Multifunktionellt DNA

av Lars Johan Erkell

Anders Gärdeborn förklarar i sin bok att DNA är multifunktionellt, varmed han menar att det skulle innehålla flera olika typer av koder i flera nivåer. Alla dessa överlagrade koder skulle göra att DNA i princip vore omöjligt att förändra, eftersom en förändring i en av koderna skulle få återverkningar på de andra. Som biolog blir man förbluffad när man läser detta – det här är ingenting man känner igen.

Det är sedan länge bekant att DNA-molekylen inte bara är en trådformad polymer som byggs upp av en följd av nukleotider. I så kallade eukaryota celler (som bygger upp växter och djur) är DNA-tråden upplindad på små trådrullar (nukleosomer) som består av histoner, en sorts proteiner. Ett stort antal andra proteiner kan binda både till DNA själv och till histonerna. Hela detta DNA/proteinkomplex kallas kromatin, och där bestämmer proteinernas bindningsmönster och aktiveringstillstånd hur DNA transkriberas till RNA. Det hela låter kanske komplicerat, och det är det också – mycket komplicerat till och med. Här finns ett stort antal regleringsmekanismer som är invävda i varandra på ett svåröverskådligt sätt som knappast leder tankarna till någon särskilt intelligent design.

Anders Gärdeborn har dock bilden klar för sig. Han skriver på s. 96 att genomet är organiserat enligt tre principer: metainformation, multifunktionalitet och modularitet.

***

Vad menar då Gärdeborn med multifunktionalitet? Vi läser på s. 97:

”[...] människans genom är multifunktionellt. Det innebär att informationen inte bara ligger lagrad som en endimensionell rad med bokstäver som i en bok, utan koderna går omlott med varandra. Jämför med ett korsord. Där kan en given bokstav koda för två olika ord samtidigt. [...] DNA-koden kan läsas i båda riktningarna och den kan ge olika funktion beroende på var i koden läsningen påbörjas. Det är som en bok som ger olika budskap om man läser den fram- eller baklänges, eller beroende på från vilken bokstav man börjar läsa.”

I texten till bild 38 på sidan 96 läser vi vidare:

”[...] flera och överlappande gener kan uppta samma DNA-segment som producerar flera olika funktionella RNA-koder.”

Det här känns igen, i alla fall delvis. Det finns tre exempel på s.k. överlappande läsramar i människans genom, vilket just innebär att om läsningen startar från två olika ställen, kommer samma DNA-sekvens att ge upphov till två olika proteiner. Eventuellt kan fenomenet finnas på ytterligare några platser i genomet [1], men det rör sig alltså inte om något omfattande fenomen – vi har ca 22 000 proteinkodande gener.

Att avläsning av DNA kan gå i två riktningar är också bekant, och för människans del skulle fenomenet beröra 5–10 % av våra gener [2]. Det är också väl känt att segment av gener kan överlappa varandra, och även här handlar det troligen om 5–10 % av våra gener [3]. Observera dock att dessa två kategorier överlappar varandra, så summan av dem är mindre än 10–20 %.

En begränsad form av ”multifunktionalitet” i genomet är alltså känd. Om emellertid Gärdeborns skildring av en närmast hundraprocentig och hittills oanad multifunktionalitet i flera nivåer av DNA är korrekt, skulle den revolutionera vår syn på genomet. Men sensationella anspråk kräver sensationellt bra evidens, brukar man säga. Vilka argument har Gärdeborn? Han stöder sig på ENCODE-projektet (den kartläggning av genuttryck som vi diskuterade i förra inlägget), men som vi såg var dessa resultat mycket kontroversiella. Dessutom har en senare studie bekräftat att resultaten i stora delar var felaktiga, och att den extremt omfattande gentranskription man hade sett berodde på svagheter i den metod man använt [4].

Gärdeborn hänvisar till ytterligare en källa, John Sanfords bok Genetic entropy and the mystery of the genome från 2005. Sanford hänvisar i sin tur till en enda artikel, The multiple codes of nucleotide sequences, från 1989 [5]. Biofysikern Edward Trifonov diskuterar där olika hypoteser om hur information skulle kunna lagras i DNA. Det rör sig här om ”koder” i ordets allra vidaste bemärkelse, som regelbundenheter i DNA-molekylens krökningsradie eller olika typer av mönster i nukleotidsekvensen. Arbetet är påtagligt spekulativt.

Det är lite märkligt att Sanford bara citerar ett enda (och klart spekulativt) arbete från 1989 när hans bok gavs ut 2005. Om detta vore ett framgångsrikt forskningsfält borde det väl ändå hänt någonting på 16 år? Söker man på ”multifunctional DNA” eller ”multiple codes” i den vetenskapliga litteraturen finner man ingenting som anknyter till Gärdeborns resonemang. Jag lyckades i alla fall inte, detta efter att ha gått igenom något hundratal titlar – det borde jag gjort, om begreppen funnits med i den vetenskapliga debatten.

Det här var inte mycket till stöd för en så revolutionerande tanke som den Anders Gärdeborn vill torgföra. Jag tror vi kan avskriva den.

***

Så till metainformationen. Gärdeborn förklarar att detta är ”information om information”, och att den utgör den övervägande delen av genomets information. Och vilken är då denna information? Vi läser på s. 97:

”Det kan röra sig om hur informationen skall lagras (till exempel hur DNA ska lindas upp i kromosomerna). Eller när informationen skall läsas (till exempel hur en cell skall veta vilken av människans 300 celltyper den skall bli). Eller hur de strukturer som hanterar informationen skall regleras (exempelvis hur mycket av ett visst protein som skall tillverkas vid ett visst tillfälle). Eller hur informationen ska underhållas och repareras (eftersom varje mänsklig cell genomgår ungefär tio skador per sekund som behöver repareras).”

Allt detta var nytt för mig. Jag hade ingen aning om att alla dessa funktioner reglerades av en sorts metakod som skulle finnas i okända delar av genomet. Jag känner däremot till andra mekanismer man brukar diskutera i sammanhanget. Gärdeborns påståenden är emellertid så sensationella att en vetenskaplig diskussion om saken borde vara omöjlig att missa, men kanske har jag ändå missat något? Gärdeborn ger referenser till två artiklar i kreationistlitteraturen [6]. Ingen av dessa innehåller dock några handfasta belägg för att den här sortens metainformation skulle existera, utan baserar sig på spekulationer. Om man går till den vetenskapliga litteraturen och letar efter ”DNA metainformation” får man noll träffar. Artiklar om metainformation finns, men då handlar det om datorsystem.

Nej, talet om metainformation i DNA är rena fantasier. Det visar återigen hur illa det kan gå när man tar på sig sina ID-glasögon och försöker tillämpa tekniska begrepp på biologiska system.

***

Slutligen några ord om modulariteten för fullständighetens skull. Gärdeborn påpekar att den genetiska koden är uppbyggd av moduler som kan kombineras på olika sätt. Fenomenet är välkänt och de bakomliggande mekanismerna har studerats ingående. Men varför tar han upp detta? Vi läser på s. 100:

”Den genetiska koden har alltså en struktur med relativt fasta moduler som kan kombineras med varandra på olika sätt. Den har därför en inbyggd förmåga till variation. Variation verkar vara ett av syftena med koden, och är därmed ett resultat av design. Genom darwinismen har vi nästan hjärntvättats till att tro att naturens variation alltid är slumpmässig. Men riktigt värdefull variation är designad.”

Gärdeborn fortsätter med att skildra hur omkombination av modulerna skulle kunna skapa varianter som kan göra livsformerna bättre anpassade till sin miljö. Han avslutar resonemanget med att säga ”Guds syfte med variationen kan vara både mångfald och överlevnad” (s. 101). Emellertid bygger också evolutionsteorin på att variation är en förutsättning för anpassning och överlevnad, så modulariteten är inte i sig något argument för design.

Det här var inte något starkt argument. Möjligen är det övertygande om man redan är övertygad om att en designer har skapat allt liv.

Noter

[1] Chung, W.-Y. et al. (2007): A First Look at ARFome: Dual-Coding Genes in Mammalian Genomes. PLoS Comput. Biol. 3, 0855–0861

[2] Dahary, D., et al. (2005): Naturally occurring antisense: Transcriptional leakage or real overlap? Genome Res. 15, 364–368

[3] Makalowska, I. et al. (2005): Overlapping genes in vertebrate genomes. Comput. Biol. Chem. 29, 1–12

[4] van Bakel, H. et al. (2010): Most “Dark Matter” Transcripts are Associated with Known Genes. PLoS Biology, 8, e1000371

[5] Trifonov, E.N. (1989): The multiple codes of nucleotide sequences. Bull. Math. Biol. 51, 417–432

[6] Williams, A. (2007): Astonishing DNA complexity demolishes neo-Darwinism. Journal of Creation 21, 111–117

Woodmorappe, J. (2004): Potentially decisive evidence against pseudogene ‘shared mistakes’. Technical Journal 18, 63–69

[Ursprungligen publicerad på http://biologg.wordpress.com.]