DNA: Úžasná zpráva nebo převážně nepořádek?

Link na článek v angličtině: creation.com/message

V roce 2003 si připomínáme 50. výročí objevu dvoušroubovicové struktury DNA. Její objevitelé James Watson, Francis Crick a Maurice Wilkins získali za svůj objev v roce 1962 Nobelovu cenu za fyziologii a medicínu. [Aktualizace 2011: tato online verze byla doplněna o animace a odkazy na další úžasné objevy týkající se vícenásobných kódů v DNA.]

Úžasná konstrukce a složitost živých organismů je pádným důkazem existence Stvořitele. Z Bible víme, že Bůh po šestém dni odpočinul od svého stvořitelského díla (tj. dokončil je) (Genesis 2:2-3) a nyní udržuje své stvoření (Koloským 1,16-17, Židům 1,3). Jak tedy dnes vznikají složití živí tvorové?

Boží informační technologie

Jedním z aspektů tohoto udržování je, že Bůh naprogramoval „recept“ na všechny tyto struktury ve známé dvoušroubovici DNA.¹ Tento recept má obrovský informační obsah, který se přenáší z generace na generaci, takže se živé organismy rozmnožují „podle svých forem“ (Genesis 1, desetkrát). Přední ateistický evolucionista Richard Dawkins přiznává:

„[V] jedné lidské buňce je tolik informační kapacity, že by se do ní vešlo třicet svazků Encyclopaeia Britannica, a to třikrát nebo čtyřikrát.“²

Stejně jako Britannica měla inteligentní autory, kteří vytvářeli její informace, je rozumné, ba dokonce i vědecké se domnívat, že informace v živém světě měly také původního tvůrce/odesílatele.³ Není známa žádná neinteligentní příčina, která by kdy byla pozorována při vzniku byť jen malé části doslova encyklopedických informací potřebných pro život.⁴

Genetický kód (viz „Programy života“ níže) není výsledkem surové chemie, ale složitého dekódovacího zařízení v ribozomu. Pozoruhodné je, že tento dekódovací mechanismus je sám o sobě zakódován v DNA, na což upozornil známý filozof vědy Sir Karl Popper:

„Kód tedy nelze přeložit jinak než pomocí určitých produktů jeho translace. To představuje nepřehledný kruh; zdá se, že je to skutečně bludný kruh pro jakýkoli pokus o vytvoření modelu nebo teorie geneze genetického kódu.“^5,6

Takový systém tedy musí být plně funkční, aby vůbec mohl fungovat, což je vlastnost zvaná neredukovatelná složitost. To znamená, že je nemožné, aby vznikl přirozeným výběrem, který pracuje s malými změnami.

DNA je zdaleka nejkompaktnějším systémem ukládání informací ve vesmíru. I ten nejjednodušší známý živý organismus má 482 genů kódujících bílkoviny. To je celkem 580 000 „dopisů“⁷ – lidé jich mají v každém jádru tři miliardy. (Viz „Programy života“, kde najdete vysvětlení „písmen“ DNA.)

Množství informací, které lze uložit do objemu DNA špendlíkové hlavičky, se rovná hromadě brožovaných knih 500krát vyšších, než je vzdálenost Země od Měsíce, z nichž každá má jiný, ale specifický obsah.⁸ Jinak řečeno, i když si myslíme, že naše nové 40 GB pevné disky jsou vyspělou technologií, špendlíková hlavička DNA by mohla pojmout 100milionkrát více informací.

„Písmena“ DNA mají díky své struktuře další důležitou vlastnost, která umožňuje přenos informací: A se páruje pouze s T a C pouze s G, což je dáno chemickou strukturou bází – pár je jako příčka nebo schod na točitém schodišti. To znamená, že obě vlákna dvojité šroubovice lze oddělit a vytvořit nová vlákna, která přesně kopírují informaci. Nové vlákno nese stejné informace jako staré, ale místo toho, aby bylo jako fotokopie, je v jistém smyslu jako fotografický negativ. Kopírování je mnohem přesnější, než by zvládla čistá chemie, což je jen asi jedna chyba z 10 miliard kopií, protože v DNA je opět zakódován editační mechanismus (korektura a kontrola chyb). Ale jak by se informace pro editační stroje přenášely přesně, než by byly stroje zavedeny? Aby někoho nenapadlo, že přesnosti lze dosáhnout postupnou selekcí, je třeba si uvědomit, že vysoký stupeň přesnosti je nutný, aby se zabránilo „chybové katastrofě“ – hromadění „šumu“ v podobě nevyžádaných proteinů. Opět vzniká bludný kruh (větší neredukovatelná složitost).

Zdá se, že i výběr písmen A, T, G a C je nyní založen na minimalizaci chyb. Evolucionisté obvykle předpokládají, že tato písmena se náhodou nacházela v předpokládané prapolévce, ale výzkumy ukazují, že C (cytosin) se v takové „polévce“ s velkou pravděpodobností nevyskytoval.⁹ Dónall Mac Dónaill z Trinity College v Dublinu spíše naznačuje, že výběr písmen je podobný pokročilým systémům kontroly chyb, které jsou součástí ISBN na knihách nebo číslům kreditních karet, bankovních účtů a letenek. Jakékoli alternativy by utrpěly chybovou katastrofu.¹⁰

Introny

DNA se nečte přímo, ale buňka nejprve vytvoří její negativní kopii ve velmi podobné molekule zvané RNA,¹¹ což je proces nazývaný transkripce. U všech organismů kromě většiny bakterií však dochází k větší transkripci. Tato RNA, která odráží DNA, obsahuje oblasti zvané exony, které kódují proteiny, a nekódující oblasti zvané introny. Introny jsou tedy odstraněny a exony jsou „spojeny“ dohromady, aby vznikla mRNA (messenger RNA), která je nakonec dekódována a tvoří protein. K tomu je také zapotřebí složitý mechanismus zvaný spliceozom. Ten se sestaví na intronu, vyřízne ho na správném místě a spojí exony dohromady (viz také tuto animaci stroje spliceozomu). Musí k tomu dojít ve správném směru a na správném místě, protože, jak je uvedeno výše, je obrovský rozdíl, pokud je exon spojen byť jen o jedno písmeno vedle. Nedokonale vytvořený sestřihový mechanismus by tedy byl škodlivý, takže by proti němu působil přírodní výběr. Richard Roberts a Phillip Sharp získali v roce 1993 Nobelovu cenu za fyziologii a medicínu za svůj objev intronů v roce 1977. Ukázalo se, že 97-98 % genomu mohou tvořit introny a další nekódující sekvence, což však vyvolává otázku, proč introny vůbec existují. [Aktualizace, 2011: nyní víme, že existuje splicing kód; viz související články níže.]

Nadbytečná DNA?

Dawkins a další tvrdí, že tato nekódující DNA je „nadbytečná“ nebo „sobecká“. Domnívají se, že žádný inteligentní designér by nepoužil tak neefektivní systém, a proto se musel vyvinout. To se shoduje s představou 19. století, že v lidském těle existuje asi stovka „vestigiálních orgánů“,¹² tj. údajně zbytečných pozůstatků naší evoluční historie.¹³ Osvícenější evolucionisté, jako například Scadding, však upozornili, že tento argument je logicky neplatný, protože z principu nelze dokázat, že nějaký orgán nemá žádnou funkci; spíše by mohl mít funkci, o které nevíme. Scadding také připomíná, že „s nárůstem našich znalostí se seznam vestigiálních struktur zmenšuje.“^14,15,16

Dawkins sice často tvrdí, že víra ve stvořitele je „výmluva“, ale ve skutečnosti jsou „výmluvou“ tvrzení o vestigialitě nebo nadbytečnosti. Taková tvrzení bránila výzkumu životně důležitých funkcí údajně vestigiálních orgánů; totéž se děje i v případě nekódující DNA.

I kdyby byla evoluce pravdivá, představa, že introny jsou zbytečné, je absurdní. Proč by se u složitějších organismů vyvíjely tak složité stroje na jejich spojování? Přirozený výběr by spíše upřednostňoval organismy, které by nemusely plýtvat zdroji na zpracování genomu naplněného z 98 % odpadem. Bylo objeveno mnoho způsobů využití takzvané nadbytečné DNA, například celková struktura genomu a regulace genů. Někteří kreacionisté se domnívají, že tato DNA má podíl na rychlé diverzifikaci „druhů“ na palubě Archy po Potopě.¹⁷

Některé nekódující RNA zvané mikroRNA (miRNA) zřejmě regulují produkci proteinů kódovaných jinými geny a zdá se, že u lidí, myší a dánií pruhovaných jsou téměř identické. Nedávné sekvenování myšího genomu¹⁸ překvapilo vědce a vedlo k titulkům jako „‚Nadbytečná DNA‘ obsahuje zásadní informace“.¹⁹ Zjistili, že 5 % genomu je v podstatě identických, ale pouze 2 % z toho jsou skutečné geny. Proto usoudili, že i zbylá 3 % musí být z nějakého důvodu stejná. Vědci se domnívají, že tato 3 % pravděpodobně hrají klíčovou roli při určování chování vlastních genů, např. pořadí, v jakém se zapínají.²⁰

Také poškození intronů může mít katastrofální následky – v jednom případě vymazání čtyř „písmen“ uprostřed intronu zabránilo vazbě spliceozomu, což vedlo k zahrnutí intronu.²¹ Mutace v intronech také narušují imprinting, proces, při kterém se exprimují pouze určité geny od matky nebo od otce, nikoli od obou. Exprese obou genů vede k různým onemocněním včetně rakoviny.²²

Dalším zajímavým objevem je, že DNA dokáže vést elektrické signály až do vzdálenosti 60 „písmen“, což stačí na kódování 20 aminokyselin. To je typická délka pro molekulární spínače, které zapínají sousední geny. Teoreticky by se elektrické signály mohly šířit neomezeně dlouho. Jednoduché nebo vícenásobné párování mezi A a T však signály zastavuje, to znamená, že jsou izolátory nebo „elektronickými závěsy v obvodu“. Ačkoli tedy tyto oblasti nekódují proteiny, mohou chránit důležité geny před elektrickým poškozením volnými radikály, které napadají vzdálenou část DNA.²³

Časy se tedy změnily, jak říká Alexander Hüttenhofer z univerzity v německém Münsteru:

„Před pěti nebo šesti lety nám lidé říkali, že ztrácíme čas. Dnes už nikdo netvrdí, že lidé studující nekódující RNA mrhají časem.“²⁴

Pokročilý operační systém?

Dr. John Mattick z University of Queensland v australském Brisbane publikoval řadu prací, v nichž tvrdí, že nekódující oblasti DNA, respektive jejich nekódující RNA „negativy“, jsou důležitými součástmi komplikované genetické sítě.^25,26 Ty interagují mezi sebou navzájem, s DNA, mRNA a proteiny. Mattick se domnívá, že introny fungují jako uzly, které spojují body v síti. Introny poskytují mnoho dalších spojení a umožňují to, co by se v počítačové terminologii nazvalo multi-tasking a paralelní zpracování.

V organismech by tato síť mohla řídit pořadí, v jakém se geny zapínají a vypínají. To znamená, že „přepojením“ sítě lze vytvořit obrovskou škálu mnohobuněčného života. Naproti tomu „první počítače byly jako jednoduché organismy, velmi chytře navržené [sic], ale naprogramované vždy jen na jeden úkol.“²⁷ Starší počítače byly velmi nepružné a vyžadovaly kompletní přepracování sítě, aby bylo možné cokoli změnit. Stejně tak jednobuněčné organismy, jakými jsou bakterie, si mohou dovolit být nepružné, protože se nemusí vyvíjet jako mnohobuněční tvorové.

Evoluční výklad

Mattick se domívá, že tento nový systém se nějakým způsobem vyvinul (navzdory neredukovatelné složitosti) a následně umožnil vývoj mnoha složitých živých organismů z jednoduchých. Stejný důkaz je však lépe interpretovat v biblickém rámci. Tento systém skutečně umožňuje vývoj mnohobuněčných organismů z „jednoduché“ buňky – tou je však oplozené vajíčko. To dává větší smysl; oplozené vajíčko má v sobě naprogramovány všechny informace, aby se z embrya vyvinula komplexní forma života.

Je také příkladem dobré ekonomie designu, která ukazuje na jediného designéra, nikoli na mnohé. Naproti tomu první jednoduchá buňka, u níž se údajně vyvinul složitý sestřihový aparát, by neměla žádné introny, které by bylo třeba sestřihovat.

Mattick má však možná částečně pravdu, pokud jde o diverzifikaci života. Kreacionisté také věří, že život se po potopě diverzifikoval. Tato diverzifikace však nezahrnovala žádné nové informace. Někteří kreacionisté se domnívají, že jisté části v současnosti nekódující DNA mohly umožnit rychlejší diverzifikaci,²⁸ a Mattickova teorie by mohla poskytnout další mechanismus.

Bránění vědě

Přísný kritik Mattikovy teorie, Jean-Michel Claverie z Národního výzkumného ústavu CNRS v Marseille ve Francii, řekl něco velmi zajímavého:

„O této práci nemám valné mínění. Obecně platí, že všechny tyto globální myšlenky nás daleko nedovedou, protože neberou v potaz nejzákladnější princip biologie: věci vznikly aditivním sčítáním evoluce drobných subsystémů, nikoli globálním designem. Je velmi dobře možné, že se u jednoho intronu v daném genu vyvinula náhodou nějaká regulační vlastnost. Je naprosto nepravděpodobné, že by všechny geny získaly introny pro budoucí vlastnost regulace exprese.“

Dva body, které je třeba si uvědomit:

• Přiznává se tím, že pokud je intronový systém skutečně pokročilým operačním systémem, byl by skutečně neredukovatelně složitý, protože evoluce by ho nemohla vytvořit postupně.
• Ukazuje, jakou roli hrají materialistické předpoklady v pozadí evoluce. Ateisté jako Dawkins obvykle používají evoluci jako „důkaz“ své víry; ve skutečnosti je evoluce odvozena z jejich předpokladu materialismu! Například Richard Lewontin píše: „… máme předchozí závazek, závazek k materialismu. … Navíc je tento materialismus absolutní, protože nemůžeme připustit, aby do dveří vstoupila božská noha.“²⁹Scott Todd řekl: „I kdyby všechna data ukazovala na inteligentního designéra, taková hypotéza je z vědy vyloučena, protože není naturalistická.“³⁰

Podobně, zatímco mnozí používají „nadbytečnou“ DNA jako „důkaz“ evoluce, Claverie používá předpoklad evoluce jako „důkaz“ její nepotřebnosti! To je opět paralela se zárodečnými orgány. Ve skutečnosti se evoluce používala jako důkaz jejich vestigiality a bránila výzkumu jejich funkce. Claverieho postoj by mohl rovněž bránit výzkumu síťové kapacity nekódující DNA.

Shrnutí

• „Nadbytečná DNA“ (nebo spíše DNA, která přímo nekóduje proteiny) není důkazem evoluce. Její údajná nadbytečnost je spíše důsledkem falešného předpokladu
• To, že není známa žádná funkce, neznamená, že žádná funkce neexistuje.
• Pro tuto nekódující DNA bylo nalezeno mnoho využití.
• Existují dobré důkazy o tom, že hraje zásadní roli jako součást propracované genetické sítě. To by mohlo mít zásadní význam pro vývoj mnohobuněčných tvorů z jediného oplozeného vajíčka a také pro diverzifikaci po Potopě (např. forma psovitých, která dala vzniknout dingům, vlkům, kojotům atd.).