Link na článek v angličtině: creation.com/atp-synthase

ATP syntáza: velkolepý molekulární stroj vytvořený mistrovským důmyslem

Brian Thomas

Život závisí na úžasném enzymu zvaném ATP syntáza, nejmenším rotačním motoru na světě.¹ Tento drobný proteinový komplex vytváří energeticky bohatou sloučeninu ATP (adenosintrifosfát). Každá ze 14 bilionů buněk lidského těla provede tuto reakci přibližně milionkrát za minutu. Každý den vytvoříme a spotřebujeme množství ATP odpovídající více než polovině naší tělesné hmotnosti!

Všechny živé organismy potřebují vytvářet ATP, kterému se často říká „energetická měna života“. ATP je malá molekula s velkým úkolem: poskytovat okamžitě využitelnou energii pro buněčné stroje. Proteinové stroje řízené ATP pohánějí téměř vše, co se děje uvnitř živých buněk, včetně výroby DNA, RNA a proteinů, čištění zbytků a transportu chemických látek do buněk, z buněk a uvnitř buněk. Jiné zdroje paliva nemohou pohánět tyto stroje na výrobu buněčných bílkovin ze stejných důvodů, z jakých ropa, vítr nebo sluneční světlo nepohánějí benzínový motor.

Logické uvažování o automobilovém motoru nás vede k myšlence, že pouze chytrý člověk (s rozumem a vůlí) by mohl vyrobit stroj, který přeměňuje energii z jedné formy na druhou za účelem pohybu automobilu.² Tento stroj vykazuje uspořádané, nikoli nahodilé proporce a chytré využití vzájemně závislých částí, které mají správnou velikost, tvar a pevnost, aby společně fungovaly pro celkový účel. Stejná dedukce od stroje k jeho výrobci platí i pro stroje nalezené v „přírodě“ zpět k jejich Stvořiteli.³ Každý ví, že obraz pochází od malíře, protože obraz vykazuje specifikovanou složitost neboli složitý a rozpoznatelný vzor, který není vlastností barvy. To znamená, že molekuly barvy se samovolně neuspořádají například do portrétu Mony Lisy.⁴

Obrázek 2: Páskové schéma horního pohledu na hlavovou část ATP syntázy, tzv. F₁-ATPázy. Má šest proteinových podjednotek a skládá se ze tří aktivních míst, kde se při každé plné otáčce osy vytvoří tři molekuly ATP. Úplně nahoře je vidět konec osy, který se opírá o pravou horní vnitřní stěnu F₁. Buněčný mechanismus vytvoří hlavu, která se pak sama sestaví na základnu.

ATP syntáza se vyskytuje na vnitřních membránách bakteriálních buněk a na nejvnitřnějších membránách mitochondrií a chloroplastů, což jsou membránové struktury uvnitř živočišných a rostlinných buněk (viz obrázek 1).

ATP syntáza vyrábí ATP ze dvou menších chemických látek, ADP a fosfátu. ATP syntáza je tak malá, že dokáže jednotlivě manipulovat s těmito malými molekulami. ATP syntáza musí přeměnit jinou formu energie na nové ATP. Tato energie je ve formě vodíkového iontu (H⁺), který je generován jiným systémem celých bílkovin než ATP syntáza.⁵ Vodíkové ionty proudí ATP syntázou jako vítr větrným mlýnem. Na rozdíl od našich elektromotorů, které využívají záporný proud elektronů, se jedná o kladně nabitý elektrický proud.

ATP syntáza je složitý motor a k jeho popisu jsou nutné obrázky. Vědci používají chytré techniky k určení přesného umístění každého z mnoha tisíc atomů, které tvoří velké molekuly, jako je ATP syntáza.⁶ Tento bílkovinný komplex obsahuje nejméně 29 samostatně vyrobených podjednotek, které vzájemně zapadají do dvou hlavních částí: hlavy (obrázek 2) a základny (obrázek 3).⁷ Základna je ukotvena k ploché membráně (obrázek 1) jako knoflík na košili (s tím rozdílem, že knoflíky jsou pevně na jednom místě, zatímco ATP syntáza může migrovat kdekoli v rovině své membrány). Hlava ATP syntázy tvoří trubičku (obrázek 2). Skládá se ze šesti jednotek ve třech dvojicích. Ty tvoří tři sady dokovacích stanic, z nichž každá pojme ADP a fosfát. ATP syntáza obsahuje stator (stacionární část), který se obtáčí kolem vnější strany struktury a pomáhá ukotvit hlavu k základně (obrázek 1).

Obrázek 3: Páskové schéma (boční pohled) základny ATP syntázy, tzv. F_O. Skládá se z dvanácti šroubovitých proteinových podjednotek uspořádaných do kruhu, které tvoří stěnu trubice. Tato trubice vytváří tunel přes membránu (není na obrázku), ve které je ukotvena.

Nyní se můžeme podívat na ohromující a efektivní způsob, jakým tento úžasný mikrostroj funguje. Na obrázku 1 si všimněte šroubovice označené „γ“ uprostřed ATP syntázy. Tato osa prochází středem hlavy i základny ATP syntázy jako tužka uvnitř lepenkové trubičky od toaletního papíru.

Zde je „kouzlo“: Když proud drobných vodíkových iontů (protonů) protéká přes bázi a ze strany ATP syntázy, prochází přes membránu a nutí osu a bázi k otáčení.⁸ Tuhá centrální osa tlačí na vnitřní stěny šesti hlavových proteinů, které se střídavě mírně deformují a znovu formují.⁹ Každá z našich bilionů buněk má mnoho tisíc těchto strojů, které se otáčejí rychlostí přes 9 000 otáček za minutu.¹⁰

Otáčející se osa způsobuje stlačující pohyby hlavice, aby se ADP řadil vedle fosfátu a vytvářel ATP… po kýblech. Mnoho dalších buněčných bílkovinných strojů využívá ATP a rozkládá ho na ADP a opět na fosfát. Ten se pak recykluje zpět na ATP pomocí ATP syntázy. Jak říká Lubert Stryer, autor knihy Biochemie:

„… zdá se, že enzym pracuje s téměř 100% účinností…“.¹¹

Obrázek 4: Celková trojrozměrná molekulární struktura rotoru ATP syntázy podle Stock et al ⁷, bez statoru.

Tento motor je neuvěřitelně technicky vyspělý a jeho rozměry se udávají v nanometrech.

Evoluční vědci se domnívají, že hlavová část ATP syntázy se vyvinula ze třídy proteinů používaných k odvíjení DNA během replikace DNA.¹²

Jak by se však ATP syntáza mohla „vyvinout“ z něčeho, co ke své funkci potřebuje ATP, vyráběný ATP syntázou? Tato bizarní domněnka potvrzuje vliv našeho přesvědčení na to, jak interpretujeme počátky. Evolucionisté jsou často vedeni předsudkem, který nepřiznávají: metodologickým naturalismem. Jedná se o předpoklad, že procesy, které vysvětlují fungování jevů, jsou vším, co můžeme použít k popisu počátku těchto jevů. Tato filosofie vylučuje Boha, a to principiálně (nikoliv kvůli vědě nebo rozumu).¹³

Kreacionisté, kteří se zabývají stejným „fenoménem“ ATP syntázy, jsou také zaujatí: v teistickém vesmíru je možný nadpřirozený počátek. Hlavní otázka zní: čí předsudek je správný? Tvrdím, že předsudek o stvoření je jednoznačně pravdivý, protože dává smysl podle principů kauzality i podle zjeveného slova samotného Stvořitele.

Můžeme také uvažovat o tom, že ATP syntázu působí procesy, které všechny potřebují ATP – například odvíjení šroubovice DNA pomocí helikázy, které umožňuje přepis a následný překlad zakódované informace do proteinů, které tvoří ATP syntázu. Také výroba 100 enzymů / strojů potřebných k dosažení tohoto cíle vyžaduje ATP! Výroba membrán, v nichž se ATP syntáza nachází, vyžaduje ATP, ale bez membrán by nefungovala. To je pro evolucionisty opravdu začarovaný kruh, takže mají co vysvětlovat.

Jaké jsou vlastnosti toho, kdo navrhl úžasné schopnosti nanomotoru ATP syntázy? Mějte na paměti, že čím menší je stroj, tím důmyslnější úsilí je potřebné k jeho sestrojení.

Syntéza ATP vypovídá o moudrosti, inteligenci, schopnostech nebo rozumnosti svého tvůrce, což jsou přesně ty vlastnosti Boha, které jsou zjeveny v Bibli! Když zkoumáme Jeho dílo, jednak posloucháme Jeho příkaz z Genesis 1,28, abychom vykonali práci potřebnou k „podmanění země“, jednak máme ještě větší důvod chválit Ho a těšit se z Jeho prozřetelnosti a geniality.

20nanometrový motor (výška), ATP syntáza (jeden nanometr je jedna tisícimiliontina metru). Tyto rotační motory v membránách mitochondrií (buněčných elektráren) se otáčejí v reakci na tok protonů (kladný elektrický proud). Rotace motoru přeměňuje molekuly ADP a fosfátu na buněčné palivo, ATP.