Genernes nøgle

Med afkodningen af generne, får vi adgang til livets byggeklodser. Det er en nøgle, der åbner for fantastiske muligheder og tilsvarende uoverskuelige farer. Et værktøj, vi først lige er begyndt at bruge - med rystende hænder og en vis frygt for ikke at kunne styre.

I 1665 offentliggjorde den engelske videnskabsmand Robert Hooke observationer som han havde gjort af kork og andre slags plantevæv ved at bruge et mikroskop. Han bemærkede at materialet var opbygget i "celler", som han kaldte det.
Dengang var det optikken i mikroskoperne der satte grænser for videnskaben, og det var i kraft af at han byggede et mikroskop, der kunne forstørre 270 gange, at hollanderen Anton van Leeuwenhoek ti år senere som den første observerede bakterier og sædceller.
Og så var man så småt på sporet af arvelighedens mysterier.
Den østrigske munk Gregor Mendel regnes for genetikkens far. Gennem årtiers tålmodige forsøg med at krydse ærteplanter og systematisk registrere, hvordan planternes kendetegn førtes videre gennem nye generationer, afdækkede Mendel de grundlæggende love for arvelighed.
Dengang, i midten af attenhundredetallet, var der ingen der tog sig synderligt af Mendels opdagelser. Det var heller ikke den helt store nyhed, at en schweizisk kemiker i 1869 isolerede DNA som en substans i cellekerner. Der skulle gå det meste af et århundrede før man nåede frem til at forstå, hvordan generne er opbygget.
I 1953 fik to unge forskere ved Cambridge universitetet, James Watson og Francis Crick, brikkerne til at falde på plads, ved at nørkle sig frem og bygge en model i ståltråd der var lige så høj som dem selv af DNA molekylet.
Idag er "den dobbelte helix" et ikon for en videnskab, der ser ud til at kunne forandre verden ligeså radikalt som computerne er i færd med.

Den snoede rebstige
DNA viste sig at være opbygget som en snoet rebstige. Siderne består af sukker og fosfat, og trinnene består af fire forskellige slags molekyler, de kaldes baser.
Hvert trin i rebstigen består af to baser, som er hægtet sammen. Baserne hedder Guanin, Cytosin, Adenin og Thymin – som regel bruger man bare forkortelserne G,C, A og T. Baserne passer sammen parvist, sådan G altid hænger sammen med C, og A altid hænger sammen med T.
Det betyder at den ene side af rebstigen altid vil være en slags spejlbillede af den anden side. Hvis rækkefølgen af baserne på den ene side af rebstigen er f.eks. CAATG, så vil den modsatte side nødvendigvis være GTTAC.
Rækkefølgen af baserne i rebstigen er en instruks, der fortæller, hvordan kroppen skal opbygges og fungere. Systemet kan for så vidt minde meget om det sprog computere brugere. Alle informationer i en computer er dybest set lange rækker af nuller og et-taller. I DNA er alt i stedet udtrykt som en kombination af de fire forskellige baser.
Der er MANGE instrukser i DNA. Man skønner at menneskets DNA består af cirka 3 milliarder basepar. Det hele er snoet tæt sammen og pakket i en slags "garnnøgler" – kromosomerne.
Vores arvemasse er fordelt på 23 par kromosomer; èt af hvert kromosom fra hver af vores forældre.

Kroppens kopimaskine
Når vores krop vokser, sker det ved at cellerne deler sig i to. Under celledelingen bliver DNA rebstigerne delt på langs, nærmest som en lynlås, der rulles ned.
Ligesom en magnet, der kan tiltrække en anden magnet med den modsatte pol, så vil de frie baser på de to halve rebstiger omgående tiltrække nye baser, og fordi hver base kun passer sammen med én bestemt anden base, vil resultatet være, at der fra den oprindelige DNA rebstige dannes to nøjagtige kopier, én til hver af de celler som den oprindelige celle deler sig i.
Rækkefølgen af baserne er instrukser til cellen om at danne bestemte stoffer i bestemte situationer. DNA er nærmest som en kogebog, der fortæller hvordan cellen skal sammensætte de stoffer – de kaldes proteiner.
Proteiner er nogle forholdsvist store og komplekse molekyler, der er opbygget af masser af simplere forbindelser, som hedder aminosyrer. Dem findes der ialt 20 forskellige af.
Systemet er sådan, at tre basepar tilsammen giver instruksen til at danne én bestemt aminosyre. I alle celler findes der en indretning, der kaldes et ribosom, og det fungerer – i grove træk – på den måde, at det kører langs en DNA-streng, aflæser kombinationen af basepar, og for hver tre basepar danner
ribosomet så den tilsvarende aminosyre.

Som sange på et kassettebånd
… Og dermed er vi nået frem til at forklare hvad et gen er.
Man kunne sammenligne gener med sange indspillet på et kassettebånd. Når båndet kører gennem båndoptageren vil det først afspille én sang, så kommer der en lille pause og så starter den næste sang. Generne er sammenhængende sektioner af en DNA streng – typisk består et gen af omkring 3000 basepar.
Ligesom en sang har et gen en begyndelse og en slutning. Starten på genet er markeret med en bestemt rækkefølge af basepar, som fortæller ribosomet at alle de aminosyrer, som det danner ud fra de følgende instrukser skal sættes sammen i et stort protein indtil det når hen til signalet, der fortæller, at her stopper genet.
Hvert gen er altså en opskrift på opbygningen af et bestemt protein. Man kender ikke det nøjagtige antal menneskelige gener, men det er i størrelsesordenen 25.000.

Et er at kende rækkefølgen af 3 milliarder bogstaver, noget andet er at forstå hvad de betyder. Man kender allerede en del geners funktion, og hver dag kommer der ny forståelse til.
Men det er hårrejsende kompliceret. Nogle gener har én bestemt funktion, og for nogle sygdommes vedkommende ved man at de skyldes en fejl på et specifikt gen. Men andre forhold styres i et indtil videre u-igennemskueligt samspil mellem mange gener.

Samme system for alt levende
Der er mange grunde til at det kunne være nyttigt at kortlægge generne.
- Ved at analysere en DNA prøve fra en patient vil man kunne få et meget præcist billede af hvad personen fejler – hvis der er tale om en arvelig sygdom. Faktisk vil DNA prøver kunne give et detaljeret indblik i hvad en persons gener måtte rumme af skavanker og styrker.
En konsekvens kunne være at par, der vælger at få børn ved reagensglas metoden kan sortere de befrugtede æg igennem, og udvælge det bedste til at sætte op i livmoderen og gennemføre graviditeten.
- På sigt håber man på at kunne rette skavanker i DNA, så en person, der eksempelvis ikke producerer et bestemt enzym, får indsat det gen, der mangler. Det kaldes gen-terapi. Hvis man ændrer på generne i kønsceller, indebærer det at ændringen vil gå videre til de kommende generationer.
- En af de forbløffende ting er at DNA er ens opbygget i alle levende ting, og i mange tilfælde kan man blande egenskaber på kryds og tværs af arter. Man har overført træk fra planter til dyr eller mellem forskellige dyrearter – det er det, der kaldes gensplejsning.
Formålet og håbet er at skabe nye varianter, f.eks. dyr eller planter der kan give et større udbytte i landbruget, eller, som i medicinalindustrien, bakterier eller dyr med nye egenskaber, så deres celler producerer et bestemt stof, man vil udvinde til medicin.

Problematisk
Der bruges meget store beløb for at forske i bioteknologi, og de produkter vi foreløbig har set indenfor landbruget og på sundhedsområdet er kun nogle små skvulp, der varsler om den bølge af anvendelser og produkter der er på vej. Det vil ændre vores verden på en meget fundamental måde, fordi vi mennesker, nu selv direkte kan designe nye levende organismer – og med tiden endda designe os.
Det er ikke alle der har tillid til at vi er viise nok til at håndtere de muligheder. Det er på mange måder en problematisk teknologi, men det er eksempelvis biler og computere unægteligt også.