
2 Philip Morrison, Scientific American (in Book Reviews), Vol. 225 (oktober 1971), p.118. [Terug naar de tekst]
3 John C. Kendrew, The Thread of Life (Cambridge, Mass.; Harvard University Press, 1966), Voorwoord. [Terug naar de tekst]
4 Watson, The Double Helix, pp. 194-210. [Terug naar de tekst]
5 Wanneer in dit boek de woorden miljard en triljoen worden gebruikt, dan zijn dit de waarden zoals deze in Nederland gebruikt worden, waarbij een miljard (billion in de Verenigde Staten) overeenkomt met duizend miljoen (109) en een triljoen (trillion in de Verenigde Staten) overeenkomt met een miljoen miljoen (1012). [Terug naar de tekst]