De ontrafeling van de erfelijkheidswetten loopt als een rode draad door deze eeuw.
De twintigste eeuw was die van de genetica – waarmee niet is gezegd dat de eenentwintigste eeuw niet die van de genetica zal zijn.
Het begon al in het eerste jaar van de eeuw met de herontdekking, door onder meer de Nederlander Hugo de Vries, van de wetten die de Oostenrijkse monnik Gregor Mendel in 1865 uit een reeks nauwkeurig uitgevoerde kruisingsproeven met erwtenplanten had afgeleid. Uit die wetten bleek dat op zijn minst een aantal kenmerken volgens relatief eenvoudige principes wordt overgeërfd. De link met niet alleen de voortplantingscellen, maar ook de lange draadvormige chromosomen in de celkern was relatief snel gelegd.
De wetenschap kan er alleen maar over speculeren wat de grondlegger van de evolutieleer, Charles Darwin, van zijn theorie gebakken zou hebben, mocht hij op de hoogte zijn geweest van het werk van Mendel. Nu had hij geen mechanisme achter de hand om zijn principe van natuurlijke selectie door overleving van de best aangepaste te onderbouwen. Het duurde nog bijna een kwarteeuw voor het verband op ondubbelzinnige wijze mathematisch was gestut. De briljante statisticus Ronald Fisher koppelde in de jaren twintig Darwins ideeën aan de wetten van de genetica, en breidde ze uit tot wat sindsdien het neodarwinisme is gaan heten.
In de loop van de eeuw groeide geleidelijk de overtuiging dat veel meer van ons functioneren dan mensen bereid waren aan te nemen, op zijn minst gedeeltelijk genetisch was vastgelegd. Dat culmineerde in 1975 in de publicatie door de Amerikaanse entomoloog Edward Wilson van zijn magistrale werk over de sociobiologie, waarin aspecten van ons gedrag een biologische basis kregen. Een inzicht dat tot op heden mensen blijft schokken.
EEN EXPLOSIE IN DE KENNIS
Het duurde in feite verrassend lang voor de structuur van de genendragers ontrafeld was. De Duitser Friedrich Miescher had al vorige eeuw ontdekt dat er in de cel veel desoxyribonucleïnezuur (DNA) zat. Zijn landgenoot August Weissmann had dat aan de chromosomen gekoppeld. Uit het werk van onder meer de Vries was duidelijk geworden dat de erfelijke kenmerken, die ondertussen de term “genen” hadden meegekregen, niet onveranderlijk waren, maar spontaan konden wijzigen – het woord “mutatie” zou zijn oorsprong bij Fisher gevonden hebben. In de jaren twintig werd het verband gelegd tussen een gen en het ondertussen ook ontdekte concept van het enzym: een chemische stof die bepaalde scheikundigereacties katalyseert. Een gen zou de informatie bevatten voor de productie van zo’n enzym.
Maar het was wachten tot in de tweede helft van de eeuw voor alle inzichten in een DNA-model konden worden samengebracht. De Amerikaan James Watson en de Brit Francis Crick kregen de eer voor deze ontdekking: ze publiceerden in 1953 in het vakblad Nature hun model van de DNA-dubbelhelix. Een chromosoom bestond uit een dubbele streng DNA die in een dichte spiraal was opgewonden, en ontrold werd als hij moest worden overgeschreven in genen, of – bij celdeling – in zichzelf. De code van de kenmerken lag vervat in de eindeloze keten van vier basen (adenine, cytosine, guanine en thymine), die niet alleen de dubbelhelix samenhield, maar waarvan de volgorde ook de informatie over de enzymen bevatte. Drie basen op een rij (een codon) werden via een speciaal mechanisme overgeschreven in een van de twintig beschikbare aminozuren. Een keten van aminozuren vormt een eiwit, waarvan de functie – zo weten we nu – voor een groot deel afhangt van zijn specifieke driedimensioneel geplooide structuur.
Zo was de basiskennis beschikbaar, en kon de toepassing beginnen – een werk dat heel wat Nobelprijzen opleverde. In de jaren zeventig ontwikkelden de Amerikaan Frederick Sanger en de Brit Walter Gilbert bruikbare technieken om de basenvolgorde af te lezen. De ontdekking in 1989 van de polymerasekettingreactie liet toe om kleine staaltjes DNA in grote hoeveelheden te vermenigvuldigen, zodat het DNA en zijn genen intensief konden worden onderzocht. Ondertussen hebben wetenschappers al het volledige genoom – het geheel van erfelijke kenmerken – van een aantal micro-organismen in kaart gebracht. Ze hopen ergens in het begin van volgende eeuw hetzelfde voor de mens gerealiseerd te hebben.
Naar het einde van de eeuw toe veranderde het DNA niet alleen ingrijpend bepaalde facetten van het gerechtelijk onderzoek – omdat het toelaat met een nooit geziene nauwkeurigheid de identiteit van daders of slachtoffers te bepalen. Ook de geneeskunde wordt stilaan omgebouwd tot iets gebaseerd op de biotechnologie. Er wordt gesleuteld aan de genen van de mens. Voorlopig zijn de resultaten van de eerste pogingen tot genetische genezing nog beperkt, maar in de volgende eeuw zal dat ongetwijfeld anders zijn. De recente kloningsexperimenten met dieren, waarin genen cruciaal voor de werking van de mens waren ingeplant, zijn maar een van de voorbeelden tot wat de explosie in genetische kennis zal leiden.
Dirk Draulans
