Van mens tot bacterie

De basis van alle leven op aarde –van mens tot bacterie– is DNA. In het DNA zijn alle erfelijke eigenschappen vastgelegd, die van generatie op generatie worden doorgegeven. DNA is de afkorting van de Engelse term voor deoxyribonucleïnezuur. Het DNA-molecuul bestaat uit twee langgerekte kralenkettingen die als een wenteltrap om elkaar heen gewonden zijn. In elke menselijke lichaamscel zit ongeveer 2 meter DNA, verdeeld over 23 paren chromosomen. Al het DNA dat een volwassen mens bezit, weegt samen ongeveer 500 gram. Kleine organismen, zoals het mkz-virus, hebben een iets andere drager van erfelijke informatie, die meestal bestaat uit een enkele streng, het ribonucleïnezuur RNA.

De 'kralen' van het DNA zijn de bouwstenen, de nucleotiden. In de regel bestaat DNA uit slechts vier verschillende bouwstenen: adenine, thymine, cytosine en guanine, aangeduid met de letters A, T, C en G. De treden van de wenteltrap bestaan uit paren van A en T of van C en G. Het menselijk DNA bestaat uit 3,12 miljard letters.

Deze 'kralen' liggen niet in een willekeurige volgorde, maar ze bevatten de code voor de genen. De mens heeft naar schatting 30.000 genen. De lengte van de genen varieert, van enkele honderden tot vele duizenden nucleotiden. Een zeer groot deel van het DNA codeert niet voor genen; de functie van dit zogenaamde junk-DNA is nog niet bekend.

Elke cel bevat alle genen, maar ze zijn niet allemaal actief. Binnen de cel leest een ingenieuze machinerie de informatie van de genen. Een combinatie van drie van de eerdergenoemde letters vormt de code voor een aminozuur, dat op zijn beurt de bouwsteen is voor een eiwit. Dat kan het bloedeiwit hemoglobine zijn, of een eiwit dat de oog- of huidskleur bepaalt, maar ook een eiwit dat iemand gevoelig maakt voor borstkanker.

De volgorde van de bouwstenen ligt vast. Het DNA van twee mensen is voor 99,8 procent identiek. Minieme variaties in DNA van twee mensen –gemiddeld 1 op de 500 tot 1000 bouwstenen– bepalen soms het verschil tussen gezondheid en ziekte en vormen de sleutel voor het opsporen van misdadigers.

Moderne technieken maken het mogelijk DNA te veranderen. Dat proces heet genetische manipulatie of modificatie. In 1972 tonen twee Amerikaanse wetenschappers aan dat het mogelijk is genen van verschillende oorsprong met elkaar te mengen. Een van hen, Herbert Boyer, beheerst de techniek om DNA in stukken te knippen. De andere, Stanley Cohen, gebruikt kleine ringvormige DNA-strengen, zogenaamde plasmiden, om genen van de ene naar de andere bacterie over te brengen. De twee combineren hun kennis: Boyer 'verknipt' Cohens plasmiden, en Cohen brengt het gemanipuleerde DNA in een bacterie om het te vermenigvuldigen. Een jaar later slagen ze erin om een gen van een kikker in een bacterie te brengen. In 1982 volgt de eerste toepassing: menselijk insuline, ter behandeling van suikerziekte, gekweekt in bacteriën.

In de achterliggende decennia zijn de technieken sterk verbeterd. Het is nu mogelijk om aan de hand van DNA (gevoeligheid voor) ziekten vast te stellen, medicijnen te ontwikkelen, misdaden op te lossen, slachtoffers te identificeren of familierelaties vast te stellen. Bacteriën, planten of dieren met gemodificeerd DNA kunnen milieuvervuilingen opruimen, medicijnen of vaccins produceren, zijn resistent tegen bestrijdingsmiddelen of minder gevoelig voor droogte en ziekten.

Tegelijkertijd werpt de techniek allerlei ethische, maatschappelijke en juridische vragen op. Wie beschikt over genetische informatie? Mag je een DNA-onderzoek weigeren? Zijn nieuwe gewassen wel veilig? Bestaat het risico op onuitroeibare superonkruiden? Wat merkt een koe ervan als ze medicijnen maakt in haar melk?

Een vraag die hierboven uitstijgt, is waar het verboden gebied voor de mens begint. Is het toegestaan om aan de genen te sleutelen en de grens tussen soorten te overschrijden, of moet de mens eerbiedig halt houden bij de beperkingen die de Schepper in de natuur heeft gelegd? Maakt het verschil of het om een bacterie of een koe gaat? Mogen we genetische 'fouten' in de mens verbeteren? Voortdurend veranderende technieken maken de grenzen steeds vager en bemoeilijken het antwoord op de vragen. Het publiek debat dat deze week start, is daarom pas een eerste aanzet.