Уникальные функции природных белков: Разумный замысел создания жизни

  • admin
  • 22.11.2021
  • 0

Уникальные функции природных белков: Разумный замысел создания жизни

Последние открытия в области структурной биологии указывают на Разумный замысел создания жизни

 

В выпуске журнала Chemical and Engineering News (C&EN) от 9 августа 2021 года была опубликована статья из области структурной биологии под названием «Как начинается транскрипция».

Транскрипция – это биохимический процесс, который происходит в каждой клетке человеческого организма, когда начинается синтез белка. Это сложная серия процессов, которая начинается в ядре, когда ген — участок на нити ДНК — передает инструкции по производству определенного белка.
Структурная биология — раздел молекулярной биологии, биохимии и биофизики, занимающийся изучением структуры биологических макромолекул, в частности белков и нуклеиновых кислот.

Проще говоря, часть молекулы ДНК, где находится ген, разворачивается, в результате чего образуется нить мРНК (мессенджер-РНК). МРНК можно представить себе как цифровую ленту, содержащую последовательность трехбуквенных кодов, называемых кодонами, которые диктуют точную последовательность аминокислот для белка, который она должна произвести.

МРНК выходит из ядра и попадает в место синтеза белка, называемое рибосомой. Здесь кодоны считываются, и конкретные аминокислоты доставляются второй молекулой РНК, тРНК (трансферной РНК), которая имеет свои собственные трехбуквенные последовательности, называемые антикодонами, которые соответствуют кодонам на мРНК. Процесс продолжается; рибосома продолжает собирать аминокислоты одну за другой, пока белок не будет собран в соответствии с инструкциями, изначально записанными в гене.

Сказать, что этот процесс поражает своей сложностью, значит преуменьшить. Это не что иное, как чудо.

В статье C&EN подробно описываются 20 с лишним лет усилий нескольких исследовательских групп со всего мира, направленных на понимание процесса инициации транскрипции. Они обнаружили, что она включает в себя так называемый преинициационный комплекс (PIC); ансамбль транскрипционных факторов, фермент под названием РНК-полимераза II (Pol II), еще больше транскрипционных факторов и медиаторный комплекс, который стабилизирует структуру. В общей сложности это около 75 различных белков.

Чтобы получить изображение PIC, его сначала нужно было изготовить. Это потребовало «многолетней кропотливой работы исследовательских групп, которые не только разработали методы выделения всех белковых компонентов PIC в лаборатории, но и заставили эти компоненты собираться правильным образом, без развала всего комплекса».

Здесь возникает более глубокий, философский вопрос: Как может такая сложная молекулярная машина, имеющая решающее значение для синтеза белков и, следовательно, жизни, сама зависеть от 75 различных белков? Откуда вообще взялись эти белки, если не было PIC, чтобы инициировать синтез белка?

Или что появилось первым – курица или яйцо?

Дуглас Экс, автор книги «Неоспоримо, как биология подтверждает нашу интуицию, что жизнь создана», считает, что именно такие примеры, как этот, делают очевидным, что жизнь была создана, а не является результатом слепой, неуправляемой случайности.

«Объяснить, как природные белки с их изысканными функциями могли появиться случайно, — монументальная задача», — пишет он.

«Когда мы видим, как работают вещи, которые появились благодаря правильному соединению многих частей, мы не можем не приписать эти изобретения целенаправленным действиям, и это ставит нашу интуицию в противоречие с эволюционным объяснением».

Он приводит пример, названный «супом оракула», — отсылка к первобытному супу – «маленькому теплому водоему», который считается местом зарождения жизни на планете Земля и который Дарвин описал в письме своему другу Джозефу Хукеру в 1871 году.

Рецепт Экса предполагает использование большой кастрюли бульона и макаронных букв, которые доводятся до кипения, а затем снимаются с огня и даются остыть. Когда суп остынет, «…поднимите крышку, чтобы обнаружить полный набор инструкций по созданию чего-то нового и полезного — достойного патента – все это написано макаронными буквами».

«Как бы мы поняли смысл прорицательного супа, если бы он был настоящим? Если мы задумаемся об этом на мгновение, я думаю, мы согласимся, что никакое обычное объяснение не покажется нам адекватным для чего-то столь необычного. Но если это так, то как эволюционное объяснение жизни может не вызывать такого же скептицизма?»

Недавно Джон Патрик, который служил медицинским миссионером на Ямайке и в Африке к югу от Сахары, где он изучал недоедание у детей поделился историей, когда его пригласили в качестве приглашенного лектора по этике в один из медицинских университетов Кубы. Директор учебного заведения заметил, как студенты были насторожены во время лекций доктора Патрика, и чтобы лучше понять причину этого, он вызвал доктора Патрика на дебаты о происхождении жизни.

Доктор Патрик, всегда готовый бросить хороший вызов, написал на доске (на испанском языке) «Это предложение написано само собой». Группа врачей и студентов-медиков в течение нескольких минут обсуждала бессмыслицу такого заявления, пока, наконец, доктор Патрик не стер фразу «Это предложение» и не заменил ее на «ДНК», добавив: «Но вы все верите в это заявление, не так ли?».

В комнате воцарилась полная тишина, поскольку смысл был элегантно донесен.

У меня есть похожая игра мыслей, в которую я играю со студентами на вводном курсе химии, который я веду. Когда мы начинаем изучать синтез белка, я показываю им фотографию моего ящика для галстуков до того, как моя жена потратила час на его упорядочивание, сложив все галстуки и аккуратно разложив их в три ряда по цвету. Ни один студент никогда не думал, что это произошло по слепой, неуправляемой случайности, и что это никогда не могло бы произойти таким образом, если бы у нас было хоть немного времени.

Урок очевиден: за организованным расположением стоял кто-то умный, умеющий подбирать цвета и искусно складывать ткань. Можно сказать, что моя жена выступала в роли разумного дизайнера.

Вера в Бога как разумного конструктора стала отправной точкой для многих научных исследований в XVI и XVII веках.

«Великие пионеры физики – Ньютон, Галилей, Кеплер, Коперник – благочестиво считали себя призванными найти свидетельства Бога в физическом мире», — пишет Стивен С. Майер в книге «Возвращение Бога». Мейер в «Возвращении гипотезы Бога», своей последней книге, в которой он убедительно доказывает иудео-христианское происхождение современной науки. «Основатели… предполагали, что если они будут внимательно изучать природу, то она откроет свои секреты. Их уверенность в этом предположении основывалась как на греческой, так и на иудео-христианской идее о том, что Вселенная представляет собой упорядоченную систему – космос, а не хаос».

Этот космос, описанный как «мир с чертежом», был открыт для великих, ищущих умов науки. Возьмем, к примеру, астронома Иоганна Кеплера (1571-1630), который писал:

«Бог хотел, чтобы мы познали» естественные законы, и Бог сделал это возможным, «создав нас по своему образу и подобию, чтобы мы могли разделять его мысли».

Таким образом, предположение о том, что рациональный разум, обладающий волей, создал вселенную, породило две идеи – случайности и разумности, которые, в свою очередь, послужили мощным стимулом для изучения природы с уверенностью в том, что такое изучение приведет к пониманию.

Этот мощный импульс к изучению природы идет рука об руку с любопытством и критическим мышлением, что часто приводит к более глубоким, философским вопросам о происхождении и смысле жизни.

К несчастью, вера и наука ушли в прошлое в середине девятнадцатого века с появлением трудов Дарвина, Маркса, Ницше и Фрейда, которых иногда называют «четырьмя бородатыми богоубийцами».

Венки Рамакришнан был одним из трех соавторов, удостоенных Нобелевской премии по химии в 2009 году за исследования функций и структуры рибосомы. В книге «Генная машина, гонка за расшифровкой секретов рибосомы» он пишет, что его собственные исследования заставили его задуматься над более глубоким вопросом о происхождении жизни.

Как зародилась жизнь — одна из великих оставшихся загадок биологии… Проблема [заключается] в том, что почти во всех формах жизни ДНК несет генетическую информацию, но сама ДНК инертна и производится большим количеством белковых ферментов, для создания которых требуется не только РНК, но и рибосома. Более того, сахар в ДНК, дезоксирибоза, производится из рибозы большим и сложным белком. Никто не может понять, как вся эта система могла запуститься.

Ну, почти никто.

Подумайте об иронии в статье C&EN: В течение 20 лет исследовательские группы в США, Германии и Китае, состоящие из самых блестящих биохимиков в мире, работали в современных лабораториях с передовыми биологическими реагентами, используя приборы для синтеза еще более крупных и сложных биомеханических машин с целью получения изображений и выяснения структуры ПИК.

Или, говоря иначе: Группы разумных дизайнеров работали в разумно спроектированных лабораториях, используя разумно спроектированные исходные материалы и разумно спроектированные приборы для выяснения структуры одной из биомеханических машин, участвующих в ранних стадиях синтеза белка.

Очевидно, что стоит задуматься над вопросом, заданным самим Богом Иову в ветхозаветной книге, носящей его имя:

«Где ты был, когда Я положил основание земли? Скажи мне, если понимаешь» (Иов 38:4, NIV).

Автор: Грегори Дж. Раммо, бакалавр, магистр, преподаватель химии Атлантического университета Палм-Бич в Уэст-Палм-Бич, Флорида.
©

Источник: potustorony.ru

  • vkontakte
  • facebook
  • googleplus
  • twitter
  • linkedin
  • linkedin
Назад «
Вперед »

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *