Приложение А

Сътрудничество, водещо до живот

Животът на земята нямаше да съществува, ако в живата клетка не съществуваше сътрудничеството на белтъчните молекули и молекулите на нуклеиновите киселини (ДНК или РНК). Нека накратко разгледаме някои от детайлите на това завладяващо сътрудничество, защото те са причината, поради която за мнозина е трудно да повярват, че живите клетки са възникнали случайно.

Вглеждайки се в човешкото тяло, чак до нашите микроскопични клетки и дори вътре в тях, установяваме, че се състоим главно от белтъчни молекули. Повечето от тях са съставени от лентовидни нишки от аминокиселини, които са огънати и извити в най–различни форми. Едни са увити на кълбо, докато други са нагънати като хармоника.

Определени белтъци си взаимодействуват с подобни на мазнини молекули и образуват клетъчната мембрана. Други помагат кислородът от дробовете да бъде разнасян по цялото ни тяло. Някои белтъци действуват като ензими (катализатори) в процеса на храносмилането, подпомагайки разцепването на белтъчините от храната до аминокиселини. Това са само няколко от хилядите задачи, които изпълняват белтъците. Няма да сгрешиш, ако кажеш, че белтъците са сръчните труженици на живота — без тях животът не би съществувал. На свой ред белтъците не биха съществували, ако не беше тяхната връзка с ДНК. Но какво е ДНК? Какво представлява тя? Каква е връзката ѝ с белтъците? Блестящи учени станаха лауреати на Нобелова награда за откриването на отговорите на тези въпроси. Не е нужно обаче ние да сме видни биолози, за да разберем тези основни неща.

Управляващата молекула

Клетките са съставени главно от белтъци, така че нови белтъци са постоянно необходими, за да се поддържат клетките, да се правят нови клетки и да се улесняват химичните реакции вътре в клетките. Указанията, необходими за произвеждането на белтъци, се съдържат в молекулите на ДНК (дезоксирибонуклеиновата киселина). За да разберем по–добре как се произвеждат белтъците, нека погледнем отблизо ДНК.

Молекулите на ДНК се намират в ядрото на клетката. В добавка на указанията, необходими за производството на белтъци, ДНК съхранява генетичната информация и я предава от едно поколение клетки на друго. По форма молекулите на ДНК наподобяват извита въжена стълба (наречена „двойна спирала“). Всяко от двете въжета в стълбата на ДНК се състои от огромен брой по–малки съставни части, наречени нуклеотиди, които съществуват под формата на четири базови типа: аденин (А), гуанин (Г), цитозин (Ц) и тимин (Т). В тази „азбука“ на ДНК една двойка от букви — било А и Т, или Г и Ц — образува едно стъпало в двойноспиралната въжена стълба. Стълбата съдържа хиляди гени — основните единици на наследствеността.

Генът съдържа информацията, необходима за синтезирането на белтък. Последователността на буквите в гена съставя едно закодирано послание, или подробен план, който показва какъв вид белтък трябва да се произведе. Следователно ДНК, с всички свои подразделения, е управляващата молекула на живота. Без закодираните ѝ указания различните белтъци не биха могли да съществуват, тоест, не би съществувал живот.

Посредниците

Но тъй като подробният план за синтезирането на един белтък се съхранява в ядрото на клетката, а мястото за синтеза на белтъците е извън ядрото, е необходима помощ, за да може закодираната подробна програма да стигне от ядрото до „производствената площадка“. Молекулите на РНК (рибонуклеиновата киселина) осигуряват тази помощ. Молекулите на РНК са сходни в химично отношение с молекулите на ДНК и за споменатата цел са необходими няколко различни форми на РНК. Да разгледаме отблизо изключително сложните процеси на изграждане на жизненонеобходимите ни белтъци с помощта на РНК.

Работата започва в ядрото на клетката, където една част от стълбата на ДНК се разплита. Това дава възможност на буквите на РНК да се свържат с разкритите букви на ДНК от едното от двете въжета на ДНК. Един ензим се придвижва по буквите на РНК, за да ги съедини във въже. Така буквите на ДНК биват транскрибирани в букви на РНК, образувайки нещо, което бихме могли да наречем диалект на ДНК. Новообразуваната верига на РНК се отделя и стълбата на ДНК се затваря отново.

След по–нататъшни промени този конкретен вид носеща съобщение РНК е готова. Тя напуска ядрото и се насочва към мястото за синтез на белтъци, където буквите ѝ биват разчетени. Всяко едно съчетание от трите букви на РНК образува „дума“, която изисква конкретен вид аминокиселина. Една друга форма на РНК издирва тази аминокиселина, улавя я с помощта на един ензим и я закарва на „производствената площадка“. В процеса на четене и превеждане на изречението на РНК постепенно бива изграждана една нарастваща верига от аминокиселини. Тази верига се извива и огъва по уникален начин, който води до един определен вид белтък. А в нашето тяло може да има доста над 50 000 вида белтъци.

Дори и този процес на огъване на белтъка е знаменателен. През 1996 г. учени от целия свят, „въоръжени с най–добрите си компютърни програми, се надпреварваха относно разгадаването на един от най–сложните проблеми в биологията: как отделният белтък, съставен от дълга нишка от аминокиселини, се огъва в сложната форма, която определя каква роля ще изпълнява той в живота. ... Резултатът, с две думи, беше следният: компютрите загубиха, а белтъците спечелиха. ... Учените изчислиха, че за един среден по размер белтък, съставен от 100 аминокиселини, разгадаването на проблема на огъването чрез изпробване на всяка възможност ще отнеме 10²⁷ (един милиард милиард милиард) години“. — „Ню Йорк таймс“.

Ние разгледахме съвсем обобщено как се образува един белтък, но можеш да видиш колко невероятно сложен е този процес. Имаш ли представа колко време е необходимо за образуването на една верига от 20 аминокиселини? Около една секунда! И този процес се извършва постоянно в клетките на нашите тела — от главата до петите и навсякъде между тях.

Какво показва това? Макар че участвуват и други фактори, твърде многобройни, за да бъдат посочени, сътрудничеството, необходимо за създаването и поддържането на живота, вдъхва страхопочитание. А и изразът „сътрудничество“ описва съвсем повърхностно прецизното взаимодействие, необходимо за изграждането на една белтъчна молекула, тъй като всеки белтък има нужда от информация от молекулите на ДНК, а на ДНК са нужни няколко вида специализирани молекули на РНК. Също така не можем да пренебрегнем и различните ензими, всеки от които има различна и изключително важна роля. Когато нашето тяло произвежда нови клетки, което се случва милиарди пъти за един ден, и то без нашето съзнателно ръководство, на него са му необходими копия на всичките три компонента — ДНК, РНК и белтъка. Можеш да разбереш защо в списанието „Ню сайънтист“ се казва: „Махнете което и да е от трите неща, и животът постепенно ще замре.“ Или да продължим тази мисъл още малко: Ако този екип не е пълен и добре функциониращ, животът не би могъл да възникне.

Дали изглежда разумно всеки един от трите молекулярни сътрудника в този екип да възникне от само себе си по едно и също време, на едно и също място, и те да бъдат толкова прецизно настроени, че да могат да се съчетаят, за да вършат своите чудеса?

Съществува обаче и друго обяснение на това как е възникнал животът на земята. Много хора вярват, че животът е бил грижливо създаден от един Конструктор с разум от най–висш порядък.