Een microbiologische computer?

Wetenschappers zijn weer een stapje dichterbij biologische computers gekomen! Door de ontdekking van 'stroomdraad-bacteriën' in Aarhus, Denemarken. Dat is niet de echte naam, want die moeten ze nog verzinnen. De bacteriën werken wel als een soort stroomdraad: ze groeien in kleine draadjes van een paar centimeter en ze hebben net als echte stroomdraad een isolerend laagje.

De bacteriën in de modder. De elektronen gaan door de buisjes net onder het buitenste laagje: de rode puntjes geven de buisjes aan.

Wat is nou het nut van de stroom die ze maken? Wetenschappers hebben het antwoord: de bacterie is van de soort Desulfobulbus en leeft van zuurstof en waterstofsulfide. Op de zeebodem vinden ze genoeg waterstofsulfide, maar weinig zuurstof. In ondiep water is het net andersom. Daarom vormen de bacteriën lange kettingen om elektronen van de bodem naar boven te brengen. Eigenlijk is er één kant van de ketting die 'ademt' en één kant die voedsel verzamelt. Zo kan de hele kabel blijven leven.

Eerder dit jaar hebben wetenschappers bacteriën ingezet om kleine magneetjes te maken, die kunnen werken als een harde schijf in een computer. Ook zijn er bacteriën 'geprogrammeerd' om nulletjes en ééntjes te zijn, net als de bits in computertaal. Door het DNA van de de bacterie aan te passen, kunnen wetenschappers een bacterie groen of rood licht laten geven.

Al dat programmeren van levende dingen is best moeilijk: wetenschappers moeten dan eerst een stukje DNA in een virus stoppen. Op dat stukje DNA staat de informatie die ze aan de bacterie willen geven, maar ook hoe die informatie gelezen moet worden.
Er zit wel toekomst in het programmeren van bacteriën! Als je daar iets mee zou willen doen, ga je dan microbiologie of informatica studeren?

Experiment: Extraheer je eigen DNA!

In iedere levende cel bevindt zich DNA, het erfelijk materiaal. DNA staat voor desoxyribonucleic acid, maar dat mag je vergeten. DNA is een molecuul wat al in de 19e eeuw is ontdekt, maar pas in de 20e eeuw hebben wetenschappers uitgevonden hoe het er uit ziet en wat het precies doet. Eigenlijk staat er in een soort code in wat voor kleur ogen je hebt, hoe groot je handen worden en of je krullen of steil haar hebt. Dat zijn dingen die je van je ouders krijgt en daar kun je niets aan veranderen.

Je kunt thuis niet de code lezen die in je DNA staat, maar je kunt de moleculen wel zichtbaar maken.

Dit heb je nodig:

• water
• twee theelepels afwasmiddel
• één theelepeltje keukenzout
• een theelepel
• (ontsmettings-) alcohol
• kleine beker
• groot (limonade-) glas

Dit moet je doen:

Stap 1:

Spoel je mond schoon met water. Je wil natuurlijk je eigen DNA zichtbaar maken, niet het DNA van het dier of de plant die je daarnet hebt gegeten...

Stap 2:

Spoel nog een keer met een klein slokje water. Daarmee spoel je cellen los van de binnenkant van je mond. Uit die cellen gaan we DNA halen. Spoel ongeveer een minuut of twee en spuug het water uit in de kleine beker.

Stap 3:

Doe één theelepeltje zout bij je uitgespuugde vloeistof en doe er ook twee theelepels afwasmiddel bij. Roer alles zachtjes door, zodat er geen schuim ontstaat.

Stap 4:

Giet alles over in het grote glas. Giet voorzichtig, langs de rand van het glas, de alcohol erbij tot het glas ongeveer halfvol is. Als je dit goed doet, ontstaat er een laag alcohol bovenop het water. Zet alles ongeveer een half uur lang op een veilige plek. Daarna zoek je in de alcohol-laag naar wittige sliertjes - dat is je DNA!

Dit gebeurt er:

Door goed te spoelen, maak je cellen los van de binnenkant van je wang. Daar zit hetzelfde DNA in als in je spieren, je hersenen en zelfs je oog! Dat komt omdat je in de buik van je moeder gegroeid bent uit één celletje. Dat celletje had hetzelfde DNA als alle cellen waar je nu uit bestaat. Om het DNA eruit te halen, moeten de cellen eerst kapot gemaakt worden. Daarvoor gebruik je afwasmiddel. Door de negatieve lading van je DNA-moleculen, wordt het aangetrokken tot de positief geladen ionen van het keukenzout. Je DNA valt uit elkaar in water, maar niet in alcohol. Daarom zie je de sliertjes van de uitgerolde moleculen in die laag. Als je wilt, kun je een beetje alcohol in een potje doen om je eigen DNA in te bewaren. Je moet het dan voorzichtig (met een lepel) uit het glas halen en voorzichtig in het potje doen.