Originaliteit van eiwitten: complex - geen overgangsvormen

We hebben al gezien dat in de opbouw van de cel de sterke gelijkenissen opvallen, en dit tussen de meest uiteenlopende levensvormen. Het gaat om een enorme homologie. Het volgende probleem is daar de onverwachte keerzijde van. Om dit goed te begrijpen moeten we eerst iets meer weten over biochemie.

Heel het leven is opgebouwd uit hele kleine cellen. In ons lichaam zijn er duizenden miljarden cellen. De werking van de cel is in hoofdzaak te danken aan vernuftige moleculen die we eiwitten noemen. Dit zijn grote moleculen bestaande uit duizenden atomen. En het bijzondere van deze moleculen is hun onvoorstelbare complexiteit. Het is pas de laatste 25 jaar duidelijk geworden hoe buitengewoon onwaarschijnlijk eiwitten eigenlijk zijn.

Terwijl de mens er nog niet in geslaagd is om zelf één enkel eiwit te ontwerpen, blijkt het menselijk lichaam zo maar eventjes uit 30,000 verschillende eiwitten te bestaan, allemaal toegerust voor een uiterst specifieke taak.

Deze eiwitten zijn lange kettingen van aminozuren. Deze aminozuren kan je je best voorstellen als kralen die je aan elkaar kan rijgen tot een eiwit. Er zijn 20 mogelijke aminozuren en een eiwit heeft er zo honderden op een rij in een heel bepaalde volgorde. Afhankelijk van de volgorde kan deze ketting een stabiele opgevouwen 3D vorm aannemen en een welbepaalde scheikundige of zelfs mechanische functie vervullen. Als je aminozuren willekeurig samenstelt tot een ‘kandidaat’ eiwit is de kans ongeveer één op een miljard dat het eiwit zo’n stabiele conformatie aanneemt en dus kan werken. Maar de kans dat zo’n stabiel eiwit ook nog een nuttige functie heeft, is uiteraard nog veel kleiner. Eiwitten zijn dus buitengewoon onwaarschijnlijk! De vraag is dus: hoe ontstaan deze eiwitten?

Evolutiebiologen zijn er altijd van uit gegaan dat ook deze eiwitten evolutief zijn ontstaan. En zoals men vanuit de gelijkenissen in de fossielen de veronderstelde evolutie kan reconstrueren, wordt vanuit de gelijkenissen van eiwitten de veronderstelde evolutie gereconstrueerd. Wat is nu het probleem? Juist de enorme gelijkenissen!

Door de enorme homologie vindt men onder de eiwitten nog veel minder overgangsvormen dan onder de fossielen. Sommige eiwitten die men bij zeer uiteenlopende organismen vindt, zijn voor 80% identiek. Het lijkt er dan op dat men slechts voor 20% evolutie kan reconstrueren, de rest is immers hetzelfde. De voor de hand liggende conclusie is dat de evolutie van deze eiwitten in een verder verleden plaatsvond maar daartegenover staan twee opmerkelijke vaststellingen. Ten eerste dat sommige eiwitten enkel in recentere organismen voorkomen zodat men verwacht dat ze recenter moeten zijn ontstaan. Ten tweede dat de 20% die verschillend is, bij nader toezien blijkbaar het minst belangrijke deel van het eiwit is. Eiwitten lijken hierdoor vrij origineel.

Verder lezen