Waar komen genen vandaan? - Carl Zimmer

Bekijk volledige les: http://ed.ted.com/lessons/where-do-genes-come-from-carl-zimmer

Bij het ontstaan van het leven op aarde, ongeveer 4 miljard jaar geleden, hadden de vroegste microbes een basisset genen die hen succesvol in leven hield. In de tijd van mensen en andere grote organismen zijn er een stuk meer genen. Waar kwamen al deze nieuwe genen vandaan? Carl Zimmer onderzoekt de mutatie en vermenigvuldiging van genen.

Les door Carl Zimmer, animatie door TOGETHER.

Er zitten ongeveer 20.000 genen in je DNA.

Zij coderen de moleculen
waar je lichaam uit bestaat,

van de keratine in je teennagels,
tot het collageen in je neus,

tot de dopamine die rondstroomt
in je hersenen.

Andere soorten hebben hun eigen genen.

Een spin heeft genen voor spinrag.

Een eik heeft genen voor chlorofyl,
wat zonlicht in hout omzet.

Waar kwamen al deze genen vandaan?

Het hangt af van het gen.

Wetenschappers denken dat leven
zo'n 4 miljard jaar geleden ontstond.

De eerste levensvormen waren
primitieve microbes

met een basisset genen
voor de basistaken om in leven te blijven.

Ze gaven die genen door
aan hun kroost

gedurende miljarden generaties.

Sommige hiervan doen nog steeds
hetzelfde werk, zoals DNA kopiëren.

Maar geen van deze microbes
had genen voor spinrag of dopamine.

Er zijn tegenwoordig veel meer genen
op aarde dan vroeger.

Het blijkt dat veel van deze extra genen
voortkwamen uit foutjes.

Telkens als een cel zich splitst,
maakt hij nieuwe kopieën van zijn DNA.

Soms kopieert hij per ongeluk
hetzelfde stukje DNA twee keer.

Tijdens dat proces kan hij
een extra kopie van een gen maken.

Eerst werkt het extra gen
op dezelfde manier als het origineel.

Maar in de loop van vele generaties
kan het nieuwe mutaties oppikken.

Die mutaties kunnen veranderen
hoe het gen werkt,

en dat nieuwe gen kan zichzelf
opnieuw kopiëren.

Een verrassende hoeveelheid van onze
gemuteerde genen zijn vrij recent:

veel zijn van de afgelopen
paar miljoen jaar.

De jongste evolueerden nadat onze soort
zich afsplitste van de mensapen.

Hoewel het meer dan een miljoen jaar
kan duren voor uit een enkel gen

een hele familie genen ontstaat,

hebben wetenschappers ontdekt
dat zodra nieuwe genen ontstaan,

deze snel essentiële taken
op zich kunnen nemen.

We hebben bijvoorbeeld honderden genen
voor de eiwitten in onze neus

die geurmoleculen opvangen.

Door de mutaties vangen ze
verschillende moleculen,

waardoor wij biljoenen
verschillende geuren kunnen onderscheiden.

Soms hebben mutaties een groter effect
op nieuwe kopieën van een gen.

Ze kunnen ervoor zorgen dat een gen
zijn eiwit in een ander orgaan maakt,

of op een ander moment in zijn levensduur,

of dat het eiwit
een heel andere taak gaat uitvoeren.

Slangen hebben bijvoorbeeld een gen
dat een eiwit maakt tegen bacteriën.

Lang geleden werd het gen gekopieerd,
en muteerde de nieuwe kopie.

Die mutatie veranderde
het signaal in het gen

dat vertelt waar hij
zijn eiwit moet maken.

Hij wordt niet actief
in de alvleesklier van de slang,

maar maakt zijn bacteriedodende eiwit
in de bek van de slang.

Als de slang zijn prooi bijt,
komt het eiwit in de wond.

Toen bleek dat dit eiwit
een schadelijk effect had,

wat de slang meer prooien hielp vangen,

werd er positief op geselecteerd.

Wat ooit een gen was in de alvleesklier,
maakt nu gif in de bek

wat de prooi van de slang doodt.

Er zijn nog meer geweldige manieren
om een nieuw gen te maken.

Het DNA van dieren en planten
en andere soorten

bevat grote stukken zonder
genen die eiwitten coderen.

Zover wetenschappers weten,
zijn het veelal willekeurige reeksen

van genetische wartaal
die geen functie hebben.

Deze stukken DNA
muteren soms, net als genen.

Soms veranderen deze mutaties
het DNA in een stuk

dat een cel kan lezen.

Plotseling maakt de cel een nieuw eiwit.

Eerst is het eiwit misschien nutteloos,
of zelfs schadelijk.

Maar meer mutaties kunnen
de vorm van het eiwit veranderen.

Het eiwit kan beginnen
iets nuttigs te doen,

iets dat een organisme
gezonder maakt, of sterker,

of beter in staat
om zich voort te planten.

Wetenschappers hebben deze nieuwe genen
in veel lichaamsdelen ontdekt.

Onze 20.000 genen hebben dus
veel oorsprongen,

van het ontstaan van het leven,
tot nieuwe genen die nog steeds ontstaan.

Zolang er leven is op aarde,
zullen er nieuwe genen gemaakt worden.