Katagoria: Klucz do DNA: Abecadło kodu życia, opublikowano 5 lat temu.

Niepełne porównania


 

Głównym celem tego rozdziału jest odpowiedź na pytanie, czy w przypadku informacji ukrytej w nici DNA, mamy do czynienia z językiem lub kodem, czy też jest to prosty, bezwarunkowy zapis listy danych, pobieranych przez rybosomy w procesie produkcji białek.

Czytelnicy mogą zapytać, skąd moje wątpliwości, skoro niemal od początku wiedzy o istnieniu nici nukleotydów odpowiedzialnych za przekazywanie informacji genetycznej – nazywano go kodem genetycznym.

Otóż to pojęcie odnosiło się jedynie do odcinków eksonów – jak już wiemy z poprzedniej części – kodonów budujących białka. Wcześniej nie brano pod uwagę, że te odcinki to ledwo kilka procent całej nici DNA. Może to był szok dla genetyków, lecz nie na tyle duży by zmienić poglądy. Większość podobnych odcinków potraktowano z niefrasobliwością jako zbędne i wrzucono do worka z naklejką „śmieciowe DNA”, przestając się nim zajmować.
Jednak najnowsze badania genetyczne coraz częściej dowodzą, że jest inaczej. Nauka nie wie jednak, jak opisać te niepasujące fragmenty nici, gdyż wobec przeważającej części kodu ukrytego w genomie, sposób odczytania informacji – jak w przypadku kodonów– się nie sprawdza. A wobec tego, czym jest nić DNA?

1.01. Niepełne porównania

Nim przystąpiłem do pisania tekstu, na potrzeby książki musiałem zmierzyć się z wyborem porównania najtrafniej opisującego budowę i działanie nici nukleotydów – jednocześnie będącego na tyle obrazowym, aby być zrozumiałym dla każdego.

W literaturze popularnej najczęściej można odnaleźć porównanie działania nici DNA do przepisu kulinarnego. Weź szklankę mleka, dolej do mąki, wymieszaj, włóż do pieca, …a na koniec otrzymujesz produkt. W tym porównaniu jedynie opis składników przepisu kucharskiego jako białek jest trafny, lecz sposób przyrządzenia nie jest już prawidłowy. W kodzie życia znajdziemy wiele wariantów przepisów, z licznymi trybami warunkowymi. To rozbudowane drzewo. Jeślibyśmy zapragnęli użyć porównania do przepisu kulinarnego – byłby to przepis uniwersalny. Na jajecznicę z szynką, sałatkę warzywną, zupę chłodnik oraz gorącą czekoladę …jednocześnie.

Pojawia się również kłopot z innymi definicjami. Można by powiedzieć, że genom to cała książka kucharska – lecz ten ogrom przepisów do przyrządzenia różnorodnych potraw nie obrazuje współdziałania genów. Podobnie z określeniem chromosomów. Rozdział książki kucharskiej nie może być chromosomem, gdyż w rozdziałach znajdują się przepisy na potrawy z podobnych produktów, a w jednym chromosomie możemy odnaleźć geny wszystkich organów.

Postanowiłem porównania z przepisem kulinarnym trochę zmodyfikować. W nowym porównaniu genom to uczta. Uczta godna bogów. Lub choćby jak uczta królów w czasie Kongresu Krakowskiego z 1364 roku, zwanego ucztą u Wierzynka z najbardziej wykwintnymi potrawami, wieloma zmianami dań – rozumianymi w średniowiecznym znaczeniu, jako wniesienie do sali biesiadnej potraw na wielu półmiskach, a nie prostego posiłku, serwowanego w stołówce zakładowej, czy nawet z egzotycznymi przystawkami w wytwornej restauracji. W przypadku człowieka uczta składa się z 23 dań-chromosomów, bowiem w tym znaczeniu danie to chromosom, a pojedyncze potrawy – to geny. Teraz przenieśmy się do kuchni, w której do przygotowania każdej potrawy trzeba użyć wielu składników: mięsiwa, jarzyn, warzyw i owoców, a także przypraw. To nukleotydy.
To ciekawsze porównanie niż przepis kulinarny, lecz wciąż nie oddaje zależności między deserem a zupą. Dlatego postanowiłem poszukać innych porównań.

 

Najpierw pomyślałem o porównanie do budowy. Na który dowożone są różne materiały, w ściśle określonym czasie, według harmonogramu przygotowanego na podstawie planu budowy. W tym porównaniu najmniejsza jednostka materiału to cegła (widocznie to budowa z nowoczesnym systemem pracy, lecz realizujące zadanie postawienia budowli sprzed epoki betonu i szkła). Cegły są rożnego rodzaju, niektóre zostaną użyte jako materiał do ścian nośnych lub działowych, inne będą potrzebne na wypełnienie łuków otworów okiennych lub drzwiowych, jeszcze inne do postawienia kominka lub samego przewodu komina.

Na naszej budowie cegły są ustawione w paletach. Jedna paleta, w tym porównaniu, jest genem. Co ciekawe, palety nie są składane według rodzaju cegieł, a ich czasu użycia na budowie. Na plac budowy palety-geny dostarczane są w kontenerach. Aby dowieźć całość materiału konieczne jest konwój tirów – to genom. Może i jest to trafne porównanie, ale za dużo w nich opakowań… Zrezygnowałem z tych palet, kontenerów, konwoju tirów.

 

Później przyszła mi na myśl biblioteka. Taka tradycyjna, pogrążona w półmroku, ze stolikami oświetlonymi punktowymi lampkami oraz szeregiem mrocznych korytarzy, z regałami wypełnionymi zakurzonymi książkami. W tej bibliotece nukleotydy byłyby literami w książce, natomiast cała książka, niezależnie od formatu, grubości oraz zawartości byłaby genem. Dla prostych organizmów te książki byłyby bogato ilustrowane – jak albumy, może również komiksy – a obrazki w nich nazwałbym eksonami. Natomiast w książkach-genach dla wybrednych czytelników ilustracji byłoby niewiele, przeważałby tekst oraz tabele, wykresy. W tych książkach-genach przeważałyby odcinki intronów, co jest zgodne z naszą wiedzą o rozwoju organizmów od bakterii do eukariotów.

Jeden regał z książkami porównałbym do chromosomu. a całą bibliotekę do genomu. W tej bibliotece panuje jednak straszny bałagan i trudno jest znaleźć poszukiwaną książkę. Na regałach-chromosomach ustawione są różne książki – prace naukowe pomiędzy komiksami, książeczki kieszonkowe z dużymi albumami, wielotomowe pozycje powkładano w różne regały – i prawdę mówiąc, nie znamy porządku ich rozmieszczenia akurat w tym, a nie innym miejscu. Nie są ułożone według katalogu tematycznego, bowiem w różnych regałach-chromosomach odnajdziemy geny-książki dotyczące tego samego tematu. Nie jest to również porządek alfabetyczny. Może są ułożone w kolejności dołączenia pozycji do biblioteki?

Biblioteka-genom wyjątkowo trafnie przedstawia organizację nici DNA, lecz w niewielkim stopniu mówi o zależnościach między genami.

 

Już w trakcie pracy nad książką zastanawiałem się nad innym porównaniem – genom jako orkiestra. Geny byłyby instrumentami muzycznymi, a sposób gry wyrażony byłby ekspresją genów. Znany jest nam utwór grany przez orkiestrę. To nasze życie, z radościami i troskami, tymi fizycznymi, jak również tymi psychicznymi. Partytura jest identyczna, lecz orkiestra gra utwór pod batutą indywidualności dyrygenta, a wpływ na interpretację utworu mają również poszczególni muzycy. Coraz dokładniej wiemy, w których partiach utworu do gry włączą się poszczególne instrumenty.

Porównanie ma jedną wadę – trafniej opisuje skutki działania, mniej składowe genomu. Problem pojawia się już przy próbie definicji elementów genomu. Czy sekcje muzyczne to chromosomy? Nie bardzo, wszak wszystkie są podobne w budowie i brzmieniu, a jak wiemy w chromosomach znajdują się różnorodne – i budową i działaniem – geny. No i czym są nukleotydy? Porównane nici DNA do orkiestry lepiej opisuje zadania wariantowość odczytania informacji genetycznej, mało mówi o składnikach.

 

W książce użyłem (lub użyję w dalszej części) niemal wszystkie porównań – w zależności od tego, czy zależy mi na uwypukleniu fizycznych właściwości czy sposobu działania nici DNA. Tak więc nić była – lub będzie – książkami w bibliotece, cegłami na budowie domu, składnikami przepisu kulinarnego, czy potrawami na uczcie. Lecz żadne z tych porównań nie przekazywało istoty kodu genetycznego. Zaledwo, lepiej albo gorzej, opisywało składniki materiału lub częściowo funkcje które wypełnia. Teraz spróbujmy porównać nić DNA do języka.

 

 

Klucz do DNA

Klucz do DNA

Odczytujemy jedynie fragmenty kodu, bardziej domyślając się – niż wiedząc, co jest pomiędzy poznanymi słowami. Brakuje nam klucza do zrozumienia języka DNA. Kiedy go znajdziemy, będziemy mogli odczytywać wiadomości, jakie mają dla nas geny.

Książka do kupienia w księgarni autorskiej

 

Podobne wpisy


Licznik: 374


 
Share This