tRNA
Ten i inne teksty kreacjonistyczne znajdą Państwo w książce „Idź Pod Prąd w sporze ewolucjonizm-kreacjonizm”.
Małgorzata Gazda
Dzięki odpowiednim cechom budowy chemicznej cząsteczka DNA doskonale spełnia swoją rolę uniwersalnego tworzywa, z którego skonstruowane są różnorodne genotypy wszystkich istot żywych, a także rolę czynnika umożliwiającego rozmnażanie organizmów i dziedziczenie cech oraz produkcję odpowiednich białek.
To idealne dopasowanie struktury i funkcji może rodzić podejrzenie, że DNA został inteligentnie i celowo zaprojektowany, chociaż część naukowców uważa, że jest to jedynie „wrażenie projektu”, a nie rzeczywisty projekt. [1]
Jednak Stephen Meyer opisuje w swojej książce jeszcze inny problem związany z funkcjonowaniem DNA i przetwarzaniem informacji genetycznej, który stanowi niemały kłopot dla prób naturalistycznego wyjaśnienia genezy życia. W proponowanych wyjaśnieniach powinny zostać przedstawione jakieś wiarygodne koncepcje dotyczące stopniowego powstania komórki, a zatem także stopniowego powstania złożonego systemu ekspresji genów. Jednak bliższe przyjrzenie się funkcjonowaniu tego systemu pokazuje, że próba określenia, w jaki sposób mógł on wyewoluować, jest zadaniem karkołomnym.
Każda żywa komórka zawiera w swoim wnętrzu DNA – molekularny nośnik informacji genetycznej. Jest to cząsteczka złożona z dwóch połączonych ze sobą i spiralnie skręconych długich nici zbudowanych z tzw. nukleotydów. W DNA występują cztery rodzaje nukleotydów (można je sobie wyobrazić jako koraliki w czterech różnych kolorach nawleczone na sznurek). Procesy przetwarzania informacji zapisanej w DNA, w wyniku których produkowane są różne rodzaje cząsteczek RNA oraz białka, nazywane są ekspresją genów.
W kontekście pytania o genezę życia najciekawsze będzie rozważenie tych procesów, które zachodzą w komórce, by przejść od informacji zapisanej w sekwencji nukleotydów w DNA do zbudowania białka o określonej sekwencji aminokwasów.
Syntezą białek na podstawie informacji genetycznej rządzą pewne prawidłowości. Odkryto mianowicie, że obowiązuje tu zasada, iż każdej kombinacji trzech nukleotydów w powstałej na podstawie DNA cząsteczce mRNA odpowiada jeden konkretny rodzaj aminokwasu w cząsteczce białka (z wyjątkiem trzech trypletów – kodonów – które oznaczają komendę „STOP” podczas tzw. translacji). Jednak ponieważ liczba możliwych kodonów (64) jest większa niż liczba rodzajów aminokwasów (20), to część aminokwasów przyporządkowana jest do więcej niż jednego kodonu. Zbiór tych przyporządkowań nazywa się kodem genetycznym.
Proces syntezy białka dzieli się na dwa etapy. Pierwszym z nich jest tzw. transkrypcja. Dochodzi tutaj do przepisania informacji biologicznej z cząsteczki DNA na cząsteczkę RNA (mRNA), która następnie kieruje się do rybosomów obecnych w cytoplazmie komórki i przy udziale tych struktur ulega tzw. translacji. Translacja polega na „przetłumaczeniu” informacji zapisanej w mRNA – w określonej kolejności ułożenia nukleotydów – na kolejność łączenia odpowiednich aminokwasów w tworzącym się białku.
Na czym jednak polega wspomniany problem? Otóż w obu etapach syntezy białek konieczna jest obecność pewnych bardzo specyficznych… białek!
Transkrypcja zachodzi przy udziale kompleksu enzymatycznego zwanego polimerazą RNA oraz innych molekuł, tzw. czynników inicjacji, elongacji i terminacji transkrypcji. Są to białka. Najprostsza polimeraza RNA jest kompleksem pięciu podjednostek białkowych, z których każda zbudowana jest w specyficzny sposób odpowiadający funkcji, jaką pełni. Ponadto polimeraza RNA do wyprodukowania cząsteczki mRNA potrzebuje budulca – rybonukleotydów. Ich synteza również wymaga działania szeregu różnych specyficznych enzymów (które są rodzajem białek).
Podobnie jest w przypadku translacji. Rybosomy, na których odbywa się ten proces, składają się z dwóch podjednostek zbudowanych z białek i rRNA. W komórkach prokariotycznych (nieposiadających jądra komórkowego) na jeden rybosom przypada około 50 cząsteczek białkowych i 3 cząsteczki rRNA. W komórkach eukariotycznych (posiadających jądro komórkowe) jest to około 80 cząsteczek białek i 4 cząsteczki rRNA.
Oprócz tego, aby mógł zachodzić proces translacji, konieczna jest obecność cząsteczek aminoacylo-tRNA. To one transportują do rybosomów odpowiednie rodzaje aminokwasów, zgodnie z kolejnością przesuwających się kodonów mRNA. Każda cząsteczka aminoacylo-tRNA posiada antykodon pasujący tylko do jednego kodonu na mRNA i jeden konkretny aminokwas odpowiadający temu kodonowi. Synteza tych cząsteczek wymaga specyficznych enzymów – syntetaz aminoacylo-tRNA. Jest ich co najmniej 20 rodzajów i są przypisane do konkretnych rodzajów aminokwasów.
Z problemem tym wiąże się także proces replikacji DNA, który polega na zbudowaniu kopii już istniejącej cząsteczki DNA (proces ten jest podstawą rozmnażania). Również tutaj niezbędna jest obecność białek – enzymów, takich jak topoizomeraza, helikaza, polimeraza DNA, prymaza i kilku innych.
Jak widać, nie tylko synteza białek wymaga uprzedniego istnienia wielu produktów owej syntezy, ale nawet instrukcja (DNA), na podstawie której się ona odbywa, nie powstaje bez udziału końcowych produktów (białek) ekspresji pewnych genów.
Mamy więc do czynienia ze ściśle zintegrowanym układem zależności, w którym pojawienie się jednych cząsteczek nie tylko nie ma sensu, ale jest nawet niemożliwe, jeżeli równocześnie nie istnieją inne elementy systemu. Sposób funkcjonowania procesów przetwarzania informacji genetycznej wskazuje, że omawiany system powstał od razu w całości, a nie stopniowo, w toku ewolucji. Twórca życia najwyraźniej zadbał, by człowiek, napotykając Jego ślady, mógł poznać, że „bez niego nic nie powstało, co powstało”. [2]
* na podstawie książki Stephena C. Meyera „Podpis w komórce”: Stephen C. Meyer, Signature in the Cell. DNA and the Evidence for Intelligent Design, Harper One, New York 2009, s. 112 – 135.
[1] Por. tamże, s. 12.
[2] Jan 1:3.
Polecamy stronę internetową Zielonogórskiej Grupy Lokalnej „Nauka a Religia” i czasopisma internetowego „Filozoficzne Aspekty Genezy”: www.nauka-a-religia.uz.zgora.pl
Na stronie znajdą Państwo artykuły w języku polskim (oryginalne oraz tłumaczenia) poświęcone kwestii relacji między nauką i religią, ale też dotyczące szeroko rozumianej problematyki genezy.
