Төп мәгълуматка күчү

Эчтәлеккә күчү

3 НЧЕ СОРАУ

Инструкцияләр кайдан килгән?

Инструкцияләр кайдан килгән?

Безнең тышкы кыяфәтебез — буй-сыныбыз, күзләребезнең, чәчләребезнең һәм тәнебезнең төсе — нәрсәгә бәйле? Ни өчен без әти-әниебезгә охшаш булып туабыз? Ни өчен бармак очларыбыз бер яктан йомшак, ә икенче яктан каты тырнаклар белән капланган?

Чарлз Дарвин көннәрендә бу сорауларга җаваплар билгесез булган. Дарвин үзе бер буынның үзенчәлекләре икенчесенә күчкәненә бик сокланган. Шулай да аның генетика законнары һәм бигрәк тә күзәнәктәге нәселдәнлек өчен җаваплы механизмнар турында белемнәре булмаган диярлек. Бүгенге галимнәр исә инде дистәләгән ел кеше генетикасын һәм ДНК (дезоксирибонуклеин кислотасы) дип аталган гаҗәеп молекуладагы җентекле инструкцияләрне өйрәнә. Шулай да мондый мөһим сорау кала бирә: бу инструкцияләр кайдан килгән?

Күп кенә галимнәр нәрсә әйтә? Күп кенә биологлар һәм башка галимнәр уйлавынча, ДНК һәм андагы мәгълүмат миллионлаган ел дәвамында очраклы вакыйгалар нәтиҗәсендә барлыкка килгән. ДНКның төзелеше дә, андагы мәгълүмат та, аның эшчәнлеге дә бу молекуланың конструкторы бар икәнен дәлилләми, дип әйтә алар17.

Изге Язмаларда нәрсә әйтелә? Аллаһыга мөрәҗәгать итеп, Давыт патша болай дип әйткән: «Күзләрең хәтта яралгы булган чагымны күргән; әле бер өлешем дә булмаганда, аларның үсеше турында инде барысы да китабыңда язылган булган» (Зәбур 139:16). Әйе, Изге Язмалар буенча, тәнебезнең төрле өлешләре ничек итеп һәм кайчан формалашачагы турында мәгълүмат Аллаһыдан килгән символик «китапта» язылган булган.

Фактлар нәрсәне күрсәтә? Эволюция теориясе дөрес икән, ким дигәндә, ДНКның очраклы рәвештә барлыкка килә алганына ышаныр өчен нигез булырга тиеш. Изге Язмаларда язылганнар икән, ДНКны акылга ия зат барлыкка китергәненә дәлилләр булырга тиеш.

ДНКның төзелешен аз гына булса да аңларга тырышсак, бу безне сокландырачак. Шуңа күрә, әйдәгез, кеше күзәнәгенә «сәяхәт кылыйк». Күзәнәкнең ничек эш иткәнен аңлатучы музейга кергәнегезне күз алдына китерегез. Әйтик, бу музей кеше күзәнәгенә охшаш итеп төзелгән, ләкин 13 000 000 тапкыр зурайтылган ди. Аның зурлыгы 70 000 кеше сыярлык зур стадионга тиң ди.

Музейга кергәч, сез андагы үзенчәлекле формаларга һәм конструкцияләргә таң каласыз. Сез күзәнәк үзәгендә урнашкан 20 катлы бина биеклегендәге күзәнәк төшен күрәсез һәм шунда таба барасыз.

«Инженерия могҗизасы». ДНКның җыйнак итеп җыелуы. ДНКның күзәнәк төшенә сыя алганы таң калдыра. Бу 40 километр озынлыктагы юка җепне теннис тубы эченә сыйдыруга тиң

Төшнең мембранасындагы ишек аша кереп, сез тирә-якка карыйсыз. Бу бүлмәнең төп экспонаты — 46 хромосома. Һәрбер хромосоманың үз пары бар. Бу парлар төрле биеклектә. Сезнең яныгыздагы парның биеклеге якынча 12 катлы бина биеклеге кадәр (1). Һәрбер хромосоманың уртадарак таррак урыны бар. Аларның калынлыгы зур агачныкы сыман. Хромосомалар бау белән уралган. Якынрак килеп карагач, сез шуны күрәсез: хромосоманы ураган бауның вертикаль сызыклары бар, алар арасында кыскарак горизонталь сызыклар бар (2). Бу тезелеп куелган китап өемнәреме? Юк, бу тыгыз тезелгән боҗраларның тышкы ягы. Сез аларның берсен тартып аласыз, һәм ул җиңел генә сүтелә. Сез гаҗәпләнәсез, чөнки бу боҗра да матур итеп тезелгән кечерәк чорнамнардан (3) тора. Иң кызык нәрсә шул чорнамнарда саклана — бик озын бау. Нәрсә ул?

ГАҖӘЕП МОЛЕКУЛАНЫҢ ТӨЗЕЛЕШЕ

Бау моделенең калынлыгы якынча 2,5 см. Ул кәтүкләргә (4) тыгыз итеп уралган, ә бу кәтүкләр үзләре дә чорнамнарны тәшкил итә. Бу чорнамнар үзенә күрә бер терәккә беркетелгән. Экспонат янындагы экранда язылган: «Бау бик җыйнак итеп җыелган. Һәр хромосоманың андый бавын сүтсәң, бар бу бауларның тулаем озынлыгы Җир әйләнәсе озынлыгының яртысын тәшкил итәр!» *

Бер фәнни китап шушы рациональ төзелешне «инженерия могҗизасы» дип атый18. Ул инженер катнашыннан башка гына барлыкка килгән дигән фикер сезгә акыллы булып күренәме? Әйтик, сез зур кибеткә кердегез ди. Анда миллионлаган товар матур итеп һәм җиңел генә табарлык итеп урнаштырылган. Сез бу әйберләр үзеннән-үзе шулай куелган дип уйлар идегезме? Ә бит күзәнәк күпкә катлаулырак!

Музейның башка экранындагы язу бауны (5) кулыгызга алырга чакыра. Аны кулга алып якынрак карагач, сез бу гади генә бау түгел икәнен аңлыйсыз. Ул ике җептән тора. Җепләр бер-берсе белән таякчыклар ярдәмендә берләштерелгән. Бу таякчыклар бер үк ара саен бара. Бау спираль формасындагы баскычка (6) охшаш итеп бөтерелгән. Шунда сез аңлыйсыз: бу ДНК молекуласы — тормыш белән бәйле иң зур серләрнең берсе.

Кәтүкләр һәм терәк ярдәмендә җыйнак итеп җыелган ДНК молекуласы хромосоманы тәшкил итә. ДНК баскычының басмалары парлы нигезләр дип атала (7). Алар ни өчен кирәк? ДНК, тулаем алганда, нинди функция үти? Экрандагы язуда гади аңлатма бирелә.

ИСКИТКЕЧ МӘГЪЛҮМАТ САКЛАУ СИСТЕМАСЫ

Экспонат янындагы язуда аңлатылганча, ДНКның сере баскычның басмаларында — ике җепне берләштерүче таякчыкларда саклана. Баскычны буйга бүлсәң, һәрбер ягында басмаларның өлешләре калачак. Бу өлешләрнең дүрт төре генә бар. Галимнәр аларны А, Т, Г һәм Ц хәрефләре белән билгелиләр. Шунысы гаҗәеп: бу хәрефләрнең тәртибе кодлаштырылган мәгълүматны тәшкил итә.

Сезнең Морзе әлифбасы турында ишеткәнегез бардыр. Ул XIX гасырда кешеләр бер-берсенә телеграф аша мәгълүмат тапшыра алсын өчен уйлап чыгарылган булган. Бу кодның нибары ике хәрефе: «нокта» һәм «сызык» булган. Шулай да аның ярдәмендә исәпсез-хисапсыз сүзләр һәм җөмләләр язып булган. ДНК исә дүрт хәрефле кодны куллана. Төрле тәртиптә тезелгән А, Т, Г һәм Ц хәрефләре төрле «сүзләрне» — кодоннарны аңлата. Кодоннардан «абзацлар» — геннар төзелә. Һәрбер ген уртача 27 000 хәрефтән тора. Бу геннар һәм алар арасындагы озын аралар бүлекләрне — хромосомаларны тәшкил итә. Тулы «китап» — кеше организмы турындагы тулы генетик мәгълүмат — 23 хромосомадан тора. Ул геном дип атала *.

Геном «китабында» никадәр күп мәгълүмат саклана? Кеше геномы якынча өч миллиард парлы нигездән — ДНК баскычының басмаларыннан тора19. Күп томнардан торган энциклопедияне күз алдына китерегез. Һәрбер том бер меңнән артык биттән торса, кеше геномы 428 томны тәшкил итәр иде. Күзәнәктә геномның ике копиясе булганга, тулаем алганда 856 том булыр иде. Геном кодын компьютерда үзегез бастырырга булсагыз, сезгә, атнага биш көн эшләп, моны 80 ел дәвамында эшләргә туры килер иде.

Шулай да бу эш юкка булыр иде, чөнки йөзләгән томнарны микроскопик күзәнәккә сыйдырып булмас иде. Ә безнең тәнебездә 100 триллион андый күзәнәк бар. Мәгълүматны шулкадәр җыйнак итеп кысу кулыбыздан килми.

Молекуляр биология һәм компьютер технологияләре буенча бер белгеч болай дигән: «Бер грамм ДНКны киптерсәң, аның күләме якынча бер куб сантиметр булачак. Шул күләмдәге ДНК якынча бер триллион компакт-дискта булган мәгълүматны сыйдыра ала»20. Бу нәрсә дигән сүз? ДНКда геннар, ягъни кешенең кабатланмас тәнен формалаштырыр өчен инструкцияләр, саклана. Һәрбер күзәнәктә бөтен кирәкле инструкцияләр бар. Бал кашыгындагы бик юка катлам кадәр ДНК бүген бөтен дөнья буйлап яшәүче барлык кешеләрне булдырыр өчен җитәр иде. Ә инде тулы бал кашыгы кадәр ДНК 350 тапкыр күбрәк кешене булдырыр өчен җитәр иде21.

КИТАП АВТОРСЫЗ БУЛА АЛАМЫ?

Бер грамм ДНК якынча бер триллион компакт-дискта булган мәгълүматны сыйдыра ала

Кешеләр мәгълүматны төрле җайланмаларда бик тыгыз кысып сакларга өйрәнсә дә, бу җайланмаларның берсе дә сыйдырышлыгы буенча ДНК белән чагыштырырлык түгел. Шулай да компакт-диск яхшы аналогия булып тора. Компакт-дискның сыйдырышлыгына, формасына, ялтырап торуына карап, сез һич шикләнмисез: аны акыллы кешеләр булдырган. Ә әйтик, дискта файдалы мәгълүмат, төрле катлаулы механизмнарны төзү, ремонтлау буенча җентекле инструкцияләр язылган ди. Бу мәгълүмат дискның авырлыгына я зурлыгына әллә ни тәэсир итми, әмма ул — дисктагы иң мөһим нәрсә. Сез бу инструкцияләрне акылга ия зат язганына шикләнер идегезме? Һәр китапның авторы булган кебек, бу инструкцияләрнең дә авторы булырга тиеш.

ДНКны компакт-диск я китап белән чагыштыру урынсыз түгел. Мәсәлән, геном турындагы бер китапта болай диелгән: «Дөресен генә әйткәндә, геномны китап дип атау метафора түгел. Геном — чыннан да китап. Теләсә нинди китапта мәгълүмат саклана... Геном турында да шуны ук әйтеп була». Автор болай дип өсти: «Геном — бик акыллы китап. Тиешле шартларда ул үзенең копияләрен ясый һәм үз-үзен укый ала»22. Бу сүзләр ДНКның тагын бер үзенчәлегенең барлыгын күрсәтә.

МЕХАНИЗМНАР ХӘРӘКӘТТӘ

Бу музейда тынлык хөкем сөрә. Монда басып торганда, сез уйлап куясыз: «Ә күзәнәк төшендәге шушы механизмнар хәрәкәтләнәме?» Шунда сез ДНК моделе янындагы экранда мондый язу күрәсез: «ДНКның ничек эш иткәнен күрер өчен, төймәгә басыгыз». Сез төймәгә баскач, диктор тавышы ишетелә: «ДНКның ким дигәндә ике төп функциясе бар. Беренчесе — репликация, ягъни копия ясау. Һәр яңа күзәнәккә тулы генетик мәгълүмат күчерелсен өчен, ДНК үз-үзенә копия ясарга тиеш. Бу процессны карагыз».

Витринаның бер ягында катлаулы бер механизм күренә. Бу механизм бер-берсе белән бәйле булган роботлардан тора. Ул ДНКга барып тоташа һәм аның буенча поезд тимер юл буйлап баргандай бара. Ул шулкадәр тиз бара, сез хәтта аның төгәл нәрсә эшләгәнен абайлап та алырга өлгермисез. Ләкин сез шуны күрәсез: «поезд» үткәч, артында инде бер түгел, ә ике тулы ДНК бавы кала.

Диктор аңлата: «Монда ДНКның репликациясе бик гадиләштерелеп күрсәтелгән. Ферментлардан торган механизм ДНК буйлап бара, аны ике җепкә бүлә, ә аннары һәрбер җепне аңа пар ясар өчен куллана. Кайбер процессларны күрсәтү мөмкин түгел: мәсәлән, репликация механизмы алдындагы кечкенә җайланманың ДНКның бер җебен кисүен (моның ярдәмендә ДНК җиңел генә сүтелә) һәм ДНКның берничә тапкыр корректура үткәнен. Корректура вакытында хаталар табыла һәм төгәл итеп төзәтелә». ( 16 һәм 17 нче биттәге рәсемне карагыз.)

Диктор дәвам итә: «Шулай да без сезгә тизлекне күрсәтә алабыз. Сез игътибар иткәнсездер: бу „поезд“ бик тиз йөри. Ферментлардан торган механизм ДНК баскычының „рельслары“ буенча секундына 100 басма, ягъни нигезле пар үтә23. ДНК юлы чын тимер юл зурлыгында булган булса, бу механизм сәгатенә 80 километрдан артык тизлектә йөрер иде. Бактерияләрдә исә, шушы репликация җайланмалары ун тапкыр тизрәк хәрәкәтләнә ала. Кеше күзәнәкләрендә ДНК „рельсларының“ төрле өлешләрендә йөзләгән андый җайланма эшли. Тулы геномның копиясе сигез сәгать эчендә ясала»24. (20 нче биттәге « Укып һәм копиясен ясап булган молекула» дигән рамканы карагыз.)

ДНК МОЛЕКУЛАСЫНЫҢ «УКЫЛУЫ»

ДНКның копиясен ясаучы роботлар киткәч, икенче механизм пәйда була. Ул да ДНК җепләре буйлап бара, әмма акрынрак. ДНК бавы шул механизмның бер ягыннан керә һәм икенчесеннән үзгәрмичә чыга. Ләкин механизмның башка тишеменнән ДНКның яңа бер җебе чыга. Бу нинди процесс?

Диктор аңлата: «ДНКның икенче функциясе транскрипция дип атала. ДНК үзенең ышык урыныннан — күзәнәк төшеннән — беркайчан да чыкмый. Алай булгач, геннар — кеше тәнендәге аксымнарны ясар өчен инструкцияләр — ничек укыла һәм кулланыла? Күзәнәк төшенә химик сигналлар керә һәм кирәкле генны кабыза. Механизм ДНКда шул ген булган урынны таба һәм, РНК (рибонуклеин кислотасы) дигән молекуланы кулланып, генның копиясен ясый. РНК молекуласы ДНКның бер җебенә охшаш, шулай да ул аерылып тора. Аның максаты — геннарда кодлаштырылган мәгълүматны уку. Механизмдагы РНК, шул мәгълүматны алып, күзәнәк төшеннән чыга да, рибосомага тапшыра. Ә рибосомаларда бу мәгълүмат аксымнарны ясау өчен кулланыла».

Сез бар бу экспонатларга гаҗәпләнеп карап торасыз. Күзәнәкнең төзелешен күрсәтүче бу күргәзмәне һәм андагы механизмнарны төзегән кешеләрнең осталыгы һәм зирәклеге сезне таң калдыра. Ә күргәзмәдәге бөтен механизмнар хәрәкәтләнә башласа һәм кеше күзәнәгендә берьюлы үткән меңләгән процессларны бер үк вакытта күрсәтә башласа, бу безне тагы да күбрәк шаккатырыр иде!

Ә бит хәзер безнең тәнебездә 100 триллион күзәнәктә кечкенә катлаулы механизмнар бар бу процессларны башкара! ДНК укыла һәм, йөзләгән мең төрле аксым төзелсен өчен, инструкцияләр бирә. Бу аксымнардан ферментлар, тукымалар, органнар һәм башка нәрсәләр булдырыла. Нәкъ хәзер безнең организмыбызда ДНКның копияләре ясала һәм корректура аша үтә. Моның ярдәмендә яңа күзәнәкләр кирәкле инструкцияләр ала.

НИ ӨЧЕН БУ ФАКТЛАРНЫ БЕЛҮ МӨҺИМ?

Үз-үзебездән кабат сорыйк: «Бу инструкцияләр кайдан килгән?» Изге Язмалар буенча, аларны Югары акыл иясе «язган». Андый караш фәнгә каршы килә һәм заманча түгел дип әйтеп буламы?

Уйлап карагыз: кешеләр без әле генә күз алдына китергән музейны чынлыкта төзи алыр идеме? Төзергә карар итсәләр, аларның күп авырлыклары туар иде. Чөнки кешеләр геном һәм аның функцияләре турында бик аз белә. Галимнәр әле дә геннарның кайда урнашканын һәм төгәл нәрсә эшләгәнен аңларга тырыша. Ә бит геннар ДНКның кечкенә өлешен генә тәшкил итә. ДНКның калган озын өлешләре турында нәрсә әйтеп була? Элек галимнәр ДНКның бу өлешләрен «чүп» дип санаган. Ләкин күптән түгел алар үз фикерләрен үзгәрткән. Мөгаен, бу өлешләр геннарның ничек итеп һәм нинди дәрәҗәдә кулланылуын билгели. Галимнәр ДНКның тулы моделен, шулай ук аның репликация һәм транскрипция ясаучы механизмнарын булдыра алган булсалар да, бу модель чын ДНК кебек эшләр идеме?

Ричард Фейнман исемле атаклы галим үлеме алдыннан мондый язу калдырган: «Берәр нәрсәне булдыра алмыйм икән, димәк, мин аны аңламыйм»25. Аның намуслылыгы һәм басынкылыгы хөрмәткә лаек. ДНК турында әйткәндә, аның сүзләре хак. Галимнәр репликация һәм транскрипция механизмнары булган ДНКны булдыра алмый һәм аны аңлап бетерә дә алмый. Ләкин кайберәүләр моның барысы очраклы рәвештә барлыкка килгән дип әйтә һәм моны факт итеп күрсәтә. Яңа гына каралган фактлар моны раслыймы?

Кайбер галимнәр фактлар киресен дәлилли дип уйлый. Мәсәлән, ДНКның ике спиральле структурасының ачылышына өлеш керткән Френсис Крик исемле галим бу молекула, бик катлаулы булганга, очраклы рәвештә барлыкка килә алмаган дигән нәтиҗә ясаган. Аның фикере буенча, Җирдән читтә яшәүче акыллы затлар ДНКны Җиргә җибәргән, һәм шулай итеп тормыш башланган26.

50 ел буе атеизм яклы булган Энтони Флю исемле атаклы фәлсәфәче үз карашларын тулысынча үзгәрткән. 81 яшендә ул мондый фикерне белдерә башлаган: тормышны барлыкка китерүдә акылга ия зат катнашкан. Аның карашларына нәрсә тәэсир иткән? ДНК молекуласын тикшерү. Флюдан: «Галимнәр сезнең карашыгызны кабул итмәсә, сез нәрсә әйтерсез?» — дип сораганнар. Шунда ул болай дип җавап биргән: «Бу бик кызганыч булыр иде. Гомерем буе мин „фактлар раслаган нәрсәгә ышан“ дигән принцип буенча яшәдем»27.

Сез нәрсә әйтер идегез? Фактлар нәрсәне раслый? Заводтагы бөтен процесслар белән идарә итүче компьютерны күз алдына китерегез. Андагы программа заводтагы һәр механизмны төзү һәм ремонтлау буенча инструкцияләр җибәреп тора. Ул шулай ук үзенең копияләрен ясый һәм хаталарны төзәтә. Моның барысын күзәтеп, сез нинди нәтиҗәгә килерсез? Компьютер һәм андагы программа үзеннән-үзе барлыкка килгәнме яисә аларны акыллы кешеләр уйлап чыгарганмы? Җавабы ап-ачык.

^ 12 абз. «Күзәнәкнең молекуляр биологиясе» дигән дәреслектә башка чагыштыру китерелә. Бу озын бауларны күзәнәкнең төшенә сыйдыру 40 км озынлыктагы юка җепне теннис тубы эченә сыйдыруга тиң. Өстәвенә, җепне теләсә нинди урыннан тартып алырлык итеп җыярга кирәк.

^ 18 абз. Һәрбер күзәнәктә геномның ике тулы копиясе, ягъни 46 хромосома бар.