Informácia v bunke

K tejto téme som vytvoril aj stručné video dostupné na YT: zdenko drdol, presnejšie Informácia v bunke.

Keď Darwin r. 1859 publikoval svoje hlavné dielo „O pôvode druhov“, tak pôvod života považoval za triviálnu záležitosť, zrejme aj preto, lebo nevedel nič o DNA. Dnes však už o nej počuli snáď všetci, vrátane školopovinných detí.

Pre poriadok uvediem, že DNA je skratka pochádzajúca z anglického názvu deoxyribonucleic acid (v slovenčine: deoxyribonukleová kyselina) a patrí medzi tzv. „nukleové kyseliny“. Označujú sa tak preto, lebo boli objavené v bunkovom jadre (lat. „nucleus“).

DNA prvýkrát identifikoval švajčiarsky chemik Friedrich Miescher v r. 1869.

V nasledujúcich desaťročiach sa znalosti o DNA a ich interpretácie rozširovali a prehlbovali, avšak zároveň prinášali stále nové a nové záhady.

Americký chemik a nanotechnológ James Tour s obľubou hovorieva:

„Je to ako keby sme sa od poznania bunky s novými poznatkami stále viac a viac vzďaľovali.“

Mikrobiológovia boli dlho presvedčení, že čokoľvek sa v jadre bunky za pomoci DNA deje, je výsledkom neriadených chemických procesov a v súlade s Darwinovou prirodzenou selekciou.

Toto sa však začalo meniť po r. 1953, keď americký biológ James Watson a anglický fyzik Francis Crick objasnili nádhernú štruktúru dvojitej špirály molekuly DNA.

O štyri roky neskôr Crick, ktorý bol predtým aj lámačom kódov v druhej svetovej vojne, kód DNA definitívne rozlúštil. Vyšiel s tzv. „sekvenčnou hypotézou“.

https://www2.nau.edu/lrm22/lessons/dna_notes/dna_notes.html

Uvedomil si totiž, že pozdĺž chrbtice molekuly dvojitej špirály v DNA sú štyri chemické podjednotky, ktoré sa nazývajú nukleotidové bázy. (Ich špeciálne odborné názvy sú pre jednoduchosť často reprezentované počiatočnými písmenami A, C, G a T. Na obrázku vľavo ich vidíte znázornené v rozvinutej DNA.) Crick postuloval (to v odbornej reči znamená predpokladal), že nukleotidové bázy v DNA fungujú ako abecedné znaky v písanom jazyku alebo ako digitálne znaky 0 a 1 používané v počítačovom kóde, teda, že nukleotidové bázy nevykonávajú biologickú funkciu na základe svojho tvaru alebo reakcií, ktorých sú súčasťou. Nie sú to teda ich geometrické alebo chemické vlastnosti, ktoré im dávajú ich funkčnosť – ako sa dovtedy predpokladalo – ale ich postupné usporiadanie v nezávislej konvencii symbolov, ktorá bola neskôr objavená a teraz je známa ako genetický kód.

DNA možno prirovnať k počítačovej pamäti:

V počítači sú dáta uložené v rôznych druhoch pamätí a potom podľa potreby alokované, presunuté a použité. Pri prenose sa pritom používajú rozličné nosiče, napríklad elektrické alebo optické káble. Prenosové prostriedky tu teda nie sú dôležité, podstatná je prenášaná INFORMÁCIA.

Podobne je to aj s informáciou uloženou v DNA a jej použitím. Táto INFORMÁCIA slúži nielen pre bunku, ale pre celý organizmus ako PAMÄŤ pre vitálne funkcie, ako sú napr. rast, rozmnožovanie, regenerácia, alebo metabolizmus. Väčšina, ak nie všetky tieto funkcie, sú vykonávané za pomoci proteínov, teda bielkovín, a základná inštrukcia ako vytvoriť hociktorý proteín z aminokyselín je uložená práve v DNA.

Ako? Pre tvorbu každého proteínu je vyhradený v DNA osobitný úsek, gén, z ktorého je podľa potreby prepisom (transkripciou) vytvorená informačná kópia, mRNA. (Toto slovo poznáte z roztokov, ktoré sú vraj vakcínami a údajne dokonca lepšími ako je prirodzená imunita.) Vlákno mRNA s príslušnou informáciou je potom prenesené do ribozómu, kde táto informácia umožňuje aminokyseliny zoradiť podľa potreby. Následne je tento reťazec zatočený do finálnej formy a proteín je pripravený k prenosu na žiadúce miesto. Nie je to teda chémia, ktorá rozhoduje pri finálnom produkte, proteíne, ale je to jeho geometrická forma!

Rovnako obdivuhodný je však aj spôsob, akým je poradie aminokyselín pre daný proteín prvotne určené. A, C, G a T sú v DNA logicky usporiadané do trojíc, teda matematicky povedané ide o variácie 3. triedy zo 4 prvkov. Toto umožňuje uložiť 4³=64 pozícií, čo je samozrejme viac ako potrebných 20. Takto je uložená inštrukcia určujúca poradie všetkých aminokyselín každého proteínu. Pre predstavu, bežný proteín je vytvorený zvyčajne z reťazca okolo 300 aminokyselín. Je naozaj ohromujúce pozorovať tento úžasne jemne vyladený aparát, zariadenie už na miniatúrnej bunkovej úrovni.

Tu sa dostávam k záveru tohto skromného príspevku do neexistujúcej slovenskej verejnej diskusie o podstate ľudského bytia. Zdôrazňujem, že nie som biológ, ale vzdelaním som matematik s dlhoročnou profesionálnou praxou ako informačný technológ. A k bunkovej biológii ma priviedli práve úžasné podobnosti medzi počítačmi a prenosom informácií v bunke, ktoré si rôzni ľudia vysvetľujú rôzne.

Napr. Francis Crick vlastný objav považoval za potvrdenie a uistenie sa vo svojom ateizme. Už dávno predtým, ako objavil štruktúru DNA, totiž zastával silné ateistické názory. Novinový článok dokonca informoval, že Crickova nechuť k “náboženstvu” bola jedným z hlavných motívov, ktoré viedli k jeho objavu:

“Antipatia k náboženstvu priekopníkov DNA je dlhodobá. V roku 1961 Crick rezignoval na členstvo na Churchill College v Cambridge, keď navrhla postaviť kaplnku“.

(Odhaľujú naše gény Božiu ruku?, telegraph.co.uk, 15. Júl 2003.)

Moja poznámka: Práve tak ako za konceptom a prácou počítača, tak aj pri činnosti bunky, pri stavbe a vykonávaní určitého biologického procesu, t. j. pri prenose vitálnych INFORMÁCIÍ a prevádzaní následných funkcií, badám MYŠLIENKU, vyššiu INTELIGENCIU. Vidím za tým Logos, ktorý bol žiaľ z vedy pred stáročiami vylúčený. Počítač, aký dnes máme bežne na stole, by sa ani za trilióny rokov nemohol vyvinúť a poskladať sám, ak by za jeho vznikom nebolo VEDOMIE. Ak toto chápete, tak by vám nemalo byť problémom pochopiť, že práve tak je to to aj s organickou bunkou s tým akcentom, že bunka je ešte omnoho, omnoho, omnoho komplexnejšia.