Enzymer er essensielle for livet; Utviklet de seg?
Olen R. Brown; 22. august 2018
Oversatt herfra.
Bilde 1 kilde: " ATP motorer -free: Cellens kraftverk ", via Discovery Institute.

Redaktørens notat : Vi er glade for å ønske velkommen til en ny bidragsyter, den respekterte mikrobiologen Olen R. Brown. Blant annet er Dr. Brown professor emeritus ved University of Missouri.
Darwinistisk evolusjon, selv i sin 21. århundres form, mislykkes i den formidable oppgaven med å forklare hvordan det første enzymet oppsto. Evolusjonen klarer heller ikke å forklare hvordan det første enzymet ble forandret, til de omtrent 75.000 forskjellige enzymene som anslås å eksistere i menneskekroppen eller de 10 millioner enzymene som antas å eksistere i hele jordens biota. Bli med meg i en legitim prosess i vitenskap, popularisert av Albert Einstein. Det kalles 'Gedanken' - et tankeeksperiment. La oss se om evolusjonen oppfyller utfordringen med logikk som kreves for å forklare hvordan enzymer kom til.


Enzymer har det som synes å være nær-mirakuløse evner. De er katalysatorer som i stor grad akselererer reaksjonene ved å gi en alternativ reaksjonsbane med en mye lavere energibarriere. Således, selv om de ikke skaper nye reaksjoner, forbedrer de sterkt hastigheten der et bestemt substrat blir forandret til et bestemt produkt. Hver kjemisk reaksjon i cellen som er viktig for livet, er muliggjort av et enzym. Richard Wolfenden har konkludert med at et bestemt enzym som kreves for å gjøre RNA og DNA speeder opp prosessen til å bli enormt raskere. (1) Uten enzymet er denne reaksjonen så langsom at det ville ta 78 millioner år før det skjedde ved en tilfeldighet. Et annet enzym som er essensielt for å gjøre hemoglobin funnet i blod og klorofyll av grønne blader, akselererer enormt, et viktig skritt som kreves for denne biosyntesen. Wolfenden forklarer at enzym-katalysen tillater dette trinnet i biosyntesen bare å vare i millisekunder, men 2,3 milliarder år ville være nødvendig uten enzymet. Disse enorme forskjellene i hastigheter, er som å sammenligne diameteren av en bakteriell celle med avstanden fra jorden til solen.


Regenerere ATP
Tenk på det enorme antallet forskjellige kjemiske reaksjoner som kreves for livet. Nå, fokus på bare en slik reaksjon, behovet for å regenerere ATP - energikilden for alle livsprosesser. Som Lawrence Krauss har skrevet, "Den gjennomsnittlige mannlige mann bruker nesten ca. 190 kg av ATP hver dag (420 pund; 1 pund=453,6 gram)... for å drive sine aktiviteter ... det er mindre enn 50 gram ATP i kroppen vår på en og samme tid. Noe som innebærer mye resirkulering ... hvert ATP-molekyl må regenereres minst 4000 ganger hver dag. " (2) Dette betyr at 7 x (10 opphøyd i 18) molekyler av ATP genereres per sekund. Til sammenligning er det anslått å være bare 100 milliarder stjerner (1 x 10 opphøyd i 11 ) i vår galakse, Melkeveien. For effektivt å regenerere et ATP-molekyl (oppladning av cellens batteri) kreves et bestemt enzym. Å lage et molekyl av ATP er enda mer komplekst. Sitronsyre-syklusen er bare en viktig del av denne prosessen, og den har åtte enzymer. Som navnet "syklus" innebærer, må disse enzymene fungere i rekkefølge. Fraværet av ett enzym stopper prosessen. Hvordan de sammenhengende trinnene i en syklus kan oppstå, er igjen uten forklaring. Livet i Darwins håpløse, varme, lille dam er dødt i vannet.
Selvfølgelig, i å forsøke å forklare hvordan enzymer oppstod og varierte, må evolusjonisten bruke evolusjonens prosesser. Det foreslås, og jeg innrømmer det som mulig, selv logisk, at genet som koder for et essensielt enzym kunne dupliseres og et duplisert gen kunne uttrykkes som en mutasjon. Proteinet kodet av dette duplikatgenet kan katalysere en litt annen reaksjon. Det er kjente eksempler, men de produserer bare små forskjeller i produkter eller reaksjonsmekanismer. Følgelig kan en mutasjon introdusere kun svært begrensede endringer i et spesifikt protein. Dette begrenser omfanget av endring til trivialiteter i forhold til omfanget som kreves av evolusjonen.


"Det var en liten jente ..."
Jeg ble mint om et dikt. "Det var en liten jente, og hun hadde en liten krølle, midt i pannen. Da hun var god, var hun veldig, veldig bra, og da hun var dårlig, var hun gyselig." (3) Kraften til genetisk mutasjon som en kilde til forandring for evolusjon er som den lille jenta i dette diktet. Den er bra (endog veldig bra) i å forklare hva den kan forklare - trivielle forandringer, - men forferdelig for å forklare eventuelle endringer som trengs for utviklingen av arter. På samme måte er naturlig utvalg ineffektivt som redaktør for evolusjon. (Se "Gratulasjon utsatt"(4), i min bok The Art and Science of Poisons.)


Dermed er vitenskapelig bevis helt mangelfulle for tanken om at enzymer oppsto ved en tilfeldighet. Ideen er latterlig. Dette gjelder selv om en primeval løsning inneholdt alle tjue aminosyrer i proteiner, men ingen gener og ingen protein-syntetiseringsmaskiner. Ah, men du kan si at nobelpristageren George Wald har skrevet (5) : "De fleste moderne biologer har etter med tilfredshet å ha gjennomgått nedgangen i den spontane generasjonshypotesen, men likevel uvillige til å akseptere den alternative troen på spesiell skapelse, blir igjen med ingenting. "Han skrev også (på samme side):" Man må bare vurdere størrelsen på denne oppgaven for å innrømme at den spontane generasjonen av en levende organisme er umulig. Men her er vi som et resultat, tror jeg, av spontan generasjon. "I samme artikkel skrev han:" Tid er faktisk helten til plottet ... det "umulige" blir mulig, det mulige sannsynlige og det sannsynlige nesten sikkert. Man må bare vente: tiden utfører mirakler. "For å være rettferdig setter Wald ordet "umulig" i anførselstegn. Man kan tro på dette, men det er sikkert utenfor logiske betydninger av ord og begreper - og Wald appellerer til "mirakler", gjør han ikke?


Tid for en 'Gedanken'
Med dette dilemmaet, bør ikke dagens forskere få lov til en 'Gedanken'? Tidligere, fra i det minste Aristoteles tid, var det generelt antatt at organiske stoffer bare kunne gjøres ut fra levende ting - en definisjon av vitalisme. Frederick Wöhlers laboratoriesyntese av urea i 1828 var oppsiktsvekkende bevis som var uforenlig med denne ideen. Kanskje et nytt blikk på de vesentlige forskjellene mellom liv og ikke-liv kan være lærerikt. For ikke å bli misforstått, mener jeg ikke å tvinge inn vitalisme i gammel forstand, men bare å gjenkjenne de store forskjellene mellom ikke-levende materie og en levende celle i lys av dagens kunnskap om molekylærbiologi. At et tomrom eksisterer for å forstå denne forskjellen kan ikke nektes.


Astronomi, fysikk og kjemi har lover som er nyttige for å beregne og lage spådommer og, til en viss grad, selv som forklaringer. Videregående studenter kan angi tyngdeloven og gjøre beregninger. Professoren kan ikke gjøre mer for å forklare dette, eller noen naturlov. Er ikke alle naturlover, betraktet som forklaringer, bare tautologier når det kommer til stykket? Hvordan er informasjons innhold som er utformet i en lov, gjort manifest i naturen? Omslutter lover iboende egenskaper av energi, materie og romtid?


Forskere har lov til å foreslå lover som matematisk beskriver grunnleggende partikler og deres oppførsel uten å bli stigmatisert som appellerende til det overnaturlige. Hvorfor bør ikke dette være akseptabelt i biologi? La oss tenke på opprinnelsen til enzymer og starte en samtale om lovene som kreves for å tillate komplekshet i livet. Et startpunkt er innrømmelsen av at kanskje ting som synes å være utformet, faktisk er utformet. Hvordan denne utformingen oppstår, er sikkert et fag for vitenskapelig undersøkelse, ikke mer å bli utelatt enn bruk av lover i fysikk, astronomi og kjemi er, for å veilede matematisk forståelse av komplekse utfall.

Referanser :


1. Richard Wolfenden. " Uten enzymer tar biologisk reaksjon som er viktig for livet 2,3 milliarder år."
2. Lawrence M. Krauss. Atom, en Odyssey fra Big Bang til livet på jorden ... og utover. 1. utg., Little, Brown og Company 2001.
3. y Wadsworth Longfellow. "Det var en liten jente," Vol. Jeg: Of Home: Of Friendship, 1904.
4. Olen R. Brown. The Art and Science of Poisons. Kapittel 3, "The Dawnsinger." Bentham Science Publishers.
5. George Wald. "Livets opprinnelse," Scientific American, august 1954, s. 46, 48.

Tager: ATP; Biosyntese; Enzymer.


Oversettelse og bilder ved Asbjørn E. Lund