„Dokumentacja” DNA — mistrzowski plan budowy

KAŻDY z nas rozpoczynał życie jako mikroskopijna, pojedyncza komórka, z której mniej więcej po 20 latach powstaje dojrzały organizm. Z tej jednej maleńkiej komórki wywodzą się wszystkie, jakże różnorodne części ciała: serce, żołądek, wątroba i inne narządy wewnętrzne, a także bardzo skomplikowane w swej budowie oczy i uszy oraz sprawne palce. Czy się kiedyś nad tym zastanawiałeś, jak ogromną ilość informacji, jaki mistrzowski plan budowy zawiera owa początkowa pojedyncza komórka?

Rozważ następujący przykład: Przypuśćmy, że komuś, kto nigdy nie widział samochodu, masz wyjaśnić, jak zbudować taki pojazd z określonych surowców. Każdy element, od lusterka wstecznego po przepustnice w gaźniku, trzeba szczegółowo opisać. Następnie musiałbyś wytłumaczyć, jak wykonać i zmontować te elementy. Gdzie należy wkręcić świece zapłonowe? Jak umocować kierownicę? Wszystkie te wskazówki powinny być spisane tak dokładnie, żeby wykluczyć jakąkolwiek pomyłkę przy odczytywaniu. Stosując się ściśle do twoich instrukcji, ten ktoś musiałby być w stanie skonstruować kompletny i w pełni sprawny samochód. Wyobraź sobie, ile stron zajęłaby taka dokładna dokumentacja!

Wróćmy jednak do owej pojedynczej komórki ludzkiej. Nasze ciało jest o wiele bardziej skomplikowane niż samochód, a jednak, jak mówi Biblia, ‛wszystkie jego cząstki były spisane’ (Ps. 139:16). Stwórca zaopatrzył w ów kompletny plan budowy jedną mikroskopijną komórkę. Gdzie komórka przechowuje tak ogromny zasób informacji?

Wszystkie te informacje znajdują się w substancji zwanej DNA (kwas dezoksyrybonukleinowy), której większa część mieści się w małym „pojemniku” komórkowym — jądrze. Jądro ludzkie ma 46 chromosomów. W zasadzie są to bardzo długie i wiotkie nici DNA. Łańcuchy te są tak długie dlatego, że w sekwencji DNA zmagazynowane są wszystkie potrzebne informacje zawarte w 3 do 4 milionów genów.

ZDUMIEWAJĄCA CZĄSTECZKA DNA

Średnica cząsteczki DNA ma zaledwie około 0,0000002 cm, natomiast całkowita długość nici DNA w pojedynczej komórce organizmu ludzkiego wynosi 1,74 m. Każdy gen jest maleńkim segmentem o długości mniej więcej 0,00003 cm. Pomyśl tylko: wszystkie informacje potrzebne do zbudowania naszego kompletnego organizmu zawarte są w niciach liczących niecałe 180 cm długości i mających średnicę zaledwie dwóch dziesięciomilionowych centymetra!

Wprost niewiarogodne: 174-centymetrowa cząsteczka DNA mieści się w jądrze o średnicy zaledwie 0,0001 cm! Łatwiej będzie nam pojąć, jakie to zdumiewające, gdy sobie wyobrazimy cząsteczkę DNA 600 razy większą, a więc jako nić o średnicy 0,06 cm, czyli około 1/17 cm. W takiej skali jądro byłoby kulą o średnicy jakichś 30 cm. Kula ta mieściłaby cząsteczkę DNA o długości niemal 530 km! By zrozumieć istotę genetycznych zawiłości organizmu ludzkiego, wyobraź sobie, że odbywasz spacer na dystansie niemal 530 km, napotykając co 13 centymetrów nowy gen.

PROBLEM UPAKOWANIA

Jak cały ten DNA mieści się w jądrze komórkowym? Jego nici nie mogą być po prostu wtłoczone w mikroskopijną przestrzeń jądra, ponieważ komórka musi być w stanie zaglądać do swej „dokumentacji” przez „odczytywanie” genów wzdłuż DNA. Chociaż jest tam bardzo wiele długich i cienkich łańcuchów, to jednak żaden z nich nie może się splątać z innym. DNA jest tak starannie ułożony, że małe fragmenty dowolnej nici mogą być szybko i łatwo „odczytane”, gdy tylko okaże się to potrzebne.

Plan budowy zawarty w DNA jest dla komórki niezbędny. Kiedy następuje jej podział, każda z dwóch nowych komórek potrzebuje własnej „dokumentacji”. Oznacza to, że przed podziałem komórki macierzystej cały DNA musi być skopiowany w celu uzyskania identycznego zbioru genów. Po dokładnym skopiowaniu (replikacji) DNA jego łańcuchy ponownie skręcają się w bardzo zwarte spirale. Gdy komórka się dzieli, spirale te rozchodzą się jednakowo do obu komórek potomnych tak, że każda z nich otrzymuje identyczny plan budowy. W nowo powstałych komórkach łańcuchy początkowo nie są skręcone. Wszystkie te czynności są dokonywane w sposób tak precyzyjny, że żaden segment nici DNA — żaden z niezbędnych genów — nie może się przypadkowo zaplątać, oderwać ani zagubić. Co więcej, procesy te odbywają się w jądrze komórkowym, a więc jedynie na maleńkim fragmencie długości DNA. Co za zdumiewający wyczyn konstrukcyjny!

ZACHWYCAJĄCY CUD

Wiele innych właściwości komórki i jej DNA wciąż pozostaje dla naukowców tajemnicą. Organizm dorosłego człowieka składa się z 90 do 100 różnych typów komórek, z których każda ma charakterystyczny kształt i wielkość oraz jest wyspecjalizowana w wykonywaniu określonych zadań. Dlaczego jedne komórki ciała ludzkiego stają się komórkami skóry, inne mięśni, nerwów lub kości, skoro prawie każda z nich zawiera identyczną kopię łańcuchów DNA? Innymi słowy, skąd komórka wie, którą część DNA „odczytać” i kiedy?

Zastanawiając się nad budową komórki i jej DNA, nabieramy głębokiego szacunku dla dzieła i mądrości Tego, który zaprojektował ten cud, dla Jehowy Boga. Czujemy się zmuszeni powtórzyć za Hiobem: „Przekonałem się, że jesteś w stanie uczynić wszystko i że nie ma takiego pomysłu, który byłby dla Ciebie niewykonalny” (Hioba 42:2).

[Ilustracja na stronie 13]

Model cząsteczki DNA przedstawiony w roku 1953 przez biologów Francisa Cricka i Jamesa Watsona