9. Nuo pienet koneet sisälläsi

Olemme päässeet niin pitkälle, että vihdoin voimme tutustua näihin solun toiminnasta vastaaviin koneisiin lähemmin. Joidenkin mielestä olen julkaissut näitä blogeja ehkä liiankin usein, mutta puolustukseksi sanon, että minulla on ollut kiire päästää juuri tähän esitykseen. Nämä koneet, proteiinit, entsyymit, vastaavat kaikesta solun toiminnasta.

Tässä ensimmäisessä kuvassa on sekä taiteilijan näkemys, että elektronimikroskooppikuva bakteerin siimamoottorista. Bakteerit voivat liikkua pyörivien siimojen avulla. Tätä siimaa pyörittää ihan sähkömoottorin näköinen moottori, mutta se ei toimi sähköllä vaan solun sisäisellä energialla. Sen ominaisuudet ovat huikeat: jopa 200 000 kierrosta minuutissa ja suunnan vaihto alta kierroksen täydestä vauhdista. Siinä on akselit, laakerit, roottorit ja staattorit niin kuin sähkömoottorissakin.

Tässä kuvassa oranssilla proteiini, jonka tehtävä on kuljettaa kuormaa solun sisällä. Kyseessä luonnollisesti taiteilijan näkemys asiasta. Sen alla tarkempi kolmiulotteinen mallinnus ko. proteiinista. Jos haluat nähdä miten se liikkuu, klikkaa tästä: http://i0.wp.com/www.artofthecell.com/wp-content/uploads/2014/05/John-Liebler-Kinesin-Walking.gif?zoom=2&resize=256%2C256

Alla olevassa videossa näkyy miten solun sisäistä energiatabletteja (ATP) valmistetaan pyörivän protonimoottorin avulla. Näistä ATP molekyyleistä kaikki muu solussa saa energiansa. ATP on solun koneiden polttoainetta. Ilman ATP:tä mikään ei toimi solussa. Kaikki solussa nojaa siihen, että on juuri ATP-molekyyleja, joka tarjoavat energiaa eikä mikään muu. Jos solusta poistetaan ATP, niin käy kuin sähkölaitteelle, jonka tepseli vedetään seinästä, kaikki pysähtyy. ATP on yhdistävä tekijä kaikkien näiden itsenäisten koneiden välillä. 

ATP synthase: Structure and Function

Tämä ATP moottori tekee yksinkertaisimman mahdollisen toiminnon solun elämän kannalta: muuttaa protoneja energiamolekyyleiksi, joita muut solun elimet käyttävät.  Onko tämä moottori mielestäsi niin yksinkertainen, että se voi syntyä sattumalta, vahingossa, itsekseen ja kerralla kuntoon? 

Ei ole yksinkertaisempaa tunnettua välivaihetta, mistä tämä kone olisi voinut tulla vähitellen - ei ole mitään yksinkertaisempaa vaihtoehtoa protonille, jolla tämä kone käy. Protoni on alkeishiukkannen, atomin rakenneosa.

Yksinkertaisimpaan asiaan tarvitaan siis hyvin monimutkainen kone, jonka rakennusohje on hyvin laaja, tuhansia nukleotidejä (tikapuun puolia) pitkä. Kun yksinkertainen asia vaatii monimutkaisen koneen, ei voi olla evolutio-opin vaativaa kehityspolkua toimivine välivaiheineen. Voi olla polku vain ei-mistään suoraan tähän toimivaan koneeseen. Giganttinen kehitysloikka.

Insinöörimieli on taipuvainen ajattelemaan, että se on niin tarkoituksellinen, ettei se voi syntyä kuin suunnittelemalla. Lisäksi suunnittelijan on tunnettava atomirakenne hyvin yksityiskohtaisesti - myös ATP:n molekyylirakenne. 

Tämän ATP tuotantolaitoksen on ollut oltava olemassa "ensimmäisenä" solun rakenteista, koska muut proteiinit toimivat vain tämän tuotoksella, mutta tämän itsensä rakennusohje on DNA:ssa. Proteiinit, jotka lukevat tämän ATP moottorin rakennusohjeen DNA:sta, tarvitsevat sen tuottamaa energiaa, ATP molekyylejä, toimiakseen. Mutta ATP molekyylejä ei siis ole, ennen kuin on tämä tuotantolaitos. Siis mikä oli ensin? Vai kenties kaikki samanaikaisesti?

Solussa kaikki todella on tarkoin suunniteltua. Solun syntyminen sattumalta on yhtä todennäköistä kuin, että miljardi tornadoa synnyttää Boeign-747  lentokoneen vähitellen kaatopaikalla, mukaillakseni Fred Hoylen kuuluisaa lausetta, johon hän päätyi tehtyään tilastollista analyysiä elämän sattumanvaraisen syntymisen mahdollisuudesta.

Alamme näkemään jäävuoren huippua siitä, miksi väitän, että avaruus ei ole mitään verrattuna ihmiseen, mutta vielä on paljon edessäpäin. Saimme vasta jalkamme oven väliin.