DNA:han on talletettu eliöiden perinnöllinen informaatio eli käytännössä eliön rakennusohje. Rakennusohje on hyvin tarpeellinen, sillä ilman sitä ei voisi syntyä elävää solua tai organismia. Satunnaiset molekyylien yhdistymiset eivät sellaista tuottaisi. On myös tärkeää, että tämä ohje säilyy mahdollisimman muuttumattomana eli virheettömänä.
DNA:n emäkset ovat adeniini (A), guaniini (G), sytosiini (C) ja tymiini (T) ja RNA:n emäkset ovat muuten samat mutta tymiinin paikalla on urasiili (U).
Tymiini ja urasiili ovat hyvin samankaltaisia molekyylejä. Tymiinin erottaa urasiilista metyyliryhmä (CH3). Urasiilissa on metyyliryhmä tilalla vetyatomi. Kts. kuva alla.
Mutta miksi DNA:ssa on tymiini eikä urasiili?
Tähän on olemassa järkeviä syitä. Metyyliryhmän sisältävä tymiini tekee DNA:sta korjattavan ja vakaamman informaation tallennusmolekyylin.
Sytosiinilla on spontaani taipumus muuttua "deaminaatiossa" (deamination) urasiiliksi. DNA:ssa on kuitenkin korjausentsyymi urasiili DNA- glykosylaasi (uracil DNA glycosylase), joka on erikoistunut tunnistamaan ja poistamaan tämän virheen. Mikäli DNA:n koodiin kuuluisi U-kirjain eli urasiili, korjausentsyymi ei voisi tietää, onko U alkuperäinen vai urasiiliksi muuntunut sytosiini eli C.
Korjaukseen osallistuvat lisäksi endonukleaasi (endonuclease), fosfodiesteraasi (phosphodiesterase), DNA- polymeraasi (polymerase) sekä DNA- ligaasi (ligase)entsyymit eli melkoinen orkesteri, joka siis tekee olemassaolomme kannalta huipputärkeää työtä suurella tarkkuudella. Tämän orkesterin mutaatiot (muistamme, että "mutaatiot ovat evoluution:n perusta") ovat syynä mm. syöpään.
Alberts ym. kirjoittavat aika hienosti ollakseen evolutionisteja(s. 250):
"DNA:n kaksoiskierre näyttää olevan optimaalisesti konstruoitu korjaamista varten... RNA:n uskotaan kehittyneen ennen DNA:ta ja näyttää todennäköiseltä, että alkuperäiset aminohapot geneettisen informaation kirjoittamiseen olivat A,C,G ja U. Tämä herättää kysymyksen miksi RNA:n U on vaihtunut DNA:ssa T:hen. Olemme nähneet, että sytosiinin spontaani deaminaatio muuttaa sytosiinin urasiiliksi... Voimme kuvitella kuinka mikään korjausentsyymi, joka on suunniteltu tunnistamaan ja korjaamaan sellaiset virheet, olisi hämääntynyt kohdatessaan koodiin kuuluvan U:n. Niinpä ei ole ihme, että U:ta ei käytetä DNA:ssa. Tätä argumenttia vahvistaa havainto, että DNA-glykosylaasi tunnistaa ja korjaa jokaisen DNA:n kuulumattoman urasiilin."
On mielenkiintoista, että kehitysoppiin uskovien mielestäni ei ole yllättävää, että U/T vaihtelulle on ihan järjellä perusteltava selitys. Mistähän moinen näkemys on peräisin? Miksi evoluutio olisi tuottaut kyseisen optimaalisen ratkaisun? Olisihan se yhtä todennäköisesti voinut tuottaa enemmän virhealttiin elämän (esim. syöpäsolun kaltaisen), jonka moninaisia muotoja (ilmeisen lyhytikäisiä) voisimme vain arvailla.
Urasiili olisi myös informaation tallentamiseen huonommin soveltuva emäs, koska se pariutuu adeniinin lisäksi helposti muidenkin emästen, myös itsensä, kanssa. Metyyliryhmän sisältävä tymiini pariutuu vain adeniinin kanssa. Tämä lisää DNA-replikaation tehokkuutta ja vähentää virheitä eli mutaatioita.
Metyyliryhmä myös suojaa DNA:ta sitä hajottavilta nukleaasientsyymeiltä, jolloin soluun tunkeutuneet virukset tai bakteerit eivät kykene tunnistamaan sitä.
Vallitseva kehitysopillinen selitys elämän synnylle on ns. RNA-maailma hypoteesi, jonka mukaan ensimmäiset itseään kopioimaan kykenevät molekyylit olivat RNA-molekyylejä.
Mutta miksi myös RNA:ssa ei ole tymiiniä urasiilin sijasta? Tähänkin on olemassa ihan järkevä selitys. RNA:n ei tarvitse tallettaa informaatiota pitkiä aikoja ja se hajoaa solussa paljon DNA:ta nopeammin. RNA:ta syntetisoidaan solussa kuitenkin suuria määriä ja se vaatii energiaa, niinkuin kaikki solun toiminnot. Solulle on energiataloudellisesti järkevämpää käyttää RNA:ssa urasiilia, jonka valmistus kuluttaa vähemmän energiaa kuin tymiinin valmistus.
Solussa urasiilin ja tymiinin käyttö on optimoitu kahdella eri optimointikriteerillä:
- informaation säilyminen (DNA/tymiini)
- energiatalous (RNA/urasiili).
Lähteet:
Alberts, Bruce & Bray, Dennis & Lewis, Julian & Raff, Martin & Roberts, Keith & Watson, James D. (1994): Molecular Biology of the Cell, Garland Publishin, Inc., New York&London
http://www.madsci.org/posts/archives/dec97/879354206.Bc.r.html
Ei kommentteja:
Lähetä kommentti