La început a fost informația (II): ADN-ul, cartea vieții

 

          Păstrarea și transmiterea informației la nivel genetic este unul din cele mai impresionante fenomene din natură. În cel mai mic spațiu posibil găsim mecanismul care programează viața organismului în ansamblul ei. Informația cuprinsă în celulă cuprinde o gamă întreagă de indicații pentru producerea acelor elemente pe care o plantă, animal sau om le necesită. Această informație este ”scrisă” în așa zisele corzi de ADN, care formează ”volume” întregi numite cromozomi. ”Capitolele” luate separat se numesc gene.

  Purtătorii informației genetice, adică a acelor programe care efectuează funcțiile biologice pe tot parcursul vieții, se numesc acizi nucleici. La toate organismele vii și chiar la mulți viruși întâlnim o spirală dublă formată din nucleotide în formă de lanț: ADN( acidul dezoxiribonucleic) și la alți viruși ARN( acidul ribonucleic). Nucleotida constă din trei componente: zahăr, rest de acid fosforic și o bază de nitrogen(azotată). Cei doi acizi nucleici se deosebesc în mod principal prin natura componentului glucidic - de zahăr( dezoxiriboză la ADN și riboză la ARN). ”Coloana vertebrală” lungă a ADN-ului sau ARN-ului, compusă din fosfat și zahăr se repetă monoton, dar ”coastele” variază. Pot să existe patru baze azotate diferite în fiecare nucleotidă, și anume :

- două purinbaze: Adenină(A) și Guanină(G) și

- două pirimidinbaze: Citozină© și Timină(T)

   În ARN apare Uracil (U) în loc de Timină (T). 

    Unei baze A aparținând unei corzi îi corespunde mereu o bază T de pe cealaltă coardă, la fel unei baze G îi corespunde mereu una C de pe cealaltă( foto sau link youtube). Perechile A-T și G-C sunt legate împreună și mențin astfel unite cele două ”corzi”. Indicațiile programului pentru sintetizarea materialelor necesare celulei sunt codate în secvența de nucleotide. Diversitatea imensă a geneticii la oameni, animale și plante , și mai ales deosebirea genetică ”moștenită” între oameni de aceeași rasă, sunt datorate acestei secvențe diferite de nucleotide A-T și G-C. 

    Dacă moleculele de ADN conțin inclusiv acea informație despre cum se formează forma nasului sau se conectează neuronii în creier, este încă o întrebare deschisă. În cazul în care tot ADN-ul determină aceste lucruri, este complet necunoscut după ce ”limbaj” se efectuează acest lucru. Mâna și piciorul conțin aceleași tipuri de celule( pentru mușchi, cartilagii, oase, țesuturi, piele) dar distribuția lor este foarte diferită. Există peste 200 de tipuri de celule în corpul uman. De unde știe fiecare celulă în formare poziția ei? Ce fel de sistem de comunicare există între celule? Cum sunt activate (sau dezactivate) în diferitele tipuri de celule anumite gene? 

    Biologul Lewis Wolpert observă:

   ” Despre evenimentele moleculare ale formării diferitelor sisteme biologice nu știm nimic. Nu avem răspuns la întrebările ”cum este dat semnalul de poziționare a unei celule”, ” cum descifrează o celulă semnalul”, ” cum își ”obsearvă” o celulă poziția și cum interpretează ea toată această informație astfel încât dezvoltarea ei ulterioară să curgă într-o direcție ireversibilă”. 

   Un alt biolog, Claus Emmeche, de la universitatea din Copenhaga, se întreabă:

   ” Dacă un brad se folosește de programarea recursivă pentru formarea acelor lui, ce se întâmplă atunci cu un animal? Cum ia naștere forma specifică a unui câine, a unei antilope, vultur, omidă cu nenumărate picioare sau a omului? Recursivitatea nu explică cu adevărat forma unui deget, a unei frunze de brad sau a unui picior de omidă, care ia ființă în cadrul dezvoltării de la ovulul fecundat la individul adult. Ea explică doar că aceeași rutină este executată mereu. Dar ”rutina” în sine, înțelegând prin asta principiul unei anumite părți din codul epigenetic, este încă necunoscut: aceasta este enigma producerii formelor în biologie”. (”Jocul vieții”,pag 176).

   Dacă se compară molecula ADN cu o bandă de telegraf (limbajul morse), bazele de nitrogen A-T și G-C corespund punctelor, liniilor și pauzelor de pe banda morse. Conținutul informației din secvența de nucleotide a ADN-ului nu conduce însă direct la stadiul final al unui organism adult, ci parcurge o serie întreagă de etape. Prima etapă constă în controlul sintezei proteinelor, despre care voi vorbi însă data viitoare

   (va urma)