• 18 December 2020

Mutacje i enzymy – co mają wspólnego?

Mutacje i enzymy – co mają wspólnego?

Mutacje i enzymy – co mają wspólnego? 1024 683 Fundacja En Arche

Mutacje genetyczne to modyfikacje informacji genetycznej, którym przypisuje się zmiany adaptacyjne organizmów. Michael J. Behe podkreśla, że mutacje nie mają charakteru kreatywnego, nie są ulepszeniami DNA (a przynajmniej nie w tej skali, o której piszą darwiniści), a jedynie jego modyfikacjami i drobnymi uszkodzeniami[1]. Na stronach książki Granica ewolucji. W poszukiwaniu ograniczeń darwinizmu uczony argumentuje, że mutacje i dobór naturalny są w stanie wygenerować jedynie bardzo trywialne zmiany ewolucyjne[2]. Ponadto badacze z Australii, Niemiec i Izraela w badaniach nad białkami transportującymi związanymi z opornością na chlorochinę wysnuwają wnioski, że aby badane białko transportowe spełniało swoją funkcję, potrzebne są jednocześnie co najmniej dwie jednoczesne specyficzne mutacje[3]. Pojedyncza modyfikacja DNA bardzo często nie jest więc w stanie wygenerować korzystnych zmian adaptacyjnych. Mimo to mutacje uznaje się za jeden z kluczowych mechanizmów ewolucji biologicznej. Równoczesne zaistnienie kilku specyficznych mutacji jest skrajnie nieprawdopodobne na drodze wyłącznie przypadkowych i losowych procesów.

Podobnie sytuacja wygląda z enzymami, czyli białkami lub kompleksami białek, których zadaniem jest przyspieszanie, usprawnianie lub zwiększanie wydajności reakcji chemicznych poprzez ich katalizowanie. Enzymy katalizują określone reakcje biochemiczne w organizmach, a reakcje te często są elementami złożonych cykli, np. metabolicznych. Dla sprawnego funkcjonowania każdego organizmu bardzo ważna jest obecność i prawidłowe funkcjonowanie wielu specyficznych enzymów, biorących udział w reakcjach należących do określonych szlaków biochemicznych. Jednak samoistne pojawienie się w najprostszym organizmie wszystkich niezbędnych do jego funkcjonowania enzymów, zgodnie z rachunkiem prawdopodobieństwa, jest niemal niemożliwe[4]. Dzieje się tak dlatego, że tempo i częstotliwość mutacji nie są na tyle znaczne, aby za ich pomocą można było wyjaśnić istnienie setek tysięcy odmiennych genów, a szczególnie zaistnienie tak złożonych struktur, jak np. hemoglobina.

Gabriela Janusz w swoim najnowszym tekście Duże skoki czy małe kroczki? O ewolucji biokatalizatorów, zamieszczonym na stronie „W poszukiwaniu projektu”, pisze o możliwych drogach ewolucji enzymów. Wspomina także o próbach ujarzmienia siły mutacji oraz doboru naturalnego przez niektórych naukowców. Pokazuje również, czym różnią się enzymy homologiczne od ortologicznych i jaka mogła być ich ścieżka ewolucyjna. Autorka ostatecznie dochodzi do wniosku, że losowość i przypadkowość są wątpliwymi wyjaśnieniami takiej różnorodności funkcjonalnej enzymów.

Literatura

  1. Bagrowski B., Książka „Granica ewolucji” Michaela J. Behe’ego – czyli o uproszczeniach w teorii Darwina, „W poszukiwaniu projektu” 2020 [dostęp 10 XII 2020].
  2. Fred Hoyle – chemia we Wszechświecie, matematyka w ewolucji i odważne hipotezy, „Blog Fundacji En Arche” 2020 [dostęp 10 XII 2020].
  3. Słowik G.P., Kiljan K.J., Hoyle i matematyczne dylematy ewolucjonizmu, w: Księga jubileuszowa dedykowana Profesorowi Kazimierzowi Jodkowskiemu z okazji 40-lecia pracy naukowej, red. P. Bylica i in., Zielona Góra 2015, s. 395 [395‒408] [dostęp 10 XII 2020].
  4. Summers P.L., Dave A., Dolstra T.J., Bellanca S., Marchetti R.V., Nash M.N., Richards S.N., Goh V., Schenk R.L., Stein W.D., Kirk K., Sanchez C.P., Lanzer M., Martin R.E., Diverse Mutational Pathways Converge On Saturable Chloroquine Transport Via The Malaria Parasite’s Chloroquine Resistance Transporter, „ Proceedings of the National Academy of Sciences of United States of America” 2014, Vol. 111, No. 17, s. E1759-E1767 [dostęp 11 X 2020].
  5. Tajemnice komórki z Michaelem Behe – cykl filmowy o złożoności żywej komórki, „Blog Fundacji En Arche” 2020 [dostęp 10 XII 2020].

[1] Por. Tajemnice komórki z Michaelem Behe – cykl filmowy o złożoności żywej komórki, „Blog Fundacji En Arche” 2020 [dostęp 10 XII 2020].

[2] Por. B. Bagrowski, Książka „Granica ewolucji” Michaela J. Behe’ego – czyli o uproszczeniach w teorii Darwina, „W poszukiwaniu projektu” 2020 [dostęp 10 XII 2020].

[3] Por. P.L. Summers et al., Diverse Mutational Pathways Converge On Saturable Chloroquine Transport Via The Malaria Parasite’s Chloroquine Resistance Transporter, „Proceedings of the National Academy of Sciences of United States of America” 2014, Vol. 111, No. 17, s. E1759-E1767 [dostęp 10 XII 2020].

[4] Por. G.P. Słowik, K.J. Kiljan, Hoyle i matematyczne dylematy ewolucjonizmu, w: Księga jubileuszowa dedykowana Profesorowi Kazimierzowi Jodkowskiemu z okazji 40-lecia pracy naukowej, red. P. Bylica i in., Zielona Góra 2015, s. 395 [395-408] [dostęp 10 XII 2020]; Fred Hoyle – chemia we Wszechświecie, matematyka w ewolucji i odważne hipotezy, „Blog Fundacji En Arche” 2020 [dostęp 10 XII 2020].

Obraz Rafael Zajczewski z Pixabay