Hoofdstuk 8

ANW, Hoofdstuk 8, Geheimtaal van het leven. §1. James Watson en Francis Crick ontdekte samen de structuur van DNA. Heel lang dacht men dat erfelijke eigenschappen een volledig mengsel waren van de eigenschappen van de ouders, dat het volledig versmolten was. Dit heet de mengtheorie. Oostenrijkse monnik Gregor Mendel ontdekte rond 1860 dat j een eigenschap in zijn geheel erft of niet erft. Gen = Erfelijke eigenschap. Alle genen samen = bouwplan. DNA zit in de kern van elke cel. Twee problemen moesten opgelost worden, voordat het bewijs geleverd was dat DNA de drager van de erfelijkheid is: - Hoe kan er na celdeling een exacte kopie van alle genen ontstaan? - Hoe precies zijn de erfelijke boodschappen in het DNA opgeslagen? Vijf wetenschappers: - James Watson; Amerikaan, had biochemie gestudeerd en kreeg in 1951 een stageplaats aan de universiteit van Cambridge in Engeland. - Francis Crick; had natuurkunde gestudeerd, hij is iets ouder dan Watson. - Linus Pauling; op het irritante af slimme man, hij zaqt het duo Watson en Crick dicht op de hielen, hij won als enige 2 Nobelprijzen, maar niet voor DNA. - Rosalind Franklin; vrouw, scheikundige en werkte in het laboratorium van het King’s College in Londen, geboren in 1920 en overleed in 1958 op 37-jarige leeftijd aan kanker. - Maurice Wilkins, collega van Franklin, Wilkins en Franklin leefden in gewapende vrede. Watson en Crick zouden met de chemische bouwstenen van het DNA net zo lang puzzelen totdat alle onderdelen keurig in elkaar pasten. Daarna zouden ze het model controleren met röntgenopnamen waaruit je de afbeelding van de schaduw van het DNA-molecuul kon afleiden. Maar de röntgenopnamen waren van Frankelin en die zag het helemaal niet zitten. Watson en Crick bouwden een model met drie om elkaar wentelende ketens. Franklin ging het nieuwe model bekijken en zei dat het chemisch niet klopte en het model flopte. Het Watson en Crick werden van het DNA-onderzoek afgehaald. Na een jaar maakt Linus Pauling het model van DNA in een wetenschappelijk tijdschrift openbaar en het blijkt het geflopte model. Franklin en Watson krijgen knallende ruzie en Watson komt Wilkins, de collega van Franklin tegen. Ze hebben een hekel aan elkaar en Wilkins geeft Watson een kopie van Franklin’s DNA-opnames. Het bleek toch een spiraal te zijn. Watson en Crick bouwde een nieuw model, maar nu met twee spiralen, gewoon op de gok. Op zaterdagochtend 21 februari 1953 was de puzzel kompleet. Het DNA: - Is een draaiende touwladder. - De treden zijn de zogeheten ‘basen’ Adenosine (A), Thymine (T), Cytosine (C) en Guanine (G), twee basen vormen samen een treden of ‘sporten’. - A-T-paar is even breed als G-C-paar. - Is een chemische kopieermachine. ‘Het geheim van het leven’ was ontdekt. Watson en Crick kregen in 1962 de Nobelprijs en deelden deze met Wilkins. Kopiëren van DNA. Het DNA lijkt op een rits. Bij celdeling gaan de rits open. Er ontstaan twee halve ritsen. Er worden automatisch nieuwe tandjes aangemaakt. Hij een A-tandje komt een T-tandje, etc. Zo worden de twee halve ritsen weer twee hele. Eiwitten en vooral speciale eiwitten, hormonen, besturen alle processen in het lichaam (het is de onmisbare schakel bij de totstandkoming van de erfelijke eigenschappen). Watson en Crick haden meteen door dat de basen als code kunnen dienen. Die code vormt het bouwplan voor de aanmaak van eiwitten in het lichaam. DNA is drager van de genen. Elk gen is het bouwplan voor één eiwit. En een eiwit is een snoer waarin 20 verschillende aminozuren als kralen aan elkaar kunnen worden geregen. Voor elk eiwit in een andere volgorde en van verschillende lengte. Eiwitten zijn meestal duizenden aminozuren lang. DNA is drager van de code voor de opbouw van alle levensvormen. §2. DNA-diagnostiek = het onderzoek naar schrijffouten in de erfelijke code. We hebben tussen de 50 000 en 100 000 genen. Elk gen bezit de DNA-code voor één erfelijke eigenschap. Door het DNA te lezen kunnen dokters vaststellen of iemand een erfelijke ziekte heeft. Er zijn in 1998) ongeveer 5 000 erfelijke afwijkingen bekend. Over niet al te lange tijd zullen we de DNA-code van alle genen weten en is elk gen dat een erfelijke afwijking veroorzaakt met een test aan te tonen. Mutatie = Een verandering van het DNA van het gen. Mutatie kan ontstaan door een toevallige kopiefout of door invloeden van buitenaf. Voorbeeld: Sigarettenrook bevordert mutaties in het DNA van de longcel, waarna de cel op hol kan slaan en zich ongeremd gaat delen. Ook kunnen er in de zaadcel of eicel mutaties ontstaan. Dit hoeft niet altijd nadelig te zien, er kunnen door mutaties ook gunstige eigenschappen ontstaan. Erfelijkheidsonderzoek in Nederland: - Elk jaar ruim 200 000 kinderen geboren. - 5% heel een aangeboren afwijking. - Bijna de helft van de gevallen ontstaat de afwijking zonder dat het in de familie voorkomt. Dokters kunnen de afwijking al voor de geboorte opsporen. Er zijn 2 methodes voor: de vlokkentest en de vruchtwaterpunctie. Vlokkentest: Er wordt via een buisje dat in de vagina is ingebracht, weefsel van de moederkoek opgezogen. Daarin zitten cellen die ban het embryo afkomstig zijn. De dokter kan het aantal chromosomen van het embryo tellen (mongooltjes hebben van chromosoom 21 er eentje te veel) en ook het DNA controleren op sommige erfelijke afwijkingen. De vlokkentest kan al in de 11e week van de zwangerschap gedaan worden en na een week is de uitslag al bekend. 1% kans op een miskraam. Vruchtwaterpunctie: betrouwbaarder, kan pas in de 16e week plaatsvinden, na 3 weken is de uitslag bekend.Via een dunne naald door de buikwand wordt vruchtwater opgezogen. De daarin aanwezige embryocellen kunnen worden onderzocht. Er zijn 7 KGC (Klinisch Genetische Centra) in Nederland. Volgens prof. dr. Hans Galjaard wordt, door middel van de erfelijkheidsonderzoeken, jaarlijks de geboorte van ten minste 1 000 tot 1 200 kinderen voorkomen die anders ernstig gehandicapt zouden zijn. Het testen van erfelijke ziekte kan mensen voor vreselijke dilemma’s plaatsen. We hebben het recht om te weten: De dokters zijn wettelijk verplicht je te vertellen wat je mankeert. We hebben ook het recht om niet te weten: Het niet willen weten of je een erfelijke ziekte hebt. Verzekeraars en werkgevers willen ook graag weten of je een erfelijke ziekte hebt. Het kan voor deze personen erg nadelig zijn als ze in zee gaan met iemand die erfelijk belast is. Maar je bent niet verplicht te vertellen of je erfelijk belast bent. Er is in Nederland sinds 1 januari 1998 een wet, de nieuwe keuringswet, waarin staat dat je de werkgever je alleen maar mag keuren als dat nodig is voor het soort werk dat je gaat doen. De wet verbiedt werkgevers en verzekeraars te vragen of je risico loop op een onbehandelbare erfelijke ziekte.
§3. Genetische manipulatie is het opzettelijk wijzigen van DNA. Eigenlijk wordt er altijd al gebruik gemaakt van biotechnologie bij het maken van voedsel. Denk aan gist in brood, wijn en bier. Maar pas veel later zijn micro-organismen ontdekt (door Louis Pasteur). De erfelijke eigenschappen van alles wat leeft zijn in één en dezelfde DNA-taal geschreven. Begin jaren ’70 begonnen ze voorzichtig te experimenteren met het DNA. Ze knipte genen uit menselijk DNA en plakte die in het DNA van E. Er ontstond een genetisch gemanipuleerde E, Coli-bacterie met een nieuwe eigenschap. 1978 maakt men het hormoon somatostatine. Recombinant-DNA techniek is het combineren van nuttige genen van het ene levende wezen met genen van een ander soort. Genetische manipulatie wordt ook wel DNA-modificatie genoemd. Eerst werden organismen gekruist om het DNA te veranderen. Verschillende aardappels werden gekruist om zo uiteindelijk op de perfecte aardappel uit te komen. Maar deze methode heeft beperkingen, duurt er lang en is zeer bewerkelijk. Het kruisen moet binnen het soort blijven. Nu bestaan er bacteriën die een eiwit maken dat insecten dood. Dit gen (eiwit) kan in planten worden gezet, waardoor de plant immuun wordt voor de insecten. (In 1985 is dit gen met succes in de tabaksplant ingebouwd. Genetische manipulatie wordt steeds vaker toegepast, vooral tegen insecten plagen en onkruid. Maar milieuorganisaties zijn er fel op tegen, omdat het een groot risico is voor de volksgezondheid. Sinds 1997 is het verplicht de aanwezigheid van gemodificeerde soja op de etiketten te vermelden. In 1982 creëren wetenschappers het eerste transgene dier. Een muis waarbij het groeihormoongen van een ander diersoort is ingebracht. De muis werd daardoor twee maal zo zwaar. In 1990 werd een reageerbuiskalf geboren. Nederlands beroemdste kalf Herman.Herman heeft een menselijk gen en kan dit gen ook doorgeven aan zijn nakomelingen. Het is de bedoeling dat de dochters van Herman meer lactoferrine in hun melk gaan produceren. En dat gebeurd ook. Maar mensen zijn erop tegen. Er wordt in de Tweede Kamer over gediscussieerd en de nakomelingen van Herman worden gedood, maar Herman mag (gecastreerd) blijven leven als een monument van de biotechnologie. De eigenaar van Herman heeft een aantal dieren van een beter gen voorzien en het blijkt dat de melk nu tienmaal zoveel lactoferrine bevat. Andere genetische experimenten waar veel mensen tegen waren: - Een muis met een menselijk oor op de rug - Het schaap Dolly - Een kikker zonder hoofd
Veel ziektes proberen ze met genetische manipulatie te bestrijden. De biotechnologie overschrijdt voortdurend natuurlijke grenzen. Gentherapie waarbij de patiënt,m aar ook zijn nageslacht, voor altijd genetisch wordt veranderd, is zo’n grens. Kan dat wel? Genetische manipulatie dwingt de samenleving tot het vaststellen van een nieuwe ethiek. §4. Rond 2005 zijn alle genen van de mens bekend. Die kennis is veel geld waard. Het Human Genome Project (HUGO) is een groot project waarin wetenschappers uit verschillende landen alle menselijke genen met hun DNA-letters in zijn geheel uit gaan schrijven. Stel dat een cel zo groot is als de aarde. ‘Een chromosoom heeft dan de afmetingen van een land, een gen die van een stad, waarvan de afzonderlijke inwoners de basen A, T, C en G voorstellen. DNA-onderzoekers zijn in deze wereld van de cel op zoek naar de positie van 80 000 of meer steden (genen), met slechts weinig aanwijzingen over de ligging, om uiteindelijk de volgorde te bepalen van een rij van in totaal drie miljard mensen (DNA-letters).’ Het HUGO Project begon op 15 oktober 1990 en is naar verwachting in 2005 voltooid. Ook het erfelijke materiaal van andere organismen worden in kaart gebracht, want het menselijk lichaam lijkt heel veel op andere organismen. Toch is de mens meer dan van DNA. Omstandigheden bepalen eveneens waarom de ene mens crimineel wordt en de ander een geweldige carrière maakt. Eeneiige tweelingen hebben precies hetzelfde DNA en per definitie dezelfde genetische aanleg. Er zijn onderzoeken geweest, waarbij eeneiige tweelingen ieder in een verschillend gezin kwamen en in verschillende omgevingen opgroeide. De ontwikkeling van een individu is veranderlijk en onvoorspelbaar binnen de grenzen van de erfelijke mogelijkheden. Dolly is een gekloond schaap die in 1996 werd geboren. Het is wereldberoemd. Hij heeft vier moeders en geen vader. Er werd een cel uit de uier van en volwassen schaap verwijderd. Vervolgens haalden ze de kern uit deze cel en stopten die in een leggehaalde cel van een tweede schaap. Daarna plaatsten ze de cel in de afgebonden eileider van een derde schaap en kort daarop in de baarmoeder van een vierde schaap. Het klonen van mensen was ook mogelijk, maar veel mensen wilde dat niet en in sommige landen werd het bij de wet verboden. Enkele maanden na Dolly werd er een koploze kikker gemaakt. Er werd gedacht een hoofdloze mensen die als organenbank konden dienen. Als de technieken zo doorgaan, zou er uiteindelijk een product van een van te voren gemaakt boodschappenlijstje gemaakt kunnen worden. Biotechnologie heeft de mogelijkheid al het leven te manipuleren. Voor veel mensen een beangstigend toekomstbeeld.