Tillegg A

Et samarbeid som livet er avhengig av

Det kunne ikke ha eksistert liv på jorden hvis ikke proteinmolekylene og nukleinsyremolekylene (DNA og RNA) i en levende celle hadde samarbeidet. La oss ganske kort gjennomgå noen av detaljene i dette fascinerende molekylære samarbeidet, for det er på grunn av dem mange finner det vanskelig å tro at levende celler har oppstått ved tilfeldigheter.

Hvis vi kunne se inn i menneskekroppen og til og med inn i dens mikroskopiske celler, ville vi se at vi hovedsakelig består av proteinmolekyler. De fleste av dem består av båndlignende strimler av aminosyrer som er bøyd og snodd i forskjellige fasonger. Noen pakker seg sammen som en ball, mens andre er formet som foldene i et trekkspill.

Noen proteiner danner sammen med fettlignende molekyler cellemembraner. Andre er med på å transportere oksygen fra lungene ut til resten av kroppen. Noen proteiner opptrer som enzymer (katalysatorer) for å fordøye den maten vi spiser, ved å spalte proteinene i maten til aminosyrer. Dette er bare noen få av de tusenvis av oppgaver som proteinene utfører. Vi kan si at proteinene er livets fagarbeidere; uten dem hadde livet ikke eksistert. Proteinene på sin side hadde ikke kunnet eksistere hvis det ikke var for forbindelsen med DNA. Men hva er DNA? Hvordan ser det ut? Hvilken forbindelse er det mellom det og proteinene? Fremragende dyktige vitenskapsmenn har fått nobelprisen fordi de har avdekket svarene. Men vi trenger ikke å være fremtredende biologer for å forstå de grunnleggende prinsippene.

Det viktigste molekylet

Cellene består hovedsakelig av proteiner, så av hensyn til cellenes vedlikehold, produksjonen av nye celler og de kjemiske reaksjonene i cellene er det stadig behov for nye proteiner. DNA-molekylene (DNA står for deoksyribonukleinsyre) inneholder de instruksjonene som proteinproduksjonen er avhengig av. For at vi bedre skal forstå hvordan protein blir dannet, skal vi se litt nærmere på DNA.

DNA-molekylene finnes i cellekjernen. I tillegg til at DNA har de instruksjonene som proteinproduksjonen er avhengig av, lagrer det genetisk informasjon som overføres fra én generasjon av celler til den neste. DNA-molekylene ligner en vridd taustige (som kalles en «dobbeltheliks»). DNA-stigen består av en mengde mindre deler som kalles nukleotider. Det finnes fire typer slike nukleotider, som inneholder hver sin base, nemlig adenin (A), guanin (G), cytosin (C) og tymin (T). Med dette DNA-«alfabetet» danner et bokstavpar, enten A sammen med T eller G sammen med C, et trinn i dobbeltheliksen. Stigen inneholder tusenvis av gener, arveanleggenes grunnenheter.

 Et gen inneholder all den informasjon som trengs for at det skal kunne bygges et protein. Bokstavenes rekkefølge i genet utgjør et kodet budskap, en «konstruksjonstegning», som sier hva slags protein det er som skal bygges. DNA, med alle dets underenheter, er følgelig livets viktigste molekyl. Uten dets kodede instruksjoner ville ulike proteiner ikke ha eksistert — og følgelig ville det ikke ha vært noe liv.

Forbindelsesleddene

Men ettersom konstruksjonstegningene til et protein blir oppbevart i cellekjernen og selve oppbyggingen av proteinene foregår utenfor kjernen, må konstruksjonstegningene overføres fra kjernen til «byggeplassen». RNA-molekylene (RNA står for ribonukleinsyre) sørger for at det blir gjort. RNA-molekylene ligner kjemisk sett DNA-molekylene, og det trengs flere typer RNA til å utføre denne oppgaven. La oss se litt nærmere på disse uhyre kompliserte prosessene som finner sted når det skal lages livsviktige proteiner ved hjelp av RNA.

Arbeidet begynner i cellekjernen, hvor en del av DNA-stigen åpner seg som en glidelås. Dermed får RNA-bokstavene anledning til å feste seg til DNA-bokstavene på den ene av DNA-trådene. Et enzym beveger seg langs RNA-bokstavene og danner sammen med dem en tråd. Dermed blir DNA-bokstavene transkribert til RNA-bokstaver, som danner det vi kan kalle en dialekt av DNA. Den nydannede RNA-kjeden trekker seg bort, og DNA-stigen lukker seg igjen.

Etter noen flere endringer er denne spesielle typen budbærer-RNA klar. Den beveger seg ut av kjernen og setter kursen mot det stedet hvor proteinproduksjonen skal foregå, og der blir RNA-bokstavene dechiffrert. Hvert sett på tre RNA-bokstaver danner et «ord» som krever en bestemt aminosyre. En annen type RNA ser etter den aminosyren, griper tak i den ved hjelp av et enzym og transporterer den til «byggeplassen». Etter hvert som RNA-setningen blir lest og oversatt, blir det laget en voksende kjede av aminosyrer. Denne kjeden krøller og folder seg så den får en helt særegen form, som fører til at det blir dannet en bestemt type protein. Og det finnes trolig over 50 000 proteintyper i menneskekroppen.

Det at proteinene folder seg sammen, er også en prosess som det er verdt å merke seg. Det fortelles at forskere verden over i 1996 «utrustet med sine beste dataprogrammer konkurrerte om å løse et av de mest innviklede problemene innen biologien: hvordan et enkelt protein, som er laget av en lang kjede av aminosyrer, folder seg sammen i den form som er bestemmende for dets oppgave i livet. . . . Resultatet var, for å si det rett ut: Datamaskinene tapte, og proteinene vant. . . . Forskerne har regnet ut at hvis en skulle forsøke å løse problemet med foldingen i forbindelse med et middels stort protein, som er laget av  100 aminosyrer, ved å ta hver eneste mulighet med i beregningen, ville det ta 10²⁷ (en milliard milliard milliard) år». — The New York Times.

Vi har nå bare i store trekk gjennomgått hvordan et protein blir dannet, men likevel ser du sikkert at det er en utrolig komplisert prosess. Har du noen formening om hvor lang tid det tar å lage en kjede med 20 aminosyrer? Omkring ett sekund! Og denne prosessen foregår hele tiden i alle kroppens celler, fra isse til fot.

Hva er det vi vil fram til? Selv om også andre faktorer er inne i bildet, faktorer som er for mange til at vi kan nevne dem her, ser vi i hvert fall at det samarbeidet som er nødvendig for å frambringe og opprettholde liv, vekker ærefrykt. Og ordet «samarbeid» er neppe dekkende for å beskrive det minutiøse samvirket som kreves for at det skal kunne dannes et proteinmolekyl, for et protein trenger informasjon fra DNA-molekyler, og DNA trenger flere former av spesialiserte RNA-molekyler. Vi kan heller ikke ignorere de forskjellige enzymene, som hvert har sin helt spesielle og livsviktige rolle. Etter hvert som kroppen produserer nye celler, noe som skjer milliarder av ganger om dagen, uten at vi kan gjøre noe fra eller til, må den ha kopier av alle tre komponentene — DNA, RNA og protein. Det er lett å forstå hvorfor tidsskriftet New Scientist sier: «Ta vekk én av disse tre, og livet opphører.» Eller la oss gå et skritt videre. Uten et fullstendig team som fungerer, kunne ikke livet ha blitt til.

Er det fornuftig å tro at hver av disse tre molekylære samarbeidspartnerne har oppstått spontant på samme tid, på samme sted og så nøyaktig samstemt at de i fellesskap kunne utrette undere?

Det finnes imidlertid en annen forklaring på hvordan livet på jorden er blitt til. Mange er blitt overbevist om at livet er et nøye gjennomtenkt produkt av en Skaper som sitter inne med den aller høyeste intelligens.