За Животот

За животот

Во раните фази на еволуцијата, информациите за животот биле сместени во структури од сложени органски молекули базирани на јаглерод. После милијарди години на биолошка еволуција, живите организми имаат сопствен компјутер за чување и манипулација со дигитални податоци, базирани на ДНК молекулот. Хемиската структура на ДНК молекулот за прв пат е опишана од Џ. Вотсон и Ф. Крик во 1953г. како пар од струни (две долги, меѓусебе испреплетени влакна) во кои информацијата на секоја позиција зависи од изборот на нуклеотиди. ДНК претставува долг полимер кој е составен од повторувачки единици наречени нуклеотиди. ДНК ланецот е широк 2.2 до 2.6 нанометри, а секој нуклеотид е долг 3.3 Å (0.33 nm). Иако секоја повторувачка единица е многу мала, ДНК полимерите може да бидат многу големи молекули кои се состојат од милиони нуклеотиди. На пример, најголемиот човечки хромозом, хромозомот број 1, е приближно долг 220 милиони основни парови.

Кај живите организми, ДНК обично не се среќава како еден молекул, туку како пар од цврсто поврзани молекули. Овие две долги струни се испреплетени во облик на двојна спирала. Нуклеотидот се состои од сегмент – р’бет на молекулот, што го држи ланецот компактно, и база, што е во интеракција со друга ДНК-струна од спиралата. Во општ случај, базата поврзана со шеќер е наречена нуклеосајд, а базата што е поврзана со шеќер и со една или повеќе фосфатни групи е наречена нуклеотид. Ако повеќе нуклеотиди се споени заедно, како кај ДНК, овој полимер е наречен поли-нуклеотид.

Описот на генетскиот код беше комплетиран на почетокот од овој век. Сега истражувачите се на пат да ги проучат хемиските процеси на комуникација, преку кои ДНК раководи со репродукцијата на другите сложени молекули и клеточни структури, како што се messenger РНК (mRNA), transfer РНК (tRNA) и рибозомите. Во процесот наречен транслација – одредени хемикалии се задолжени за градба на протеините во клетките. Токму протеинските ланци се оние што и даваат на секоја клетка – структура, поведение и интелигенција. За нивното создавање е важна спрегата ДНК-мРНК-тРНК-рибозом. Специјални ензими ја читаат структурата на ДНК и од неа формираат тенка мРНК (мРНК има копија на дел од ДНК секвенцата). Потоа мРНК патува од јадрото на клетката кон телото на клетката и пристигнува кај рибозомот. Рибозомите имаат улога на “глава за читање – од лента“, при што ја читаат секвенцата на податоци што е кодирана во мРНК. Од прочитаните “букви“, наречени кодони, рибозомите асемблираат протеински ланец, при што ја користат и тРНК.

Задачата на креираните протеини е да ги обавуваат сите функции на клетката, а со тоа и на целиот организам. Така на пр. молекулот на хемоглобин кој има улога да пренесува кислород од белите дробови до сите клетки на организмот – се креира 500 трилиони пати во секунда (кај човекот). Знаејќи дека секој молекул на хемоглобин во себе има 500 амино киселини – ова значи дека 1.5х10^19 (15 билиони билиони) “read” операции во минута што ја прават рибозомите за создавање на хемоглобинот.

На некој начин – биолошкиот механизам на животот е премногу сложен и неразбирлив. Од друга страна – тој е премногу едноставен. Само 4 базни парови се задолжени за дигитална претстава на целата жива материја кај човекот и кај останатиот жив свет. Рибозомите ги градат протеинските ланци преку групирање на тројки од базни парови, при што селектираат секвенци од само 20 амино киселини. Амино киселините се релативно прости и се состојат од еден јаглероден атом, поврзан со еден водороден атом, со една амино група (NH2), една карбоксилна група (СООН) и една органска група, што е различна за секоја амино киселина (на пр. 4 атоми СН3). Околу 20 молекурарни фрагменти се градители на целиот живот.

Протеинските ланци потоа го контролираат целиот животен процес: структурата на коските, мускулните клетки, сложените биохемиски реакции на крвта, и секако – структурата и функционирањето на мозокот.