Rodyti straipsnį

Rodyti turinį

3 KLAUSIMAS

Iš kur tos instrukcijos?

Iš kur tos instrukcijos?

Kodėl atrodai taip, o ne kitaip? Kas lemia tavo akių, plaukų, odos spalvą? Kodėl esi būtent tokio ūgio ir sudėjimo? Kas daro tave panašų į vieną iš tėvų arba į juos abu? Kas duoda „nurodymus“ rankų pirštams iš vienos pusės užsiauginti minkštas pagalvėles, o iš kitos – kietus nagus?

Čarlzo Darvino dienomis atsakymai į tokius klausimus buvo dar nežinomi. Pats Darvinas žavėjosi tuo, kaip efektyviai organizmų savybės perduodamos iš kartos į kartą, bet tada jis mažai težinojo apie genetikos dėsnius ir dar mažiau nutuokė apie ląstelės viduje veikiančius paveldimumo mechanizmus. O štai per pastaruosius dešimtmečius biologai sukaupė daug žinių apie žmogaus genetiką ir apie detalias organizmo „instrukcijas“, įrašytas sudėtingose DNR (deoksiribonukleorūgšties) molekulėse. Vis dėlto lieka labai svarbus klausimas – iš kur tos instrukcijos atsirado?

Ką teigia daugelis mokslininkų? Daugelis biologų ir kitų mokslininkų mano, kad DNR ir visos joje užkoduotos informacijos atsiradimą per milijonus metų nulėmė atsitiktinių, niekieno nevaldomų procesų grandinė. Pasak jų, nei DNR molekulės sandara, nei tos molekulės gebėjimas saugoti bei perduoti informaciją, nei jos funkcionavimo ypatumai nerodo, kad ji buvo sukurta.17

Ką sako Biblija? Biblija leidžia suprasti, kad nuoseklus mūsų kūno organų formavimasis ir net jų susidarymo tvarkaraštis yra, vaizdžiai sakant, surašyti tarsi kokioje Dievo knygoje. Štai ką apie tai giesmėje Dievui buvo įkvėptas ištarti karalius Dovydas: „Mano gemalą matė tavo akys, ir tavo knygoje buvo surašytos visos dienos, kurios buvo suplanuotos, kai dar nė vienos jų nebuvo“ (Psalmyno 139:16Jr).

Kokių esama įrodymų? Jeigu evoliucijos teorija teisinga, turėtų būti įžvelgiama bent kiek nors pagrįsta tikimybė, jog DNR galėjo susidaryti po atsitiktinumų sekos. O jeigu teisi yra Biblija, DNR sandara ir funkcionavimas turėtų byloti, jog tai tikslinga didžio proto kūryba.

Informacija apie DNR, kai pateikiama supaprastintai, yra visai suprantama ir labai įdomi. Tad leiskimės dar vienon kelionėn į ląstelės vidų. Šįsyk apsilankysime žmogaus ląstelėje. Įsivaizduok, kad nueini į muziejų, kuriame tau bus pademonstruota, kaip ląstelė veikia. Visas muziejus yra tarsi didžiulis žmogaus ląstelės modelis – apie 13 milijonų kartų didesnis už originalą. Dydžiu jis prilygsta milžiniškai sporto arenai, talpinančiai kokius 70 tūkstančių žiūrovų.

Vos įžengęs vidun nustembi: aplink regi visokiausius keistų pavidalų darinius. Netoli ląstelės vidurio pūpso branduolys – didelis, 20 aukštų pastatą siekiantis rutulys. Tu patrauki link jo.

„Nepaprastas inžinerinis išradimas“. Kaip DNR sutalpinama. Tvarkingas DNR sutalpinimas branduolyje – nuostabus išradimas. Tai lyg sutalpinti 40 kilometrų plonyčio siūlo į lauko teniso kamuoliuką

Pro vieną branduolio apvalkalo, tai yra membranos, angą patenki vidun ir imi žvalgytis. Čionai labiausiai į akis krenta chromosomos; jų iš viso 46-ios. Vienodos chromosomos suporuotos, o pačių porų dydžiai įvairuoja. Arčiausiai tavęs esanti pora ūgiu yra kaip dvylikos aukštų namas (1). Kiekviena chromosoma netoli vidurio turi sąsmauką, tad šiek tiek primena dvi galais sujungtas dešreles, nors šiame muziejuje jos storos kaip medžių kamienai. Skersai chromosomų matai daug juostų. Priėjęs arčiau pastebi, kad kiekviena horizontali juosta suskaidyta į vertikalius ruoželius, o šie – į dar smulkesnius horizontalius ruoželius (2). Kas čia yra? Tai standžiai supakuotų kilpų išoriniai kraštai. Tau vieną kilpą timptelėjus, ji atitrūksta ir šiek tiek atsivynioja. Nustembi išvydęs, kad kilpos gija tvarkingai susivijusi iš plonesnės gijos (3). O ši gija susukta iš paties svarbiausio darinio, primenančio labai ilgą virvelę. Kas tai?

NEPAPRASTOS MOLEKULĖS SANDARA

Paprastumo dėlei šį pagrindinį chromosomos darinį ir toliau vadinkime virvele. Muziejaus modelyje ji maždaug pustrečio centimetro storio. Ji standžiai apsivijusi aplink šerdis (4); taip ant jų stambiosiose vijose susiformuoja smulkesnės vijelės. Vijos tvirtinasi prie tam tikro karkaso, neleidžiančio joms iširti. Stende perskaitai, kad šita ilga virvelė supakuota labai talpiai. Jeigu visas 46-ias šių muziejinių chromosomų virveles išvyniotum ir surištum į vieną, galėtum apjuosti maždaug pusę Žemės rutulio! a

Vienoje mokslo knygoje šita efektyvi talpinimo sistema pavadinta „nepaprastu inžineriniu išradimu“.18 Ar prielaida, kad toks išradimas galėjo atsirasti be inžinieriaus, tau atrodo įtikinama? Jei šiame muziejuje būtų didžiulė salė su milijonais prekių, išdėstytų taip tvarkingai, kad bet kurią galima lengvai surasti, ar manytum, kad jos šitaip susidėliojo be tvarkytojo? Aišku, ne, o juk toks prekių išdėstymas tėra palyginti paprastas uždavinys.

Muziejaus užrašas kviečia tave paimti šią virvelę į rankas ir apžiūrėti atidžiau (5). Leisdamas ją pro pirštus pamatai, kad čia ne šiaip koks virvagalys. Ji sudaryta iš dviejų viena apie kitą apsivijusių gijų. Gijas jungia mažyčiai vienodais tarpais išdėstyti skersinukai. Ši virvelė primena kopėčias, kurios buvo taip susuktos, kad tapo panašios į spiralinius laiptus (6). Dabar supranti, kas tavo rankose – DNR molekulės, vienos didžiųjų gyvybės paslapčių, modelis!

Chromosoma – tai viena vienintelė ant minėtų šerdžių ir karkaso tvarkingai susipakavusi DNR molekulė. Tai, kas primena kopėčių skersinukus, vadinama bazių poromis (7). Koks jų vaidmuo? Kam visa tai reikalinga? Muziejaus stende išvysti supaprastintą paaiškinimą.

PAŽANGIAUSIA INFORMACIJOS SAUGOJIMO SISTEMA

Stende rašoma, kad norint perprasti DNR, būtina suprasti kopėčių „skersinukų“ paskirtį. Įsivaizduok, kad tos kopėčios padalijamos išilgai ir kiekvienoje pusėje lieka kyšoti po dalį skersinuko. Pasirodo, tos skersinukų puselės yra tik keturių rūšių. Mokslininkai jas žymi A, T, G ir C. Jų paskirties išaiškinimas kadaise sudrebino visą mokslo pasaulį: šitų raidžių eilės tvarka yra tam tikras informaciją saugantis kodas!

Tikriausiai esi girdėjęs apie XIX amžiuje išrastą Morzės abėcėlę, kuria būdavo koduojami telegrafo pranešimai. Abėcėlė teturėjo dvi „raides“ – tašką ir brūkšnį. Vis dėlto ja galėdavo užrašyti begalę žodžių ir sakinių. O štai DNR kode raidžių yra keturios – A, T, G, C – ir jų kombinacijos sudaro „žodžius“, vadinamus kodonais. Tam tikrose DNR spiralės atkarpose esančios kodonų serijos sudaro atskirus genus, tarsi knygos skyriaus poskyrius. Vienas genas turi vidutiniškai 27 tūkstančius raidžių. Kiekviena chromosoma su joje esančiais genais ir juos jungiančiomis ilgomis DNR atkarpomis yra tarytum atskiras knygos skyrius. 23 chromosomos sudaro visą „knygą“, kurią vadiname genomu – tai pilnas organizmo genetinės informacijos komplektas. b

Genome esančiai informacijai sutalpinti reikėtų milžiniškos knygos. Kiek tos informacijos yra? Visą žmogaus genomą sudaro apie 3 milijardai bazių porų – DNR kopėčių skersinukų.19 Įsivaizduok enciklopediją, kurios kiekviename tome yra daugiau kaip 1000 puslapių. Genomui surašyti reikėtų 428 tomų. Pridėjus antrą ląstelėje esantį komplektą, tomų skaičius išaugtų iki 856. Jeigu mėgintum surinkti šitiek teksto kompiuteriu, turėtum visu etatu ir be atostogų darbuotis apie 80 metų!

Aišku, net jeigu ir sugebėtum viską taip perrašyti, naudos būtų ne kažin kiek. Argi sugrūstum tuos šimtus tomų į kiekvieną iš 100 trilijonų mikroskopinių savo kūno ląstelių? Taip smarkiai suspausti šitokį didelį informacijos kiekį – toli gražu ne mūsų jėgoms.

Vienas profesorius, dirbantis molekulinės biologijos ir kompiuterijos srityje, rašė: „Vienas gramas sausos DNR būtų apytikriai vieno kubinio centimetro tūrio ir galėtų sutalpinti tiek pat informacijos, kiek maždaug vienas trilijonas CD [kompaktinių diskų].“20 Ką tai reiškia? Prisiminkime, kad DNR spiralėje glūdi genai – tai yra instrukcijos, kaip turi būti sudarytas atskiro žmogaus kūnas. Kiekviena ląstelė turi visą šių instrukcijų rinkinį. DNR prikimšta informacijos taip efektyviai, kad vienas arbatinis šaukštelis šitos medžiagos sutalpintų instrukcijas, kaip sukurti maždaug 350 kartų daugiau žmonių nei dabar yra pasaulyje! Taigi septynių milijardų gyventojų sandarai užkoduoti reikalingas DNR kiekis vos ne vos matytųsi ant arbatinio šaukštelio dugno.21

KNYGA BE RAŠYTOJO?

Vienas gramas DNR sutalpintų tiek informacijos, kiek trilijonas kompaktinių diskų

Kad ir kiek pasiekta nanotechnologijų srityje, jokia žmogaus sukurta informacijos laikmena anaiptol nėra tokia talpi. Vis dėlto palyginimas su kompaktiniu disku išties vertas dėmesio. Pamąstyk: kompaktinis diskas daro šiokį tokį įspūdį savo simetrija, blizgiu paviršiumi, funkcionalumu. Niekam nekyla abejonių, kad jį padarė protingi žmonės. Ir jeigu jame dar įrašyta informacija – ne kokie chaotiški signalai, o smulkios, nuoseklios instrukcijos, kaip konstruoti, prižiūrėti ir remontuoti sudėtingas mašinas... Informacija disko dydžio ir svorio apčiuopiamai nepakeičia ir vis dėlto tai yra svarbiausias jame esantis dalykas. Argi tai, kad diske įrašytos tokios instrukcijos, tavęs neįtikintų, jog čia turėjo pasidarbuoti aštrus kažkieno protas? Ar tekstas gali atsirasti be rašytojo?

DNR palyginimas su kompaktiniu disku ar knyga labai taiklus. Štai kas rašoma viename veikale apie genomą: „Genomo lyginimas su knyga iš esmės netgi ne metafora. Tai tikslus apibūdinimas. Juk knyga – užkoduotos informacijos laikmena [...]. Toks yra ir genomas.“ Tas pats autorius priduria: „Genomas yra labai išmintinga knyga, nes tinkamomis sąlygomis gali ir daryti savo paties kopiją, ir pats save skaityti.“22 Taigi dabar ir atkreipkime dėmesį į šiuos svarbius DNR ypatumus.

GREITAEIGĖS „MAŠINOS“

Muziejaus tylumoje imi svarstyti, ar ląstelės branduolyje viskas irgi statiškai stovi savo vietose kaip eksponatai šioje salėje. Tada atkreipi dėmesį į kitą stendą. Jame už stiklo matai DNR spiralės atkarpą, o užrašas kviečia: „Paspauskite mygtuką ir žiūrėkite demonstraciją.“ Paspaudi, ir pasigirsta komentatoriaus balsas: „DNR turi atlikti bent du itin svarbius darbus. Pirmasis vadinasi replikacija. DNR turi būti nukopijuota, kad kiekviena nauja ląstelė turėtų pilną tos pačios genetinės informacijos komplektą. Prašome žiūrėti imitaciją.“

Stende pasirodo sudėtingos konstrukcijos aparatas. Tai darniai veikiančių robotų grupė. Aparatas prisiartina prie DNR, prie jos prisitvirtina ir ima judėti išilgai, tarsi traukinys bėgiais. Jis juda šiek tiek per greitai, kad spėtum įžiūrėti, kas ten daroma, bet aiškiai matai, jog iš paskos driekiasi jau ne viena, o dvi gatavos DNR spiralės.

Komentatorius aiškina: „Tai labai supaprastinta DNR replikacijos proceso imitacija. Molekulinių mechanizmų, vadinamų fermentais, kompleksas judėdamas išilgai DNR pirmiausia perskiria jos gijas. Paskui, naudodamas abi gijas kaip matricas, sudėlioja kiekvienai iš jų naują komplementarią giją. Negalime pademonstruoti visų elementų, pavyzdžiui, įtaiso, kuris judėdamas pirma replikacijos mašinų vieną DNR giją nukerpa, kad gijos nesusisuktų pernelyg standžiai, o laisvai atsivyniotų; taip pat nepademonstruosime, kaip kelis kartus atliekama DNR „korektūra“. Klaidos surandamos ir ištaisomos nepaprastai dideliu tikslumu.“ (Žiūrėk schemą  16 ir 17 puslapiuose.)

Komentatorius toliau tęsia: „Tačiau galime gerai pademonstruoti, kokiu greičiu viskas vyksta. Kaip matote, šis robotas juda labai vikriai. Fermentų kompleksas DNR „bėgiais“ kas sekundę perbėga per maždaug 100 bazių porų.23 Jeigu DNR padidintume iki geležinkelio bėgių dydžio, replikacijos mašina lėktų jais apie 80 kilometrų per valandą greičiu. Beje, bakterijose replikacijos mašinos gali judėti bent dešimt kartų greičiau negu žmogaus ląstelėje. Tačiau žmogaus ląstelėje į darbą kimba iškart šimtai replikacijos mašinų; jos vienu metu pradeda kopijuoti nuo skirtingų DNR spiralės vietų. Viso genomo kopija padaroma vos per aštuonias valandas.“24 (Žiūrėk rėmelį „ Perskaitoma ir nukopijuojama molekulė“ 20 puslapyje.)

DNR PERSKAITYMAS

DNR replikacijos robotai dingsta iš akiračio ir pasirodo kita mašina. Ji irgi juda išilgai DNR atkarpos, bet kur kas lėčiau. Matai, kaip ji „ryja“ DNR spiralę ir išleidžia ją pro kitą galą – nė kiek nepakeistą. O pro dar vieną mašinos angą lyg kokia ilgėjanti uodega ima lįsti nauja, vienguba gija. Kas čia vyksta?

Vėl prabyla komentatorius: „Antras svarbus DNR darbas vadinasi transkripcija. Pati DNR iš branduolio niekada niekur neiškeliauja. Kaipgi tuomet perskaityti ir panaudoti jos genuose slypinčias visų organizmo baltymų darybos instrukcijas? Šita fermentų mašina DNR spiralėje suranda vietą, kurioje cheminiai signalai, atėję iš anapus branduolio sienelės, įjungė tam tikrą geną. Tada minėta mašina ima geną kopijuoti: pagamina molekulę, vadinamą RNR (ribonukleorūgštimi). RNR gan panaši į vieną DNR spiralės giją, bet jos funkcijos kitokios. Ji turi pernešti genuose užrašytą informaciją. RNR nuskaito šiuos duomenis fermentų mašinos viduje, paskui palieka branduolį ir nukeliauja prie vienos iš ribosomų. Ten šie duomenys bus panaudoti konstruojant tam tikrą baltymą.“

Žiūrėdamas visą demonstraciją labai stebiesi. Įspūdį daro tiek pats muziejus, tiek sumanumas žmonių, kurie šią vietą suprojektavo ir įrengė. O jeigu dar būtų įmanoma visus eksponatus paleisti į darbą ir pamatyti tūkstančius procesų, vykstančių žmogaus ląstelėje vienu metu... Reginys būtų pribloškiantis!

Dabar įsivaizduoji, kad visus šituos procesus mažyčiai sudėtingi mechanizmai šimte trilijonų tavo ląstelių atlieka tiesiog šią akimirką! Nuolat skaitomos tavo DNR instrukcijos, kaip turi būti surenkami šimtų tūkstančių rūšių baltymai, sudarantys tavo organizmo audinius, organus ir kita. Čia pat daromos tavo DNR kopijos ir atliekama korektūra, kad kiekviena nauja ląstelė turėtų tikslių instrukcijų rinkinį.

KUO TIE FAKTAI SVARBŪS?

Dabar pagalvokime: iš kur visos tos instrukcijos atsirado? Biblija teigia, kad šią „knygą“ parašė antžmogiškas Autorius. Ar tokia išvada pasenusi, nemoksliška?

Pasvarstyk: ar žmonėms pavyktų bent įrengti tokį, kaip čia rašyta, muziejų? Pamėginę jie patirtų didelių sunkumų. Juk daug kas apie žmogaus genomą ir jo veikimą tebėra neaišku. Mokslininkai dar nenustatė visų genų buvimo vietų ir jų funkcijų. O genai juk tesudaro mažą DNR spiralės dalį. Kam reikalingos ilgos atkarpos, kuriose genų nėra? Mokslininkai jas vadindavo DNR šiukšlėmis, bet pastaruoju metu ima keisti požiūrį. Gali būti, kad tos atkarpos reguliuoja, kaip ir kiek panaudojami atskiri genai. Ir net jeigu mokslininkai sukurtų tikslų DNR ir ją kopijuojančių bei tikrinančių mechanizmų modelį, ar gebėtų priversti jį veikti, kaip veikia tikroji sistema?

Žymus fizikas Ričardas Feinmenas (Richard Feynman) prieš savo mirtį paliko ant auditorijos lentos tokį užrašą: „Ko negaliu sukurti, nesuprantu.“25 Už tokį atvirą nuolankumą jis vertas pagarbos, o šis teiginys labai tinka ir kalbant apie DNR. Mokslininkai negali sukurti DNR su visais replikacijos ir transkripcijos mechanizmais; negali jos iki galo ir perprasti. Vis dėlto kai kurie teigia žinantys, jog visa tai atsirado per nevaldomus atsitiktinius procesus ir klaidas. Ar faktai, kuriuos čia apžvelgėme, tokią išvadą tikrai patvirtina?

Kai kurie išsimokslinę žmonės, įvertinę faktus, ima manyti visiškai kitaip. Pavyzdžiui, mokslininkas Fransis Krikas (Francis Crick), vienas DNR dvigubos spiralės atradėjų, priėjo išvadą, jog ši molekulė yra pernelyg sudėtinga, kad būtų galėjusi susidaryti per nevaldomus procesus. Jis iškėlė prielaidą, jog DNR į Žemę galėjo atsiųsti protingos nežemiškos būtybės, norėjusios, kad čia atsirastų gyvybė.26

Neseniai savo poziciją visiškai pakeitė žymus, 50 metų ateizmą propagavęs filosofas Antonis Flu (Antony Flew). Būdamas 81-erių jis ėmė tikėti, kad gyvybės atsiradimą vis dėlto turėjo lemti protas. Kodėl jis taip nusprendė? Ogi pasisėmęs žinių apie DNR. Paklaustas, ar nemano, kad jo naujos pažiūros nesulauks mokslininkų pritarimo, Flu, kaip teigiama, atsakęs: „Na, ką padarysi. Aš visą gyvenimą vadovavausi [...] principu: pripažinti faktus nepaisant, prie kokios išvados jie veda.“27

Ką tu manai? Kur veda faktai? Tarkime, fabriko viduje užėjai į kompiuterių patalpą. Pagrindiniame kompiuteryje veikia sudėtinga valdymo programa, reguliuojanti visą fabriko darbą. Maža to, ji be perstojo siuntinėja instrukcijas, kaip konstruoti ir prižiūrėti visus fabriko įrengimus, ir sykiu daro savo pačios kopijas bei jas tikrina. Visa tai matydamas, ką nuspręstum? Ar kad kompiuteris ir jame veikianti programa pasidarė patys, ar kad juos sukūrė labai protingi specialistai? Taip, faktai išties iškalbingi.

a Vadovėlyje Molecular Biology of the Cell (Ląstelės molekulinė biologija) lyginama kitu masteliu. Ten sakoma, kad sutalpinti šias ilgas gijas ląstelės branduolyje – tas pats kaip į lauko teniso kamuoliuką supakuoti 40 kilometrų plonyčio siūlo ir dar taip tvarkingai, kad prie bet kurios siūlo atkarpėlės būtų įmanoma nesunkiai prieiti.

b Ląstelėse yra po du pilnus genomo komplektus, tai yra 46 chromosomos.