maanantai 29. syyskuuta 2008

Elämän säie.

Ihmiset ovat taatusti aika kauan tienneet perinnöllisyydestä. Siitä, että lapset syntyvät jotenkin vanhemmistaan. Tähän on liitetty ajatusta henkien sekoittumisesta, henkien avusta siihen, että nainen on ikään kuin "pelto", johon isä laittaa "siemenen", ja lapsi on siksi olennaisesti enemmän isän kuin äidin: Isä on aktiivinen laittaja ja äidin kohtu kasvattaja ja vastaanottaja.

Mutta en ainakaan vielä tarkemmin kirjoittele näistä näkemyksistä, koska ajattelin sen sijaan kirjoitella siitä "tieteellisemmästä perinnöllisyydestä", jonka kulminaatiopisteenä on geeni ja laajemmin näiden yhteenliittymä, DNA. Geeni nimen vaihtoehtoina voisivat olla seuraavat: biofori, faktori, gemmula, id, idantti, pangeeni ja plastitudi. Tuntemamme kuitenkin vakiintui.

Ensimmäinen perinnöllisyyden todistettu lainomaisuus tuli Gregor Mendeliltä, munkilta jonka nimi oli alkujaan Johann. Hän oli köyhän perheen lapsi, jonka opiskelut olivat niin kalliita, että oma perhe ei voinut niitä maksaa, ja niinpä hän hommasi itselleen rikkaamman mesenaatin, luostarin. Hänestä tuli veli Gregor, hän ei ollut erikoisen uskovainen mies: Hänen kirjoituksissaan toistuu hyvä ruoka useammin kuin Jumala. (Hänellä oli koekammo, joten opiskelut eivät sujuneet kovin hyvin. Aikalaiset olivat tosin sitä mieltä, että hän luisti kokeista koska ei osannut.) Mendelin suurin saavutus ei ollut se, että hän tuki eräästä kuorolaisesta, Leos Janàcekista, Brünnin kuoronjohtajan. Hänen suurin saavutuksensa oli se, että hän leikki herneillä. Itse asiassa hän leikki herneillä massiivisesti ja organisoidusti. Hän huomasi, että jotkut ominaisuudet seuraavat tiettyä kaavaa. (Hän on taatusti tehnyt esikokeita, koska hän valikoi herneistä sellaisia ominaisuuksia jotka ovat yhden geenin tuottamia.) Hän keksi että ominaisuudet riippuivat vanhempien ominaisuudesta, ja keksi lisäksi resessiiviset ominaisuudet, jotka olivat näkymättömissä dominoivan ominaisuuden alla, ja jotka kuitenkin saatiin esiin takaisinristeytyksellä. Hän osoitti että perinnöllisyys oli jotain "kiinteää". (Ronald Fisher osoitti, että Mendel harjoitti ns. "kynätutkimusta", eli hän manipuloi koetuloksia tiettyyn suuntaan. Koesarjasta tuli yllättävän hyvä. Ilmeisesti Mendel huomasi jo laskelmia tehdessään mitä lainomaisuuksia ominaisuudet seurasivat.) Mendelin tuloksista ei kuitenkaan paljoa levitelty. Esimerkiksi Karl Wilhelm von Nägeli vinoili Mendelille ja pyysi häntä toistamaan kokeensa keltanoilla. Mendel epäonnistui keltanoiden kanssa - mikä ei ole ihme, koska niillä on erityinen lisääntymistapa, jossa siemenen syntyyn vaaditaan siitepölyä, mutta siitepölyn sisältämää perimää ei kuitenkaan liitetä kasvisolun tumaan. Ei siis ihme, että tulokset eivät sopineet yhteen. Mendel siirtyi tutkimaan mehiläisiä, joilla myös on poikkeava lisääntymistapa. (Eikä koekammokaan tehnyt tilannetta Mendelin kannalta helpoksi.)

Toisesta päästä tilannetta lähestyi Charles Darwin. Jo hänen isoisänsä Erasmus oli ajatellut eliölajeja sukulaisiksi. Darwinilla tästä sitten jalostui evoluutioteoria, tai oikeastaan se oli teoria luonnonvalinnasta. Darwin oli varma että perinnöllisyys liittyi vereen. Hän puhuikin verenperinnöstä. Hänen ajattelussaan vanhempien nesteet liittyivät yhteen. Perimän luonne oli siis nestemäisempi. Fleeming Jenkins keksikin "naulan evoluution arkkuun". Hän ilmoitti ja perusteli että jos perinnöllisyys olisi nesteiden sekoittumista, evoluutio olisi mahdotonta : Jos valkoinen mies lisääntyisi mustien kanssa, ei koskaan syntyisi valkoista heimoa, koska se laimenisi mustien joukkoon, eikä valkoista voisi erottautua erilleen ; Nesteissä erot laimenevat siten että ne eivät ole erotettavissa. (Erosta voidaan puhua analogisen ja digitaalisen informaation erona. Mendelin kokeet näyttivät digitaalisen informaation suuntaan, kun taas Darwinin näkemys oli analogista, ikään kuin maalipurkkiin verrattavissa olevaa, jossa kun punaista ja valkoista maalia sekoitetaan yhteen, saadaan vaaleanpunaista.)

Mendelismi yllätti evoluutikot. Eikä hyvällä tavalla. He huomasivat enemmän sen, että se erosi Darwinin näkemyksestä, eivätkä huomanneet että se korjasi Jenkinsin havaitseman ongelman. Jopa muuten äänekkäänä tunnettu Huxleykin oli vain hiljaa Jenkinsin vastaansanomattoman argumentin edessä, ratkaisematta sitä. (Richard Dawkins kirjoittikin kirjassaan "Viesti miljardien vuosien takaa" kuinka evoluutio vaatii digitaalisessa muodossa olevaa informaatiota. Tämä yksinkertaisesti tarkoittaa sitä että evoluutioteoria ennustaa kyseisen kaltaisen perimän : Jos evoluutio on totta, perimän on pakko olla "digitaalisessa muodossa". Jenkins oli siis oikeassa, ja Darwin väärässä. Mutta evoluutioteorian eduksi.) Evoluutikoista ainoastaan William Bateson hyväksyi Mendelismin. Hän teki näin, koska hän kannatti saltaatiota: Näkemystä jossa evoluutio harppoo isoja loikkauksia, joissa "liskon munasta syntyy kana." Kun asia myöhemmin huomattiin, Bateson hylkäsi mendelismin, vaikka hän oli ensimmäisenä kääntänyt kyseisen kokeen ja yritteliäästi puolustanut sitä. Keskiverrot evoluutikot eivät ottaneet Batesonia vakavasti, ja kun mendelismi liitettiin höyrypäisimpään evoluutioteorian piirissä pyörineeseen hypotetisointiin, ei mendelismi saanut aluksi hyvää mainosta ja luotettavuutta. Asia kuitenkin korjautui. Kun Hermann Muller vielä huomasi, että geenejä voitiin mutatoida, jolloin ne saivat uusia ominaisuuksia, evoluutioteoriaan täysin erityisen hyvin sopiva perimä olikin "koko lailla siinä".

Nämä kuitenkin olivat vain kuvailevia teorioita siitä, minkälaisia tapahtumia perimä aikaansaa. Näitä oltiin testailtu hienosti, mutta olennaista oli, että ei tiedetty mikä toimi. Tiedettiin kyllä miten se tuntematon aikaansaaja sen teki.

DNA erotettiin ensi kertaa vuonna 1869. Friedrich Mieshcer erotti sen sotilaan verisistä kääreistä. Hän arveli että se voisi liittyä perinnöllisyyteen jotenkin. Tuohon aikaan kuitenkin ajateltiin että proteiinit olivat olennaisempia: Niitä oli niin paljon erilaisia. DNA:n ajateltiin olevan liian yksinkertainen ja samanlainen ollakseen vastaus. Vuonna 1902 Archibald Garrod esitti laajemman ja tarkemman ajatuksen DNA:n toiminnasta. Hän piti sitä proteiinien rakennusohjeena. Hän päätteli tämän, koska eräs tauti, alkaptonuria, oli ilmeisesti perinnöllinen, ja siihen liittyi se, että tietty väriaine ei hajonnut. Tämän seurauksena korvavaha ja virtsa olivat erikoisen värisiä. Hän ei testannut näkemystään.

19 -vuotias varhaiskypsä "filosofi joka tunsi jonkin verran biologiaa" James Watson ja 35 -vuotias "ei vieläkään väitellyt, mutta joka tiesi fysiikasta" Francis Crick sitten keksivät DNA:n toiminnan. He lähestyivät jopa sen koodin avaamista, mutta he epäonnistuivat. Heidän pilkuton koodinsa ei ollut oikea, siinä oli nelikirjaiminen koodi (eli neljä eri nukleiinihappoa muodostivat neljän jonoja koodatessaan tiettyä ainetta.) ja toistoryhmät olivat lopukkeita, ja näin saatiin oikea määrä sarjoja proteiinin osasille. Vuonna 1961 nojatuolifilosofointi aiheen parissa loppui ja kokeellinen tutkimus alkoi ; Marshall Nirenberg ja Johann Mathaei pistivät sarjan urasiilia koeputkeen ja saivat fenylalaniinijonon. Pilkuton koodi tuli kumotuksi. Koodauksia tutkimalla selvitettiin että perimän koodi on nelikirjaimista (Neljä nukleiinihappoa kolmen jonoissa symbolisoi tiettyä aminohappoa.)

Ei kommentteja: