Werking van levensvormen

Een bijzonder kenmerk van de aarde is dat vanuit fysieke bouwstenen leven is ontstaan. Dit leven beschrijven we in het derde domein. De werking van levensvormen bestuderen we in vakken als biologie en geneeskunde.

Net als bij materie spelen de basisprocessen van leven zich op zo'n kleine schaal af dat het onmogelijk is om in één keer een compleet beeld te krijgen van alle levensprocessen. De meeste details zijn onbekend, omdat we ze niet kunnen waarnemen. Ze zijn namelijk kleiner dan de golflengte van licht. We kunnen ze hooguit afleiden. Toch leren we met vallen en opstaan de werking van zelfs de kleinste levensprocessen steeds beter te begrijpen.

Om biologie te snappen moeten we begrijpen hoe eiwitten worden gemaakt. Eiwitten voeren bijna alle basisfuncties van het leven uit, van ademhaling tot voortplanting. Eiwitten bestaan uit twintig kleinere moleculen die zijn aaneengeregen tot een ketting. De volgorde van de kleinere moleculen, die we aminozuren noemen, bepaalt bijna volledig functie. De vorm waarin deze ketting is opgevouwen om een functie uit te voeren is complex en ongelooflijk moeilijk te voorspellen.

Het gen voor een bepaald eiwit is simpelweg de lijst van de aminozuren die nodig zijn om het eiwit te maken. In het gen ligt de volgorde van de DNA-basen - A, C, T en G – vast zoals een computer gegevens in enen en nullen opslaat. Het programma dat deze DNA-sequenties verandert in volgorde van aminozuren is de genetische code. Het wijst een vaste aminozuurfunctie toe aan elk van de 64 verschillende drieletterwoorden (zoals ACT of CTG), die we ‘codons’ noemen.

Alle levensvormen delen in de celkern een vrijwel identiek machinetje dat DNA aan elkaar rijgt. Langzamerhand blijkt dat niet alleen DNA belangrijk is, maar ook allerlei vormen van RNA. De werking van RNA is zo complex dat we de details nog niet allemaal begrijpen. Hoe meer we begrijpen, hoe ingewikkelder de werking blijkt te zijn.

Mensen lijken genetisch voor 99,9 procent op elkaar, maar door de 6 miljard ‘letters’ in onze genen, leidt het verschil van 0,1 procent tot ongeveer 6 miljoen letters verschil. Elke letter verschil leidt tot kleine individuele verschillen. Letters die vaak van elkaar verschillen kunnen we in kaart brengen en hiervan afleiden welke invloed ze hebben, bijvoorbeeld de invloed op de lengte. Onderzoekers schatten dat 100.000 verschillen in letter elk afzonderlijk de lengte van een persoon bepalen. Complicerend is dat de meeste van deze verschillen zich in delen van het genoom bevinden die helemaal niet voor eiwitten coderen. Ze reguleren eerder de activiteiten van andere genen en hebben vaak geen duidelijk verband met de eigenschap in kwestie. De overervingswetten van Mendel blijken toch iets meer diepgang te hebben.

Zo leren we met vallen en opstaan ons kennis steeds verder uit te breiden. Dit brengt met zich mee dat de meeste nieuwe inzichten binnen tien jaar zijn ingehaald door nieuwe kennis. Totdat we de volledige werking van levensprocessen begrijpen, is het daarom verstandig om nieuwe inzichten niet al te snel voor «waar» aan te nemen.

«Het werkt» staat in het domein werking voor «waar». «Het werkt niet» staat voor «onwaar». De uitleg waarom het werkt versterkt de theorie, maar komt vaak op de tweede plaats.