Aanhangsel A

Spanwerk vir lewe

Lewe sou nie op die aarde kon bestaan sonder die spanwerk van proteïen- en nukleïensuurmolekules (DNS of RNS) in ’n lewende sel nie. Kom ons hersien kortliks party van die besonderhede van daardie fassinerende molekulêre spanwerk, want dít is waarom baie dit moeilik vind om te glo dat lewende selle per toeval ontstaan het.

As ons in die menseliggaam inkyk, na ons mikroskopiese selle en selfs binne-in hulle, vind ons dat ons hoofsaaklik uit proteïenmolekules bestaan. Die meeste van hulle bestaan uit lintagtige aminosuurdrade wat in verskillende fatsoene gebuig en gedraai is. Party vorm ’n bol, terwyl ander die fatsoen van trekklaviervoue het.

Sekere proteïene werk saam met vetagtige molekules om selmembrane te vorm. Ander help om suurstof van die longe na die res van die liggaam te neem. Party proteïene dien as ensieme (katalisators) om ons voedsel te verteer deur die proteïene in die voedsel tot aminosure af te breek. Dít is net ’n paar van die duisende take wat proteïene verrig. Jy sou reg wees as jy sê dat proteïene die vaardige werkers van lewe is; sonder hulle sou lewe nie bestaan het nie. Op hulle beurt sou proteïene nie bestaan het as dit nie vir hulle verband met DNS was nie. Maar wat is DNS? Hoe lyk dit? Hoe hou dit met proteïene verband? Briljante wetenskaplikes het Nobelpryse gewen omdat hulle die antwoorde ontdek het. Ons hoef egter nie gevorderde bioloë te wees om die grondfeite te verstaan nie.

Die meestermolekule

Selle bestaan hoofsaaklik uit proteïene, en daarom is nuwe proteïene voortdurend nodig om selle te onderhou, nuwe selle te maak en chemiese reaksies in selle te vergemaklik. Die DNS- (deoksiribonukleïensuur-) molekules bevat die voorskrifte wat nodig is vir die vervaardiging van proteïene. Kom ons bekyk die DNS van naderby sodat ons beter kan verstaan hoe proteïene vervaardig word.

DNS-molekules kom in die selkern voor. Benewens die feit dat die DNS voorskrifte bevat wat nodig is vir die vervaardiging van proteïene, berg dit genetiese inligting en dra dit hierdie inligting van een geslag selle na die volgende oor. DNS-molekules lyk soos ’n gedraaide touleer (wat ’n “dubbele heliks” genoem word). Albei die stringe in die DNS-leer bestaan uit ’n ontsaglike aantal kleiner deeltjies wat nukleotiede genoem word, wat een van vier basisse het: adenien (A), guanien (G), sitosien (C) en timien (T). Met hierdie DNS-“alfabet” vorm twee letters—óf A en T óf G en C—’n sport in die dubbeleheliks-leer. Die leer bevat duisende gene, die grondeenhede van oorerflikheid.

’n Geen bevat die inligting wat nodig is om ’n proteïen te bou. Die volgorde van letters in die geen vorm ’n kodeboodskap, of bloudruk, wat sê watter soort proteïen gebou moet word. Die DNS, met al sy subeenhede, is derhalwe die meestermolekule van lewe. Sonder sy kodevoorskrifte sou verskillende proteïene nie kon bestaan nie—gevolglik geen lewe nie.

Die tussengangers

Maar aangesien die bloudruk vir die bou van ’n proteïen in die selkern geberg word en die plek waar proteïene gebou word buite die kern is, is hulp nodig om die bloudrukkode van die kern na die “bouplek” te neem. RNS- (ribonukleïensuur-) molekules voorsien hierdie hulp. RNS-molekules is chemies baie dieselfde as dié van DNS, en etlike vorme van RNS is nodig om die taak te verrig. Beskou hierdie uiters ingewikkelde prosesse vir die vervaardiging van ons lewensbelangrike proteïene met behulp van RNS van naderby.

Die werk begin in die sel se kern, waar ’n deel van die DNS-leer soos ’n ritssluiter oopgaan. Dit stel RNS-letters in staat om met die blootgestelde DNS-letters van een van die DNS-stringe te bind. ’n Ensiem beweeg met die RNS-letters langs en heg hulle in ’n string saam. So word die DNS-letters in RNS-letters oorgeskryf en vorm dit wat ’n mens ’n DNS-dialek kan noem. Die pas gevormde RNS-ketting breek los en die DNS-leer gaan weer toe.

Ná verdere wysiging is hierdie besondere soort boodskapper-RNS gereed. Dit beweeg uit die kern na die proteïenvervaardigingsplek, waar die RNS-letters ontsyfer word. Elke stel van drie RNS-letters vorm ’n “woord” wat ’n spesifieke aminosuur nodig het. ’n Ander vorm van RNS soek daardie aminosuur, gryp dit met behulp van ’n ensiem en bring dit na die “bouterrein”. Terwyl die RNS-sin gelees en vertaal word, word ’n groeiende ketting aminosure vervaardig. Hierdie ketting krul en vou hom in ’n unieke vorm, wat tot een soort proteïen lei. En daar is moontlik meer as 50 000 soorte in ons liggaam.

Selfs hierdie proses van proteïenvouing is belangrik. In 1996 het wetenskaplikes regoor die wêreld, “toegerus met hulle beste rekenaarprogramme, meegeding om een van die ingewikkeldste probleme in die biologie op te los: hoe ’n enkele proteïen, wat uit ’n lang string aminosure bestaan, hom in die ingewikkelde vorm vou wat sy rol in die lewe bepaal. . . . Kortom, die resultaat was: die rekenaars het verloor en die proteïene het gewen. . . . Wetenskaplikes het geraam dat dit in die geval van ’n proteïen van gemiddelde grootte, wat uit 100 aminosure bestaan, 10²⁷ (duisendbiljoen maal biljoen) jaar sou neem om die vouprobleem op te los deur elke moontlikheid te probeer.”—The New York Times.

Dít was slegs ’n kort oorsig van hoe ’n proteïen gevorm word, maar jy kan sien wat ’n ongelooflik ingewikkelde proses dit is. Het jy enige idee hoe lank dit ’n ketting van 20 aminosure neem om te vorm? Omtrent een sekonde! En hierdie proses vind voortdurend in ons liggaamselle plaas, van kop tot tone en oral tussenin.

Wat lig dit toe? Hoewel ander faktore, te veel om op te noem, daarby betrokke is, is die spanwerk wat nodig is om lewe voort te bring en te onderhou ontsagwekkend. En die woord “spanwerk” beskryf nouliks die presiese wisselwerking wat nodig is om ’n proteïenmolekule te vervaardig, aangesien ’n proteïen inligting van DNS-molekules nodig het en DNS verskeie vorme van gespesialiseerde RNS-molekules nodig het. Ook kan ons nie die verskillende ensieme ignoreer wat elkeen ’n spesifieke en noodsaaklike funksie verrig nie. Wanneer ons liggaam nuwe selle maak, wat miljarde kere per dag en sonder ons bewuste leiding gebeur, het dit al drie komponente nodig—DNS, RNS en proteïene. Jy kan sien waarom die tydskrif New Scientist sê: “As jy enigeen van die drie wegneem, kom lewe tot ’n einde.” Of voer dit ’n stap verder. Sonder ’n volledige en werkende span sou lewe nie kon ontstaan het nie.

Is dit redelik om te dink dat elkeen van dié drie molekulêre spanwerkers vanself ontstaan het—tegelykertyd, op dieselfde plek en so presies ingestel dat hulle kon verenig om hulle wonders te verrig?

Daar is egter ’n ander verklaring vir hoe lewe op die aarde ontstaan het. Baie glo dat lewe die noukeurige produk van ’n Ontwerper met die allerhoogste intelligensie is.