Додатак А
Тимски рад потребан за живот
Живот не би могао постојати на Земљи без тимског рада молекула протеина и молекула нуклеинских киселина (ДНК или РНК) унутар живе ћелије. Поновимо накратко неке детаље тог интригантног молекуларног тимског рада, јер они представљају разлог због којег је многима тешко да верују да су се живе ћелије појавиле случајно.
Завиривши дубоко у људско тело, до микроскопских ћелија, и чак унутар њих, утврђујемо да смо састављени углавном од протеинских молекула. Већину од њих сачињавају тракасте нити амино-киселина савијених и упредених у различите облике. Неке су склупчане у облику лопте, док су друге облика набора на хармоници.
Извесни протеини раде заједно с молекулима масти како би образовали ћелијске мембране. Други помажу у преношењу кисеоника од плућа до осталих делова нашег тела. Неки протеини делују као ензими (катализатори) за варење хране тако што протеине из хране разграђују на амино-киселине. Ово су само неки од хиљада задатака које обављају протеини. Били бисте у праву кад бисте казали да су протеини вични радници живота; без њих живота не би било. За узврат, протеина не би било кад не би постојала њихова веза с ДНК. Али шта је ДНК? Како изгледа? Како је повезана с протеинима? Бриљантни научници су добили Нобелове награде јер су открили одговоре. Ми, ипак, не морамо бити напредни биолози да бисмо разумели основне ствари.
Главни молекул
Ћелије су углавном начињене од протеина, па су за одржавање ћелије непрестано потребни нови протеини, за прављење нових, и за лакше одвијање хемијских реакција унутар ћелија. Потребна упутства за производњу протеина садржана су у молекулима ДНК (дезоксирибонуклеинске киселине). Да бисте боље разумели како се производи протеин, погледајте ДНК изблиза.
Молекули ДНК пребивају у ћелијском једру. Осим што носи инструкције неопходне за производњу протеина, ДНК похрањује и преноси генетске информације с једне генерације ћелија на следећу. Облик молекула ДНК наликује уврнутим морнарским лествама (званим „двострука завојница“). Свако од два ужета у ДНК лествама састоји се од огромног броја мањих делова званих нуклеотиди, који се јављају у једном од четири типа: аденин (А), гуанин (Г), цитозин (Ц) и тимин (Т). С овом ДНК „азбуком“, пар слова — било А и Т или Г и Ц — образује једно окце на лествама двоструке завојнице. Лестве садрже хиљаде гена, основних јединица наследности.
Ген садржи информације потребне да се направи један протеин. Редослед слова у гену образује шифровану поруку, то јест шематски план, који одређује какву врсту протеина треба направити. Дакле, ДНК, са свим својим подјединицама, представља главни молекул живота. Без њених шифрованих инструкција, разноврсни протеини не би могли постојати — према томе, ни живот.
Посредници
Међутим, пошто је овај шематски план за градњу протеина похрањен у једру ћелије, а стварно место за градњу протеина је изван једра, потребна је помоћ да се тај шифровани шематски план пренесе из једра до „градилишта“. Молекули РНК (рибонуклеинске киселине) обезбеђују ову помоћ. Молекули РНК су хемијски слични молекулима ДНК, а за обављање посла потребно је више облика РНК. Осмотримо поближе ове крајње сложене процесе за стварање протеина од виталног значаја, помоћу РНК.
Рад почиње у ћелијском једру, где се један део ДНК раздваја. Ово омогућава словима РНК да се повежу с доступним словима ДНК на једном од ужади ДНК. Један ензим иде преко РНК слова како би их сјединио у једно уже. Тако су слова ДНК транскрибована у слова РНК, образујући нешто што бисте могли назвати ДНК дијалект. Новоформирани ланац РНК се одваја, и ДНК лестве се поново склапају.
Након даљњих модификација, ова нарочита врста РНК са шифрованом поруком је спремна. Она излази из једра и креће ка месту за градњу протеина, где слова РНК бивају дешифрована. Сваки скуп од три слова РНК образује „реч“ која захтева једну специфичну амино-киселину. Један други облик РНК трага за том амино-киселином, шчепа је уз помоћ једног ензима, и доноси на „градилиште“. Док се РНК реченица чита и преводи, производи се све већи ланац амино-киселина. Овај ланац се уврће и савија у један специфичан облик, водећи до само једне врсте протеина. А у нашем телу може их бити и преко 50 000.
Чак је и овај процес савијања протеина значајан. Године 1996, научници широм света, „наоружани најбољим компјутерским програмима, надметали су се у решавању једног од најсложенијих проблема биологије: како се један једини протеин, сачињен од дугачког низа амино-киселина, савија у замршени облик који одређује улогу коју он има у животу... Резултат, сажето речено, био је следећи: компјутери су изгубили а протеини победили... Научници процењују да би за један протеин просечне величине, сачињен од 100 амино-киселина, решавање проблема савијања израчунавајући сваку могућност захтевало 1027 (милијарду милијарди милијарди) година (The New York Times).
Овде смо осмотрили само сажетак тога како се ствара један протеин, али можете видети колико је то невероватно сложен процес. Имате ли идеју о томе колико времена треба да се образује један ланац од 20 амино-киселина? Око једне секунде! И тај процес се непрестано дешава у ћелијама нашег тела, од главе до пете.
Шта је срж овога? Иако су укључени и други фактори, којих има и сувише да бисмо их поменули, тимски рад неопходан да се живот створи и одржи изазива страхопоштовање. И израз „тимски рад“ тешко да адекватно описује то прецизно узајамно деловање неопходно да се произведе молекул протеина, јер протеину требају информације из молекула ДНК, а ДНК је потребно више облика специјализованих молекула РНК. Не можемо игнорисати ни разноразне ензиме, од којих сваки обавља јасно одређену и важну улогу. Док наше тело ствара нове ћелије, што се догађа милијарде пута дневно и без нашег свесног управљања, њему су потребни примерци све три компоненте — ДНК, РНК и протеина. Схватате зашто је часопис New Scientist коментарисао: „Одузмите било коју од ове три компоненте, и живот почиње да стаје.“ Или, да одемо још корак даље. Без комплетног тима, тима који функционише, живот се није могао појавити.
Да ли је разумно да је сваки од ова три молекуларна тимска играча спонтано настао у исто време, на истом месту, и тако прецизно подешен да су се могли искомбиновати да би извели своја чуда?
Постоји, међутим, алтернативно објашњење о томе како је живот на Земљи започео. Многи верују да је живот пажљиви продукт Конструктора с интелигенцијом највишег ранга.