Het leven heeft maar mondjesmaat gebruik gemaakt van de keur aan mogelijkheden die de organische scheikunde biedt. Van alle aminozuren die er kunnen bestaan gebruikt het leven er maar twintig en DNA evenals RNA is maar opgebouwd uit vier verschillende nucelotiden. Theoretisch zouden er miljoenen DNA’s en RNA’s kunnen bestaan. Waarom slaat het leven de informatie op zoals dat het doet en waarom verwerkt ze die op die manier. Betekenen die immense oceaan aan alternatieven ook dat het leven er niet alles uit haalt wat er in zit en kunnen wij mensen daar wat mee? Er blijken inderdaad vele alternatieven te bestaan lieten onderzoekers de computer uitpluizen.
Laten we maar weer eens beginnen te vertellen dat we weinig af weten van het fenomeen dat we leven noemen. Nog niemand heeft zelfs maar een (onweerlegbare) definitie voor leven kunnen verzinnen, terwijl zich daar toch heel wat knappe koppen het hoofd over hebben gebroken. Over hoe het leven ontstaan is en of het aardse leven de enig mogelijke vorm van leven is, is nog steeds duister en het ziet er niet naar uit dat we op die vragen spoedig een antwoord zullen vinden, zo al.
Wat het ook is de kernzuren (RNA en DNA) zijn in ons aardse systeem dat we leven noemen de sterren. Heel het gezondheidsonderzoek is op dat tweetal gericht. Er zijn andere kernzuurachtige moleculen bekend maar over hun mogelijkheden wat betreft opslag en verwerking van informatie is nog maar weinig ‘licht’. Onderzoekers van het technologisch instituut in Tokio, het Duitse lucht- en ruimtevaartcentrum en de Amerikaanse Emory-universiteit zijn, met behulp van het rekentuig, eens gaan grasduinen in de oceaan aan mogelijke DNA- en RNA-alternatieven. Ze kwamen tot meer dan een miljoen mogelijkheden.
De kernzuren werden voor het eerst ontdekt in de negentiende eeuw, maar pas in de vorige eeuw werd er meer duidelijk over de samenstelling en functie ervan. In 1953 werd voor het eerste dubbele-helixvorm van het DNA waargenomen en daarmee de eerste aanzet gegeven tot een wat diepgaander idee over de biologische basis van het leven op molecuulniveau. Vervolgens werd ook uitgeplozen hoe die opgeslagen informatie wordt omgezet in functionele biomoleculen (de eiwitten) en wordt steeds meer bekend wat er gebeurt als daar iets fout gaat.

Missers in de verdubbeling van het DNA voorafgaand aan celdeling of in het aflezen van de informatie kunnen leiden tot problemen, maar zorgen aan de andere kant ook voor de evolutie. Ook invloeden van buitenaf kunnen dat bewerkstelligen. De evolutie kan niet buiten mutaties. Daardoor kunnen organismen zich aanpassen aan de omstandigheden, maar ook ten gronde gaan. Hoe het systeem ontstaan is is een groot vraagteken, maar het systeem dat ontstaan is mooi en knap ingewikkeld alsof een knappe ingenieur iets bedacht heeft dat mechanismes heeft die reageren op gedachte problemen, maar dat ook kan omgaan met niet vooraf bedachte. Is dat systeem ook het beste wat er kan zijn of gewoon ontstaan door de samenloop van een paar toevallige omstandigheden?

Miljoenen

“Er bestaan twee kernzuren in de biologie”, zegt Jim Cleaves van het Technologisch Instituut in Tokio”, “en misschien twintig of dertig anologen die binden aan kernzuren. We wilden weten of er nog een is of misschien wel een miljoen. Het blijken er vele malen meer te zijn dan verwacht.”
Virussen worden door veel wetenschappers niet tot het leven gerekend, maar ook die gebruiken kernzuren om hun informatie op te slaan, waarbij overigens sommige virussen dat doen in de vorm van RNA en niet DNA. Waarom gebruikt het leven slechts die twee? Zijn het de beste of is het een toevallig pad geweest dat niet doodliep? Dan zouden er betere alternatieven kunnen zijn (waarbij je je natuurlijk wel moet afvragen beter in welk opzicht?)?
Virussen worden bestreden door te voorkomen dat die hun erfgoed laten vermenigvuldigen door de genetische ‘machine’ van de gastcel, die daarbij dan wel het leven laat. Als je dat voor elkaar krijgt is het virus finito (dood kan ik niet zeggen als het geen levend organisme is), want zo’n virusdeeltje kan zelf zijn erfgoed niet dupliceren. “Het is van fundamenteel belang om de aard van erfelijkheid te doorgronden, maar die kennis zou ook kunnen leiden tot belangrijke toepassingen”, zegt medeonderzoeker Chris Butch.

RNA-wereld

Erfelijke informatie wordt door veel wetenschappers gezien als basis van de biologie. Onderzoek naar het ontstaan van leven richt zich dan ook op de vorming van die kernzuren. Het idee dat nu de overhand heeft is die van de RNA-wereld. Het is allemaal begonnen met RNA en later heeft DNA het stokje overgenomen, zoiets. Daar is echter nog lang niet het laatste woord gesproken.
Jay Goodwin van de Emory-universiteit vindt het erg opwindend te bedenken dat er alternatieven zouden kunnen zijn. “Die zijn mogelijk ontstaan in verschillende omgevingen of misschien op andere planeten of manen in het zonnestelsel (?; as). Zo’n alternatief genetisch systeem zou het idee van het centrale dogma van de biologie in nieuwe richtingen kunnen sturen als reactie op de uitdagende omstandigheden hier op aarde (?;as).” Zou de goede man de klimaatverandering willen tegemoet treden met nieuwe kernzuren?, vraag ik me dan af. Doe even normaal.
Zijn collega Pieter Burger van de Emory-universiteit vindt het ook weer fascinerend hoe je met hulp van de computer nieuwe medicijnen zou kunnen vinden terwijl je op zoek bent naar alternatieve kernzuren voor het opslaan en verwerken van informatie. Ik zou om te beginnen maar eens gaan kijken of een van die miljoenen alternatieven functioneert en het systeem draaiende (= in leven) houdt. Levens is tenslotte een systeem dat zichzelf in stand houdt (tot de dood er op volgt; geen leven zonder dood). Een computer is maar een dom ding (al kan ie goed rekenen).

Bron: EurekAlert