Apendice A

O colaborare în vederea vieţii

Nu putea exista viaţă pe pământ fără colaborarea dintre moleculele proteice şi cele ale acizilor nucleici (ADN sau ARN) din celula vie. Să analizăm acum, pe scurt, câteva detalii referitoare la această uluitoare colaborare dintre molecule, întrucât aceste detalii constituie motivul pentru care multora le vine greu să creadă că celula vie a apărut în mod accidental.

Dacă vom scruta corpul uman până la nivelul celulei şi chiar interiorul acesteia, vom descoperi că suntem alcătuiţi în primul rând din molecule proteice. Majoritatea acestora sunt alcătuite din structuri de aminoacizi asemănătoare unor panglici care se îndoaie şi se răsucesc în diferite forme. Unii aminoacizi se înfăşoară, luând o formă sferică, în timp ce alţii iau forma pliurilor unui burduf de acordeon.

Anumite proteine colaborează cu moleculele lipidice, alcătuind membrane celulare. Altele contribuie la transportarea oxigenului de la plămâni la celelalte părţi ale corpului. Unele proteine acţionează ca enzime (catalizatori), ajutând la digerarea alimentelor pe care le consumăm prin desfacerea proteinelor din alimente în aminoacizi. Acestea sunt doar câteva dintre miile de funcţii pe care le îndeplinesc proteinele. Nu aţi greşi dacă aţi spune că proteinele sunt muncitorii calificaţi ai vieţii; fără ele, viaţa nu ar exista. În schimb, proteinele nu ar exista dacă nu ar avea nici o legătură cu ADN-ul. Dar ce este ADN-ul? Cum arată acesta? Cum se leagă el cu proteinele? Oameni de ştiinţă remarcabili au primit Premiul Nobel pentru că au descoperit răspunsurile la aceste întrebări. Totuşi, nu trebuie să fim biologi experimentaţi pentru a înţelege informaţiile fundamentale referitoare la proteine.

Molecula fundamentală

Celulele sunt alcătuite în mare parte din proteine, aşa că este nevoie în permanenţă de proteine noi pentru păstrarea celulelor, pentru formarea de noi celule şi pentru înlesnirea reacţiilor chimice din interiorul celulelor. Instrucţiunile necesare producerii proteinelor sunt conţinute de moleculele de ADN (acid dezoxiribonucleic). Pentru a înţelege mai bine cum sunt produse proteinele, să examinăm mai îndeaproape ADN-ul.

Moleculele de ADN sunt localizate în nucleul celulei. În afara faptului că conţine instrucţiunile necesare producerii de proteine, ADN-ul stochează şi transmite informaţiile genetice de la o generaţie de celule la alta. Moleculele de ADN seamănă cu o scară de frânghie răsucită (numită „dublul helix“). Fiecare dintre cele două catene ale scării ADN-ului este alcătuită dintr-un mare număr de unităţi mai mici numite nucleotide, care sunt de patru tipuri, şi anume: adenina (A), guanina (G), citozina (C) şi timina (T). Cu ajutorul acestui „alfabet“ al ADN-ului, o combinaţie a două litere — fie A şi T, fie G şi  C — formează o treaptă a dublului helix. Scara ADN-ului conţine mii de gene, care sunt unităţile elementare ale eredităţii.

O genă conţine toate informaţiile necesare construirii unei proteine. Secvenţa de litere din cadrul genei formează un mesaj codificat, sau un plan, care indică ce fel de proteină trebuie să se construiască. Prin urmare, ADN-ul, cu toate subunităţile lui, este molecula fundamentală a vieţii. Fără instrucţiunile lui codificate nu ar putea exista proteine diferite şi, astfel, nu ar exista viaţă.

Intermediarii

Totuşi, întrucât planul pentru construirea unei proteine este depozitat în nucleul celulei, iar locul real în care se construiesc proteinele se află în afara nucleului, este nevoie de ajutor pentru a transporta planul codificat de la nucleu la „şantierul de construcţie“. Acest ajutor este oferit de moleculele de ARN (acid ribonucleic). Din punct de vedere chimic, moleculele de ARN sunt asemănătoare celor de ADN, iar pentru construirea unei proteine sunt necesare câteva forme de ARN. Să examinăm mai îndeaproape aceste procese extrem de complexe, care au loc în vederea construirii proteinelor esenţiale vieţii noastre cu ajutorul ARN-ului.

Activitatea începe în nucleul celulei, unde se desface o secvenţă a scării ADN-ului. Aceasta le permite literelor ARN-ului să se lege de literele ADN-ului care sunt libere pe una dintre catenele ADN-ului. O enzimă se mută împreună cu literele ARN-ului pentru a sta alături de ele pe catenă. Astfel, literele ADN-ului sunt transcrise în literele ARN-ului, formând, ca să spunem aşa, ceva ce s-ar putea numi un dialect al ADN-ului. Lanţul de ARN nou-format se separă, iar scara ADN-ului se închide la loc.

După alte modificări, acest tip aparte de ARN purtător de mesaje este gata. El iese din nucleu şi se îndreaptă spre şantierul pe care se produc proteinele, locul unde literele ARN-ului sunt decodificate. Fiecare set de trei litere al ARN-ului alcătuieşte un „cuvânt“ care are nevoie de un anumit aminoacid. O altă formă de ARN caută acest aminoacid, îl pride cu ajutorul unei enzime şi îl aduce pe „şantierul de construcţii“. Pe măsură ce mesajul codificat al ARN-ului este citit şi tradus, se formează un lanţ de aminoacizi. Acest lanţ se îndoaie şi se încolăceşte, dobândind o formă unică şi conducând la un anumit fel de proteină. În corpul nostru pot exista mai bine de 50 000 de feluri de proteine.

Chiar şi acest proces al îndoirii proteinelor este semnificativ. În 1996, oameni de ştiinţă din toată lumea, „echipaţi cu cele mai bune programe de computer, au intrat într-o competiţie pentru a rezolva una dintre cele mai complicate probleme ale biologiei: Cum este posibil ca o singură proteină, alcătuită dintr-un lung şir de aminoacizi, să se îndoaie dobândind acea forma complicată care stabileşte rolul pe care proteina îl va avea în viaţă. . . . Iată, pe scurt, rezultatul: Computerele au pierdut, iar proteinele au câştigat. . . .  Oamenii de ştiinţă au apreciat că pentru rezolvarea problemei îndoirii unei proteine de mărime medie, alcătuită din 100 de aminoacizi, prin calcularea tuturor posibilităţilor ar fi nevoie de 10²⁷ (un miliard de miliarde de miliarde de) ani“. — The New York Times.

Am analizat doar un rezumat al modului în care se formează o proteină, însă din acesta se poate observa incredibila complexitate a acestui proces. Ştiţi cumva de cât timp este nevoie pentru formarea unui lanţ de 20 de aminoacizi? Este nevoie de aproximativ o secundă! Şi acesta este un proces constant în absolut toate celulele corpului nostru.

Care este esenţa celor prezentate mai sus? Deşi sunt implicaţi şi alţi factori, prea mulţi pentru a fi enumeraţi aici, colaborarea necesară producerii şi păstrării vieţii este inspiratoare de teamă. Iar termenul „colaborare“ abia dacă descrie interacţiunea concretă necesară producerii unei molecule proteice, întrucât o proteină are nevoie de informaţii de la moleculele de ADN, iar ADN-ul necesită mai multe tipuri de molecule de ARN specializate. Nu putem ignora nici diferitele enzime care îndeplinesc, fiecare, un rol vital şi distinct. Pe măsură ce corpul nostru produce celule noi, proces care are loc de miliarde de ori pe zi fără ca noi să-l coordonăm în mod conştient, el are nevoie de copii ale fiecăreia dintre aceste trei componente: ADN, ARN şi proteine. Acesta este motivul pentru care în revista New Scientist se făcea următorul comentariu: „Scoateţi unul dintre aceste trei elemente şi, treptat, viaţa va înceta“. Sau faceţi încă un pas în acest raţionament. Dacă nu ar fi existat o echipă completă şi eficientă, viaţa nu ar fi putut să apară.

Vi se pare raţional ca toţi cei trei jucători ai echipei moleculare să fi apărut în mod spontan, în acelaşi timp, în acelaşi loc şi într-o perfectă armonie, astfel încât să se poată combina dând naştere unor minunăţii?

Cu toate acestea, există şi o altă explicaţie cu privire la modul în care a apărut viaţa pe pământ. Multe persoane au ajuns să creadă că viaţa este produsul de calitate al unui Proiectant de o inteligenţă inegalabilă.