Biologiczne mechanizmy molekularne. Eksperymentalne poparcie dla wniosku o projekcie(1).pdf

Biologiczne mechanizmy molekularne. Eksperymentalne poparcie dla wniosku o proj...

Page 1 of 11

Biologiczne mechanizmy

molekularne.

Eksperymentalne poparcie

dla wniosku o projekcie

— filed under: Teoria inteligentnego projektu : Biologiczne układy nieredukowalnie złożone jako

argument na rzecz kreacjonizmu

Od tþumacza:

Prezentowany tekst dotyczy biochemii. Jego autor, dr Michael J. Behe (ur. 1952), jest

profesorem Wydziału Chemii Uniwersytetu Lehigh w Bethlehem, Pennsylvania, USA.

Jest to tekst wystąpienia na sympozjum zatytułowanym "Inteligentny Projekt"

zorganizowanym przez American Scientific Affiliation, amerykańską organizację,

grupującą uczonych o przekonaniach chrześcijańskich (większość w niej stanowią

jednak ewolucjoniści). Główne idee tego eseju są następujące:

1. w ciągu ubiegłych pięćdziesięciu lat biochemia odkryła bardzo dużo z tego, co

nazwać można molekularną podstawą życia jego fundamentalnym poziomem

fizycznym i wiedza ta była niedostępna dla Darwina i tych, którzy wymyślili

teorię ewolucji;

2. wiele (choć nie wszystkie) struktury, jaki widzimy na tym mikroskopowym

poziomie, są nadzwyczaj złożone;

3. wiele z tych struktur wydaje się być nieredukowalnie złożonymi, przez co

należy rozumieć to, że zbudowane są one z licznych części, z których wszystkie

muszą być obecne, aby całość funkcjonowała;

4. jeśli struktury te faktycznie są nieredukowalnie złożone, to nie mogły

wyewoluować w stopniowych krokach, jak chciałby darwinizm, ponieważ

dopóki struktura ta nie zostanie skompletowana, nie istnieje żadna funkcja,

którą dobór naturalny mógłby selekcjonować;

5. przegląd literatury biochemicznej na temat ewolucji molekularnej

opublikowanej w ciągu ostatnich dziesięciu lat ujawnia wielkie ZERO

artykułów proponujących szczegółowe, testowalne modele stopniowej ewolucji

jakiegokolwiek znanego systemu biochemicznego.

Przy tempie zera artykułów w ciągu każdych dziesięciu lat, upłynie bardzo wiele czasu,

zanim nauka przedstawi obiecane wyjaśnienia na temat, jak rozwinęło się życie. Behe

uważa, że nieredukowalna złożoność większości systemów biochemicznych w

połączeniu z wyraźnym paraliżem nauki, jeśli chodzi o znane mechanizmy, jest

przekonującym świadectwem, iż mechanizmy te zostały zaprojektowane przez jakiś

inteligentny czynnik. Biochemia jako taka nie potrafi przyczynić się do identyfikacji tej

inteligencji, ale dobrze spełnia swoją rolę w zakresie, w jakim to jest możliwe.

Dr Michael J. Behe jest katolikiem, co zasługuje na podkreślenie w obliczu faktu, że

zdecydowaną większość amerykańskich kreacjonistów stanowią protestanci.

http://creationism.org.pl/artykuly/MJBehe2

2008-11-24

Biologiczne mechanizmy molekularne. Eksperymentalne poparcie dla wniosku o proj...

Page 2 of 11

Wprowadzenie

W ciągu krótkiego czasu po opublikowaniu przez Charlesa Darwina jego książki O pochodzeniu

gatunków , wyjaśniającą moc teorii ewolucji uznała większość biologów. Hipoteza ta łatwo

rozwiązała problemy podobieństwa homologicznego, organów szczątkowych, obfitości gatunków,

wymierania i biogeografii. Rywalizująca ówczesna teoria, która postulowała bezpośrednie

stworzenie gatunków przez jakąś nadnaturalną istotę, wydawała się większości racjonalnych

umysłów dużo mniej dogodna, gdyż domniemany Stwórca zajmowałby się takimi szczegółami, że

byłoby to uwłaczaniem Jego godności. Z upływem czasu teoria ewolucji wyrugowała tę rywalizującą

teorię specjalnego stworzenia i praktycznie rzecz biorąc wszyscy uczeni badali świat biologiczny z

perspektywy darwinowskiej. Większość wykształconych ludzi żyła odtąd w świecie, w którym

cudowność i bogactwo królestwa życia zostały wytworzone przez prostą i elegancką zasadę doboru

naturalnego.

Jednak w nauce bywa tak, że teoria odnosząca sukces niekoniecznie jest teorią poprawną. W

dziejach nauki istniały także inne teorie, które osiągnęły ten sam tryumf, jaki zdobył darwinizm:

ujęły wiele eksperymentalnych i obserwacyjnych faktów w spójnej ramie roboczej i odpowiadały

intuicjom ludzi na temat, jak świat powinien funkcjonować. Teorie te także obiecywały wyjaśnić

wiele cech wszechświata przy pomocy kilku prostych zasad. Lecz wiele z tych teorii jest obecnie

martwych. Zasługuje na ironię fakt, że zostały one zniszczone przez ten sam postęp nauki, do

jakiego się przyczyniły. Dobrym tego przykładem jest zastąpienie Newtonowskiego mechanicznego

ujęcia wszechświata przez Einsteinowski wszechświat relatywistyczny. Chociaż model Newtona

wyjaśniał rezultaty wielu eksperymentów przeprowadzonych w czasach tego uczonego, to nie udało

mu się wyjaśnić aspektów grawitacji. Einstein rozwiązał ten i inne problemy, rozważając na nowo

strukturę wszechświata.

Tak więc wiele teorii wiodło pomyślny żywot w swoim czasie, ale zostało odrzuconych, gdy nie

mogły wyjaśnić nowych danych, udostępnionych przez postęp nauki. Podobnie Darwinowska teoria

ewolucji miała się znakomicie, wyjaśniając wiele danych swego czasu oraz pierwszej połowy wieku

XXgo, ale co będzie celem mojego wystąpienia darwinizm okazał się być niezdolny do

wyjaśnienia zjawisk odkrytych wysiłkiem współczesnej biochemii w ciągu drugiej połowy tego

stulecia. Cel swój osiągnę podkreślając fakt, że życie na swoim najbardziej podstawowym poziomie

jest nieredukowalnie złożone i że taka złożoność jest niezgodna z niekierowaną ewolucją.

Tryumf współczesnej

biochemii

Chociaż Darwin i jego współcześni byli świadomi szerokiego zakresu zjawisk biologicznych, z

powodu ograniczeń dziewiętnastowiecznej nauki wszystkie systemy biologiczne były w istocie

czarnymi skrzynkami. [1] Analizując oko, Darwin odrzucił kwestię jego ostatecznego mechanizmu

stwierdzając, że to, "w jaki sposób nerw stał się wrażliwy na światło, nie obchodzi nas bardziej niż

to, w jaki sposób powstało samo życie". [2] Pytanie "jak funkcjonuje oko?" czyli co się dzieje, kiedy

foton światła pada na siatkówkę? nie mogło uzyskać odpowiedzi w owym czasie. Faktycznie żadne

pytanie na temat podstawowego mechanizmu życia nie mogło znaleźć odpowiedzi w tamtej epoce.

Jak muskuły zwierząt wywołują ruch? Jak funkcjonuje fotosynteza? Jak z pożywienia wydobywa się

energię? Jak organizm zwalcza infekcję? Na wszystkie takie pytania nie było odpowiedzi.

Wydaje się, że cechą charakterystyczną ludzkiego umysłu jest to,

że gdy nie istnieją ograniczenia ze strony wiedzy na temat

http://creationism.org.pl/artykuly/MJBehe2

2008-11-24

Biologiczne mechanizmy molekularne. Eksperymentalne poparcie dla wniosku o proj...

Page 3 of 11

mechanizmu jakiegoś procesu, to łatwo wyobraża on sobie proste

kroki prowadzące do jego funkcjonowania. Ilustruje to historyjka

obrazkowa "Calvin and Hobbes". Ponieważ małe dziecko, jak

Calvin, nie wie, jak funkcjonują samoloty, łatwo wyobraża sobie,

że (czarna) skrzynka może równie dobrze latać jak samolot.

Jednak dorośli wiedzą, że samoloty są bardzo złożonymi

maszynami i nie wierzą w latające skrzynki.

W świecie

biologicznym układy

złożone również

początkowo mogą

wydawać się proste.

Dobrym tego

przykładem jest

wiara w spontaniczne

powstawanie życia.

Zwolennik Darwina, Ernst Haeckel, znany jest między

innymi ze swego poparcia dla teorii abiogenezy

powstawania życia z materii nieożywionej bez udziału

rodziców. Kiedy statek badawczy H.M.S. "Cyclops"

wydobył z dna morza trochę dziwnie wyglądającego

mułu, to nawet taki autorytet, jak Thomas Henry Huxley, był przekonany, że była to protoplazma,

poprzednik samego życia. Huxley nazwał ten muł Bathybius Haeckelii , czcząc w ten sposób

Haeckla, znanego zwolennika abiogenezy. [3] Chociaż epizod ten wydaje się nam sto lat później

niepoważny, to należy zwrocić uwagę, że Haeckel (uważający, że komórki są "jednorodnymi

kuleczkami plazmy") i Huxley łatwo uwierzyli, że komórki mogą powstać z prostego mułu,

ponieważ nie zdawali sobie sprawy ze złożoności komórek. Jednak gdy złożoność nawet

najprostszego jednokomórkowego organizmu stała się widoczna, wiara w spontaniczne

powstawanie życia zanikła. Obecnie nie istnieje uczony, który by utrzymywał, że złożone organizmy,

organy czy organelle mogą w naturalny sposób powstać w jednym kroku z prostych składników

wyjściowych.

Ernst Mayr powiedział, że "każda rewolucja naukowa musi zaakceptować wszelkiego rodzaju czarne

skrzynki, gdyż gdybyśmy czekali do otwarcia wszystkich czarnych skrzynek, nigdy nie nastąpiłby

postęp pojęciowy". [4] Jest to prawda, ale celem nauki jest otwieranie tych czarnych skrzynek i gdy

już zawartość tych skrzynek jest ujawniona, należy przygotowywać wstępne teorie na temat ich

mechanizmów. Wspaniałe osiągnięcia współczesnej biochemii polegają na tym, że otworzyła ona

czarne skrzynki wielu systemów biologicznych i określiła na poziomie molekularnym, jak one

funkcjonują. Chociaż dla Darwina podstawowy proces widzenia był czarną skrzynką, to wiemy

obecnie, [5] że gdy światło pada na siatkówkę, cząsteczka organiczna, zwana 11cisretinal,

absorbuje foton, co powoduje, że przekształca się ona na transretinal. Zmiana kształtu cząsteczki

retinalu powoduje zmianę kształtu białka membranowego, rodopsyny, do której ona ściśle przylega.

To odmienione białko oddziaływuje wówczas na białko przekaźnikowe, zwane transducyną, które

zaczyna aktywować związane z membraną białko zwane fosfodiesterazą. Fosfodiesteraza zaś

uwalnia jony wapnia z pręcikowych komórek oka, co hamuje transport jonów sodu przez komórkę.

To z kolei powoduje hiperpolaryzację membrany komórkowej i w końcu wywołuje prąd, który

przepływa w dół nerwu optycznego do mózgu. Oto co znaczy "wyjaśnić" widzenie. To jest poziom

wyjaśnienia, do którego zmierzają nauki biologiczne.

Teorię Darwina sformułowano, kiedy cała biologia składała się z czarnych skrzynek. W tym

referacie zbadam kilka układów biologicznych na poziomie molekularnym i sprawdzę, czy dobór

naturalny nadal wydaje się być wystarczającym wyjaśnieniem w chwili obecnej, gdy wiele czarnych

skrzynek zostało otwartych.

http://creationism.org.pl/artykuly/MJBehe2

2008-11-24

Biologiczne mechanizmy molekularne. Eksperymentalne poparcie dla wniosku o proj...

Page 4 of 11

Białka

Zastanówmy się najpierw nad najbardziej

podstawowymi narzędziami komórki. Biochemia

wykazała, że mechanizmami w żywej tkance, które

budują struktury i przeprowadzają reakcje chemiczne

konieczne dla życia, są cząsteczki zwane białkami.

Podstawowa struktura białek jest dość prosta (patrz

rys.): ukształtowane są przez nieciągłe podjednostki,

zwane aminokwasami, które są sczepione w postaci

łańcucha. Każdy z dwudziestu odmiennych rodzajów

aminokwasów ma odmienny kształt i odmienne

własności chemiczne, a typowy łańcuch białkowy

składa się z około 50 do około 1 000 aminokwasowych

ogniw.Ale białko w komórce nie pływa jak wiotki

łańcuch (patrz rys. na lewo); raczej tworzy ono bardzo

precyzyjną strukturę, która może być bardzo różna dla

różnych typów białek; to właśnie struktura tak

złożonego białka dokładnie determinuje funkcję, jaką

ono pełni. A ponieważ sposób ułożenia i pofałdowanie

białka zdeterminowany jest przez sekwencję

aminokwasów, to sekwencja ta także determinuje funkcję białka. Nowoczesna biochemia zaczęła

istnieć w przybliżeniu czterdzieści lat temu, kiedy nauka rozwinęła się do tego stopnia, że mogła

określić dokładne struktury tych podstawowych cząsteczkowych składników układów

biologicznych. Kiedy J.C. Kendrew ze współpracownikami określił pierwszą strukturę białka dla

mioglobiny, białka występującego w mięśniu, to najbardziej uderzającą cechą dla niego była

złożoność i brak symetrii tej cząsteczki. [6] A jego kolega, laureat nagrody Nobla, Max Perutz,

wydawał się znajdować w najwyższej rozpaczy, gdy zauważył:

Czy to możliwe, by poszukiwanie ostatecznej prawdy rzeczywiście

doprowadziło do ujawnienia tak obrzydliwego i podobnego do

trzewi obiektu? [7]

(Mioglobina przypomina jelita.) Zanim ujawniono strukturę

mioglobiny, większość uczonych oczekiwała, że ta białkowa czarna

skrzynka zawiera proste, regularne cząsteczki, podobne do

kryształków soli, i złożoność, jaką ujrzeli, zaskoczyła ich. Chociaż

biochemicy przyzwyczaili się już do kształtu białek i stopniowo

polubili je, złożoność tych struktur pozostaje.

Rozpoznanie struktur

białek spowodowało, że

uczeni zaczęli się zastanawiać, jakie jest

prawdopodobieństwo, by jakaś sekwencja aminokwasów

mogła uformować złożoną postać konkretnego zwartego,

funkcjonalnego białka. Od dawna wiadomo, że chociaż

różne klasy białek mają odmienne sekwencje

aminokwasów i różne kształty, że analogiczne białka z

różnych gatunków, na przykład hemoglobina człowieka i

hemoglobina konia, różnią się swoimi sekwencjami

aminokwasów, to jednak formują podobne struktury. Ale

wiadomo także, że zmiany niektórych aminokwasów

niszczą strukturę białka. Jakie są więc granice tolerancji

dla zmian aminokwasów? Jakie jest prawdopodobieństwo

znalezienia jakiegoś konkretnego białka w

http://creationism.org.pl/artykuly/MJBehe2

2008-11-24

Biologiczne mechanizmy molekularne. Eksperymentalne poparcie dla wniosku o proj...

Page 5 of 11

nieukierunkowanym badaniu?

W ciągu ostatnich kilku lat odpowiedzi na te pytania

nadeszły z laboratorium Roberta Sauera na Wydziale

Biologii Massachusetts Institute of Technology. [8] W

laboratorium Sauera pobierano geny dla kilku białek

wirusowych (patrz rys. powyzej), systematycznie

rozdrabniano je na części i wstawiano odmienne

fragmenty z powrotem do genów. Te zmienione geny

umieszczano wówczas ponownie w bakteriach, które

odczytywały kod DNA i produkowały z nich łańcuchy

aminokwasów. Okazało się, że bakterie te szybko

niszczyły białka, które nie były odpowiednio przestrzennie

ułożone. Grupa Sauera poszukiwała więc takich

odmienionych białek, które nie zostały zniszczone.

Określając ich sekwencje, mogli powiedzieć, które

aminokwasy w danym miejscu zgodne były z tworzeniem

złożonego przestrzennie, funkcjonalnego białka

podobnego do białka rodzicielskiego.

K R R

G D K

T N E

A H T

M S K G

K V A G S

L F M S M

E I L M K L

- N - L - E - D - A - R - R - L - K - A -

4 10 9 1 1 5 2 1 1 9

* -- * -- * -- * -- * -- * -- * -- * -- * -- * -- *

20 20 20 20 20 20 20 20 20 20

1 na 10 65 to tyle, co jedna szansa na

100 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000

Grupa Sauera zauważyła, że w niektórych miejscach białka tolerowana była duża rozmaitość

aminokwasów (patrz rys. powyżej). W niektórych miejscach mogło wystąpić do 15 spośród 20

aminokwasów i nadal dawać funkcjonalne, przestrzennie ustrukturowane białko. Jednak w innych

miejscach w sekwencji aminokwasów tolerowane mogło być bardzo niewielkie zróżnicowanie.

Wiele miejsc mogło przyjąć tylko 3 lub 4 odmienne aminokwasy. Inne miejsca miały absolutny

wymóg na tylko konkretny aminokwas; znaczy to, że jeśli powiedzmy P nie występuje w miejscu

78 danego białka, to białko nie przybierze charakterystycznego przestrzennego kształtu, pomimo

tego, że reszta sekwencji jest zbliżona do białka naturalnego.

Z faktycznych wyników eksperymentalnych grupy Sauera, jak to pokazuje rysunek, można łatwo

obliczyć, że prawdopodobieństwo znalezienia złożonego białka wynosi około 1/10 65 [9] Liczba ta

jest niemal identyczna z wynikami otrzymanymi wcześniej przy pomocy obliczeń teoretycznych i to

podobieństwo wyników wielce wzmacnia nasze zaufanie, że otrzymano poprawny wynik. Aby

wyrobić sobie opinię na temat tej fantastycznie małej liczby, wyobraźmy sobie, że ktoś schował

ziarnko piasku, oznaczone maleńkim "X"em, gdzieś na pustyni Sahara. Po kilkuletnim włóczeniu

się na ślepo po tej pustyni, schylasz się i znajdujesz to maleńkie "X". Żywiąc podejrzenia, dajesz to

ziarenko piasku komuś, by je ponownie schował, znowu błąkasz się ślepo po pustyni, schylasz się i

jeszcze raz podnosisz to samo ziarenko oznaczone "X"em. Trzeci raz powtarzasz swoje działania i

trzeci raz znajdujesz oznaczone ziarenko. Prawdopodobieństwo znalezienia tego oznaczonego

ziarenka piasku na pustyni Sahara trzy razy pod rząd jest mniej więcej takie samo, jak znalezienia

jednej nowej funkcjonalnej struktury białka, jednego z podstawowych narzędzi komórki. Większość

ludzi uzna raczej, że cała sprawa została z góry ukartowana, niż że jest to wynik szczęśliwego

nałożenia się przypadków.

http://creationism.org.pl/artykuly/MJBehe2

2008-11-24

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: