Wat mogen we van de genen verwachten als parameters voor het leven?


Indeling

Luisterend naar de media krijgen we stilaan het idee dat we in de genen de oplossing voor al onze lichamelijke- geestelijke- en gezondheidsproblemen kunnen vinden. Is dat wel waar, wat mogen we verwachten en wat niet?

Wat zijn parameters?

Parameters zijn gegevens die bepaalde toestanden van mechanismen bepalen. Zo is de temperatuur een parameter die bepaalt of water al dan niet bevriest of kookt. In onze huidige maatschappij zijn er parameters voor allerlei zaken. We hebben parameters waarmee we de motor van onze wagens afstellen, er zijn parameters die de snelheid van de computers in de hand houden. Er zijn parameters die de instellingen van je wasmachine afstemmen op de nieuwste stoffen om aldus een zo goed mogelijk wasprogramma te verkrijgen… En inderdaad door deze parameters aan te passen kunnen we komen we tot betere resultaten… indien we de parameters op de juiste manier hebben aangepast en indien het apparaat werd voorzien om de nodige functies uit te voeren! Er zijn inderdaad grenzen aan parameters. Parameters sturen functies die we kennen. Een voorbeeld: in de formule 1 races anno 2000 is het niet enkel de piloot die de wagen bestuurt, de wagen wordt ook bijgestuurd door computers en mensen in het controlecentrum. Zo is het voor de piloot, tijdens de race, onmogelijk om te vroeg te remmen vooraleer hij de bocht in gaat. Schrik niet, men heeft nauwkeurig onderzocht hoe de wagen zich, met zijn bepaalde stuurinrichting, zijn soort van banden, zijn vering, de snelheid, de weggesteldheid, enz., gedraagt, en aan de hand van deze parameters wordt de rem uitgeschakeld totdat de juiste positie van de wagen bereikt is. Dan remt de wagen juist voldoende om door de bocht te gaan met de maximale snelheid.

Wat kan je doen met parameters?

De parameters om die remmen te besturen zijn zeer afhankelijk van de technologie die gebruikt wordt. De ophanging van de wagen heeft inderdaad een grote invloed op het remvermogen. De positie van de scharnierpunten van de voorwielen heeft een grote invloed op het stuurgedrag…. Deze hardware-matige factoren (factoren die bepaald zijn door de constructie) bepalen in grote mate de juiste afstelling van de remtijd. Dus de parameters zijn afhankelijk van het toestel. Het heeft geen zin om een parameter bij te voegen wanneer die niet aan één of ander mechanisme kan gekoppeld worden. Parameters die geen mechanisme aansturen zijn zinloos. Langs de andere kant zijn er ‘parameters’ die niet zichtbaar aanwezig zijn omdat ze niet veranderen. Zo is de aantrekkingskracht op aarde overal gelijk, waardoor deze kracht niet variabel ingesteld moet worden in de berekeningen. Deze parameter wordt zeker en vast gebruikt in de berekeningen, maar niemand zal er aan denken om hem aan te passen. Ook het effect van de remoliedruk op het remvermogen is gedurende de race een vaste factor. Men kan geen remblokjes wisselen tijdens de race dus blijft deze parameter constant. Het is een parameter die bepaald is door de gebruikte materialen. Sommige parameters zijn inherent aan het systeem en worden daarom niet vermeld. De juiste parameters moeten op de juiste plaats terechtkomen. Inderdaad is het noodzakelijk dat de parameter van de remdruk toekomt op de pomp die voor die druk zorgt en niet op het mechanisme dat de juiste versnelling bepaalt. Parameters zijn uniek. En tenslotte moeten parameters nog juist geïnterpreteerd worden. De racewagen geeft allerlei gegevens aan de computer door: snelheid, gebruikte versnelling, toerental van de motor, temperatuur van de motor, nog aanwezige hoeveelheid brandstof… Deze gegevens worden door het computerprogramma allen op de juiste manier gebruikt. Verkeerde interpretatie van deze parameters zou kompleet verkeerde uitkomsten geven. Parameters moeten juist geïnterpreteerd worden.

Parameters aanpassen.

De hedendaagse degelijke tekenpaketten laten toe om virtuele modellen te maken (modellen die enkel in de virtuele wereld van de computer bestaan). Deze modellen zijn opgebouwd uit een aantal features die op een basisvorm zijn toegepast. (Features zijn subonderdelen: onderdelen die steeds een deel uitmaken van een basisvorm. Bijvoorbeeld een gat.) Men kan bijvoorbeeld als basisvorm een blok tekenen met een bepaalde Breedte, Diepte en Lengte.

 

Op het scherm verschijnt dan een blok met een bepaalde kleur en, wat men niet onmiddellijk ziet, een bepaalde dichtheid. De parameters Breedte, Diepte en Lengte, bepaal je tijdens de definiëring van het blok. Doe je dat niet, dan geeft het systeem zelf namen. De kleur en de dichtheid zijn instellingen. Je kan ze ten allen tijde aanpassen. Het tekenprogramma kan zonder problemen van dit blok het gewicht berekenen. In dit geval zijn de maten in mm en is het soortelijk gewicht ingesteld op staal; het blok weegt in de toestand van de figuur 548,1448 gram het heeft een volume van 70.000 mm3 en een oppervlakte van 11.800 mm2. Op dit moment heeft het blok voor het tekenprogramma 3 parameters nl.: Breedte, Diepte en Lengte. Maar toch zijn er nog een aantal andere gegevens die aangepast kunnen worden: o.a. de dichtheid en de kleur. Indien we aan dit blok nu nog wat features aanbrengen, dan zullen we het aantal parameters zien toenemen (het feature -dus de subvorm- is hier een gat; merk op dat een gat niet op zichzelf kan bestaan.)

Ditmaal hebben we het systeem de parameters zelf laten benoemen. Dit heeft tot gevolg dat de vanzelfsprekendheid van de parameters verdwenen is. Maar dit heeft niet enkel te maken met de naam van de parameter maar ook met de aard van het feature dat toegevoegd werd. Hier werden twee features toegevoegd: de groef rondom en het gat. De parameters die nu ontstaan zijn kunnen enkel nog geïnterpreteerd worden door gebruikers van dit specifiek tekenprogramma. Alle andere lezers hebben er het raden naar wat de parameters inhouden. Maar er is nog meer. Er is geen enkel CAD-programma (tekenprogramma), zelfs niet het programma dat gebruikt werd om dit voorbeeld te creëren, dat het lijstje in de figuur kan interpreteren en meteen de juiste vorm tevoorschijn kan toveren. Dit is te wijten aan het feit dat er te weinig informatie is. Wil je echt alle informatie om dit stuk te kunnen reproduceren, dan heb je de gehele definitiefile nodig, dus het bestand waarin zowel de parameters als de informatie over de juiste features in zich heeft. Heb je die file, dan kan je enkel met het CAD-programma waarmee deze file is aangemaakt het stuk terug tevoorschijn toveren. Let wel op, de gegevens moeten in deze file in de juiste volgorde en op de juiste plaats te vinden zijn, zoniet: geen virtueel blokje! Maar als goede tuner (persoon die een machine perfect kan afstellen) heb je alle gereedschap en ga je aan de slag om het blokje aan te passen. Als je enkel de parameters uit de lijst kan veranderen, dan kan je geen wezenlijke verschillen tot stand laten komen. Je kan:

 

* De afmetingen van het blokje aanpassen

* De afmetingen en de positie van de groef rondom aanpassen

* Het gat vergroten en verkleinen en de positie aanpassen

 

Wat kan je niet:

 

* Het gat of de groef laten verdwijnen

* Meerdere gaten maken

* Een tweede gelijke groef ook aan de andere zijde maken

* Hoeken afronden

* …

 

Wil je deze laatste veranderingen aanbrengen dan moet je features toevoegen en daarmee worden er nieuwe parameters toegevoegd. (natuurlijk kan dit niet zonder het CAD-programma) Stel dat je niet over het CAD-programma beschikt en dat je toch een parameter wil aanpassen.

In principe moet de file (net als onze genen) alle gegevens in zich hebben om dit te kunnen. We openen de file met Notepad (een tekst editor) en zoeken naar het woord “Lengte”. Dit komt 1x voor en enkele tekens verder zien we het getal ‘20’ staan. Dit kon niet beter uitkomen. We veranderen de ‘20’ in ‘99’, op deze manier blijven er juiste evenveel tekens in de file staan, wat belangrijk is een database. Na het bewaren proberen we deze ‘gemanipuleerde’ file te openen met het CAD-programma om het resultaat te bekijken. Wat zien we? Niets! Deze kleine en evidente wijziging zorgt blijkbaar voor een onherstelbaar probleem tijdens het lezen van de file. Het CAD-programma merkt dat het in de knoop raakt en doet niets. Computerdeskundigen en ervaren gebruikers zullen dit soort resultaat verwacht hebben. Zoals u kan zien in de afbeelding, is de file waar we de parameter hebben veranderd niet echt leesbaar voor de mens, alleszins niet met Notepad. De gegevens in deze file zijn enkel juist te interpreteren door het juiste programma. Manueel kunnen we er niets in veranderen, zelfs al worden er geen tekens toegevoegd of weggelaten.

De parameters van het DNA.

De parameters van het DNA bevatten alle nodige gegevens om een kopie te maken. Het DNA dat in elke cel van een levend organisme zit, bevat alle gegevens om dat organisme vanaf niets op te bouwen. Met 1 levende cel kan men in principe het gehele organisme laten opgroeien. Een voorbeeld: De consument heeft een duidelijke voorkeur voor bepaalde soorten fruit. De ‘Granni Smith’ is bijvoorbeeld een favoriet. Misschien hebt u het al wel eens geprobeerd, maar als u een pit uit een ‘Granni Smith’ laat opgroeien tot boom, dan zal u zeer waarschijnlijk geen ‘Granni Smith’ appelen aan uw boom vinden. Waarom dit zo is zullen we later verklaren. Wil je een echte ‘Granni Smith’-boom dan moet je een tak van deze soort nemen en die laten wortel schieten of enten op een andere fruitboom. Maar niet alle groenten en fruit zijn even goed te enten. Wat is de oplossing: men neemt de bladeren van de plant die men wil kopiëren. Ontsmet ze, knipt ze in kleine stukjes en men legt elk stukje op een aparte voedingsbodem. Die voedingsbodem kan zodanig gemanipuleerd worden dat de plant op een bepaalde manier groeit: meer nadruk op de wortels of op het zichtbare gedeelte! Op deze manier maakt men in een labo honderden of duizenden (legale) kopie’s van een bepaalde plant. En wat zeer zeker is, is dat de vrucht identiek zal zijn aan die van de originele plant. De plant is gecloond.

De nodige gegevens om het DNA te ‘lezen’.

Het stukje blad op de voedingsbodem blijkt in staat om terplekke de nodige gegevens te verkrijgen om een bepaalde soort cellen te laten groeien. Aan een blad zit immers geen wortel, toch moeten er wortels aangemaakt worden! Dit wil zeggen dat elke cel van een organisme op een bepaalde manier in staat is om het DNA dat het met zich mee draagt om te zetten in de juiste acties. Met andere woorden is het DNA in dit geval niet alleen de file, maar ook het CAD-programma uit het voorbeeld van de parameters. En wat meer is: in het stukje blad blijkt nog genoeg leven te zitten om de gegevens in daden om te zetten.

Welke mogelijkheden heeft de natuur met de parameters?

We zagen net dat een pitje van een ‘Granni Smith’ hoogst waarschijnlijk geen boom oplevert die ‘Granni Smith’-appels draagt. De reden hiervoor ligt in de manier hoe levende organismen zich voortplanten: Het DNA splitst zich in de lengte en deze halve ketting combineert zich bij de bevruchting met een gelijkaardige halve ketting van de partner. Deze twee kettingen zijn voor het grootste gedeelte gelijk, ze wijken enkel af waar de natuur hiervoor de ruimte heeft gegeven. Het is alsof de waardes van de parameters uit het voorbeeld met het blokje, worden gewijzigd. Bij appelen zijn er bijvoorbeeld parameters voor de kleur en de smaak. De bijtjes die met het stuifmeel rondvliegen, dragen stuifmeel van vele soorten appelen met zich mee. De smaak en kleur parameters zijn daarom hoogst waarschijnlijk verschillend. Hierdoor verkrijg je in de nieuwe zaadjes een variatie in de kleur, vorm, smaak… De variatie is beperkt: uit een appelpit zal nooit een kriekenboom voortkomen, dit is geen variatie maar een ander ontwerp. De pitten dragen dus de nieuwe informatie mee terwijl de vrucht (de appel) gemaakt werd met de informatie van het DNA van de boom. Een voorbeeld van de geweldige variatie die er mogelijk is, zien we in de hondenrassen. Alle hondenrassen komen voort uit 1 oorspronkelijk ras, dat weliswaar alle informatie voor al die andere rassen in zich droeg. Door degeneratie kan het zijn dat sommige mogelijkheden verloren gaan, hierdoor hebben bepaalde hondenrassen last van specifieke kwalen. Hierdoor is de cheeta met uitsterven bedreigd of ontstaan er nu problemen met de teelt van onze aardappelen. De degeneratie ontstaat door fouten in het combineren van de DNA ketens. Wanneer deze fouten niet kunnen hersteld worden door het combinatiesysteem dat de twee halve DNA ketens bij mekaar brengt, dan gaat er informatie verloren. Wanneer bij het formeren van een volgende generatie beide ‘ouders’ dezelfde fout in hun DNA dragen, dan ontstaat er een tekort aan informatie waardoor sommige (ras specifieke) ziekten kunnen ontstaan.

Eerste besluit.

Het DNA is niet zo maar een reeks parameters waarin we naar behoeven kunnen veranderen. Buiten de parameters zijn er tal van gegevens waar we niets aan mogen veranderen willen we geen ongewenst resultaat of degeneratie krijgen.

Wat zijn de resultaten van aanpassingen van het DNA?

Er zijn reeds een aantal ervaringen opgedaan met de modificatie van genen: Prof.Ouweneel heeft door een bepaald gen uit te schakelen fruitvliegen zonder ogen gekweekt. Het gaat hier dus om een vermindering van de informatie van de genen. Na enkele generaties kwamen de ogen terug te voorschijn, doch niet op de juiste plaats! Bij de modificatie van maïs is gebleken dat één van de insecten die de plant bezoekt, door deze verandering vergiftigd wordt! Dit duidt op een ernstig probleem naar de omgeving toe!

Hoe ver staat het Human genomene project?

Begin februari 2001 werd gemeld dat het ganse menselijke DNA in kaart was gebracht. Dit wil zeggen dat men de ganse menselijke DNA informatie heeft omgezet in een voor ons leesbare vorm. Let op; u mag zich dat voorstellen als een reeks namen van eiwitten. Niet meer, niet minder. Geen namen van parameters, geen uitleg, over het nut of het doel van een bepaalde combinatie, geen enkele houvast in deze enorme lijst. De volgende stap was het ontcijferen van de code zodat we een betekenis kunnen geven aan de verschillende eiwitten op specifieke plaatsen… Een speld in een hooiberg is gemakkelijker te vinden!

Anno 2010 zien we dat er van veel genen allerlei informatie beschikbaar is, hoeveel precies is verschillend. Als voorbeeld http://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/1135 "This gene encodes a cytoplasmic protein tyrosine kinase which is involved in calcium-induced regulation of ion channels and activation of the map kinase signaling pathway."

Men werkt hard om inzicht te krijgen in de funtionaliteit van de genen, maar daarbij ontdekt men ook dat het systeem niet zo eenduidig is! Dr. Peter Borger beschrijft in zijn boek "Terug naar de oorsprong" dat indien genen verdwijnen, de functionaliteit in sommige gevallen wordt overgenomen door andere genen...

"Terug naar de oorsprong" ISBN 9789057982989