Geschiedenis van DNA-onderzoek
Hoewel het mensen al eeuwenlang opviel dat kinderen vaak een mengelmoes zijn van de uiterlijke en innerlijke eigenschappen van hun ouders, weten we pas sinds de tweede helft van de 19e eeuw dat DNA bestaat. Het duurde zelfs nog veel langer voordat de functie van de stoffen bekend werd. Wat is DNA precies en wat heeft de ontdekking ervan betekend voor de wetenschap?
Wat is DNA precies?
DNA staat voor Desoxyribonucleïnezuur, in het Engels Deoxyribonucleic acid. Het is een molecuul dat de belangrijkste drager van erfelijke informatie is. Zowel mensen als dieren, planten en zelfs virussen hebben DNA. Kenmerken als je oog- en haarkleur worden bijvoorbeeld bepaald door je DNA, maar ook sommige gedragspatronen kunnen hierdoor worden verklaard.
Ontdekking van DNA
Door de publicatie van Charles Darwins The Origin of Species in 1859 raakten veel wetenschappers sterk geïnteresseerd in menselijke evolutie en het doorgeven van eigenschappen. Darwin was dan ook de eerste wetenschapper die suggereerde dat menselijke eigenschappen erfelijk waren. Hieruit ontstond ook interesse in ‘eugenetica’: het onderzoek naar het verbeteren van de genetische samenstelling van een bevolking. Tot in de 20e eeuw waren er veel voorstanders van deze stroming.
In 1865 wist een augustijner monnik, genaamd Gregor Mendel, te bewijzen dat eigenschappen van een plant bepaald werden door wat hij ‘factoren’ noemde. Deze factoren werden geërfd van de cellen die gecombineerd werden om de plant te kweken. Hij kwam hierachter door jarenlang erwten te kweken en te onderzoeken welke eigenschappen deze vertoonden. Het onderzoek naar de ‘factoren’, die we nu definiëren als ‘genen’, leek een wetenschappelijke doorbraak, maar Mendel kreeg tot de 20e eeuw maar weinig aandacht voor zijn ontdekking.
In 1869 identificeerde de Zwitserse scheikundige Friedrich Miescher als eerste de microscopische stoffen die we nu DNA noemen. Hij ontdekte deze stoffen in het chemische afval van ziekenhuizen en noemde de stoffen ‘nucleïnen’. Het lukte Miescher en zijn studenten echter niet om te ontdekken wat precies de functie was van de stoffen.
Mendelians vs. Darwinians
In 1900 werd Mendels werk herontdekt en opnieuw bewezen door verschillende botanisten en genetici. Pas toen werden Mendels ontdekkingen aangenomen voor waar door een aantal wetenschappers, maar ze werden niet direct algemeen erkend. Aanhangers van Darwin pleitten namelijk nog steeds voor de tot dan toe erkende aanname dat erfelijke deeltjes met elkaar samengevoegd werden tot nieuwe genetische variaties. Het duurde nog lang voordat de ontdekkingen van Mendel en Miescher algemeen erkend werden, maar een aantal wetenschappers was overtuigd en wijdde verschillende onderzoeken aan de nog steeds raadselachtige aard van genetisch materiaal.
Doorbraken in onderzoek naar DNA
Pas in 1953 slagen James D. Watson, Francis Crick, Maurice Wilkins en Rosalind Franklin er gezamenlijk in om de juiste chemische structuur van DNA te bepalen. Het paper dat Watson en Crick publiceerden werd wereldberoemd en de inzichten die hierin beschreven stonden leverden een nobelprijs op. De doorbraak leidde tot een storm van nieuwe onderzoeken en inzichten, zoals het kraken van de genetische code door Marshall Nirenberg en het definiëren van genetische ziektes. De mogelijkheden die genetisch onderzoek boden leken eindeloos: voor het eerst liet de wetenschap het toe om organismen te klonen, waarvan Dolly het schaap de eerste was. DNA-onderzoek in de archeologie heeft ertoe geleid dat we nu weten hoe verschillende menssoorten aan elkaar verwant zijn. Zelfs het aanpassen van het genetisch materiaal van een organisme, ook wel aangeduid als genetische manipulatie, is tegenwoordig geen zeldzaam fenomeen.
DNA voor de leuk?
DNA is van onmiskenbaar groot belang voor de wetenschap. Maar ook daarbuiten heeft de ontdekking ervan zijn voordelen. De inzichten die voortkwamen uit wetenschappelijk onderzoek komen ook op andere gebieden van pas. In het opsporen van criminaliteit zijn DNA-testen bijvoorbeeld onmisbaar geworden: door middel van DNA-onderzoek kan bewezen kan worden wie de dader van een misdrijf is, als deze op de plaats delict sporen nagelaten heeft. Ook voor minder serieuze zaken worden DNA-testen ingezet. zo worden ze vaak gebruikt door mensen die geïnteresseerd zijn in hun etnische achtergrond en voorouders. Je kan met een simpele DNA test afkomst achterhalen en zo te weten komen op welke plekken op de aardbol je voorouders allemaal hebben rondgelopen.
Bronnen:
- Brian Charlesworth en Deborah Charlesworth, ‘Darwin and genetics’, Genetics 183 (2009) 3.
- DNA from the beginning: Children resemble their parents
- DNA Worldwide: The history of DNA timeline
- NPO kennis: Wat is DNA en wat kun je ermee doen?
