Невероятный кинезин

Биологические «роботы» поразят ваше воображение!

Кэльвин Смит

Служба доставки

Молекулы кинезина – это движущие белки, содержащиеся внутри всех живых организмов. Эти белки, которые называют «рабочими лошадками клетки», доставляют жизненно важные грузы по дорожным путям клетки, которые называются микротрубочками. Профессор прикладной физики и биологических наук при Стэнфордском университете Стивен Блок описал кинезин следующим образом: «Кинезин работает, подобно локомотиву, перевозящему грузы в различных направлениях».1

Невероятный кинезин

Иллюстрация Калеба Салисбури

Размеры обычной молекулы кинезина составляет 1/70 миллиардную часть метра, и она поразительно напоминает человека! У обычной молекулы кинезина есть две «руки» с одной стороны (ими она удерживает груз) и две «ноги» с другой стороны, с помощью которых она перемещается по микротрубочке, подталкивая груз в нужном направлении. В каком-то смысле эта молекула напоминает «почтальона», доставляющего почту внутри клеток.

Биологические роботы?

Внутри всех живых организмов, клетки которых содержат ядро (эукариоты), белки и другие вещества должны доставляться в определенное время в определенные части клетки. Если необходимое вещество – это белок, «фабрика» клетки (которая называется рибосома) получает оттиск необходимого вещества из ядра (информация хранится в ядре в нити ДНК, но оттиск посылается в виде копии РНК данного отрезка ДНК).

Это сложный скоординированный процесс, поскольку изначально что-то должно получить доступ к библиотеке ДНК данного организма, распечатать информацию в точно определенном месте, необходимом для определенной информации (именно для того вещества, для которого она была произведена), создать копию информации для данного вещества и доставить его на «фабрику».

Затем другой клеточный органоид (под названием комплекс Гольджи) запаковывает необходимое вещество, заворачивая его в специальный пакет (который называется везикулой) и наносит «адрес» того места в клетке, куда вещество должно быть доставлено и распаковано из посылки-везикулы.

Затем кинезин отправляется в путь. Он поднимает посылку и «идет» по микротрубочкам внутри клетки, доставляя посылку к месту назначения.

(В различных организмах, от дрожжей до человека, было обнаружено множество различных видов кинезинов и связанных с кинезином белков с различными особенностями и функциями. Приведенный выше пример – это пример самого «обычного» задания).

Взгляд сверху

Кинезин – это миниатюрный портовой грузчик клетки, переносящий на своих плечах посылки с грузом по путям микротрубочек. Каждая молекула АТФ-горючего, которую встречает на своем пути кинезин, позволяет этому «грузчику» сделать шаг точностью в 8 нанометров.

Чтобы понять всю сложность действий кинезина, за которыми наблюдают ученые, мы могли бы в качестве аналогии привести более знакомый и понятный гипотетический пример.

У Джо на работе ломается станок, на котором он работает. Он выясняет, какая из частей механизма сломалась, звонит производителю станка по мобильному телефону, и заказывает у него новую запчасть, указывая ее номер. Производитель соглашается и записывает адрес Джо. У производителя под рукой имеется список всех запчастей, однако у него нет их чертежей, поэтому он отправляет по электронной почте письмо в другую компанию (в которой хранятся чертежи всех необходимых запчастей механизма) и просит прислать ему чертеж. Представитель этой компании делает ксерокопию необходимого раздела и привозит ее производителю. Следуя чертежу, на фабрике производят необходимую запчасть, запаковывают ее и на упаковку наносят нужный почтовый адрес из базы данных. Производитель связывается с курьером, который приходит на завод и забирает пакет. У курьера имеется детальная карта города, он составляет себе самый удобный маршрут и, следуя этому маршруту, доставляет запчасть клиенту. Миссия выполнена!

Большинство согласятся с тем, что описанный выше уровень сложности просто поражает. Технология и задействованные в процессе компоненты (такие как специальные знания, системы коммуникации, производственные способности и базы данных), необходимые для таких процедур невероятно сложны, и все эти шаги на каждом этапе координировались разумными людьми. Однако на самом деле процессы, в которых используется кинезин, намного сложнее, чем приведенный выше пример с Джо.

Все за один день работы

Как бы невероятно это не звучало, но исследования свидетельствуют о том, что кинезин делает намного больше, чем считалось изначально. Известно, что кинезин поддерживает процесс митоза (деления клеток) и мейоза (деления клеток, в процессе которого ядро делится на четыре дочерних ядра и получаются репродуктивные клетки). Кроме транспортировки обычных клеточных грузов, кинезин переносит нейротрансмиттеры, необходимые для сообщения нейронов друг с другом.

Определенные виды кинезина, совершив свое путешествие, способны разбирать микротрубочки. Регулировка длины микротрубочек – особо важная функция во время деления клеток; отсутствие такого контроля может привести к хромосомной нестабильности, что связано с возникновением рака у человека.3

Профессор кафедры физики при Мюнхенском технологическом университете, Матиас Риф отмечает: «Результаты наших исследований свидетельствуют о том, что для успешного функционирования в клетке молекулярный двигатель должен взять на себя выполнение ряда функций, которые намного превышают функции обычной транспортировки. Двигатель должен уметь включаться и выключаться, а также принимать необходимые грузы в нужном месте и передавать их к пункту назначения».4

Невероятный кинезин

123rf.com/Viktor Gmyria

Быстро и эффективно

Эти невероятные роботы-кинезины не просто выполняют разнообразные задания; они делают это с поразительной эффективностью! Только взгляните на эти передовые характеристики:

Мощность —«Двигатель кинезина не просто крохотный; его эффективность составляет примерно 50%, а этот показатель практически в два раза лучше, чем показатель эффективности бензинового двигателя. И, по сравнению с ним, кинезин дает в 15 раз больше мощности, чем двигатель, созданный человеком».5

Скорость — Скорость работы кинезинового двигателя впечатляет: он способен совершать до 100 шагов в секунду. «Если представить эту скорость в понятных нам размерах, то двигатель с такими же характеристиками смог бы двигаться с такой же скоростью и вырабатывать столько же лошадиных сил на единицу веса, как тяговый сверхзвуковой автомобиль,6 который недавно преодолел звуковой барьер».7 (Такая скорость пропорциональна передвижению человека со скоростью 600 метров в секунду или более 2000 км в час!)

Экономичность —Кинезины питаются от универсальных энергетических соединений, известных как АТФ (и которые производятся другим невероятным молекулярным двигателем, который называется АТФ-синтаза. Каждая молекула АТФ-топлива, поглощаемая кинезином, продвигает этого почтальона на один шаг в 8 нанометров, однако когда груза нет, кинезин переходит в «ждущий режим», чтобы избежать лишней траты АТФ. Подобно тому, как современные компьютеры с целью сохранения энергии прекращают работу после определенного периода неиспользования, кинезин также способен переходить в режим гибернации. (Хотя ученым известно, что двигатель, отдыхая, переходит в состояние «автозамедления»,8 им до сих пор не понятно, как работает этот механизм).

Умение работать в команде — Когда начинается движение, молекулы кинезина также работают в команде! Если груз, нуждающийся в транспортировке, оказывается слишком тяжелым для одного «почтальона», существуют «… значительные доказательства того, что грузы в живых организмах транспортируются несколькими двигателями».9

Они также демонстрируют «последовательную передачу» груза. Подобно участникам эстафеты, пронеся груз на определенное расстояние, кинезины «передают» его «отдохнувшему» члену команды, и процесс доставки завершает уже другой кинезин.

Гибкость в передвижении — Кинезины способны работать в «транзитном режиме», который позволяет им обходить препятствия, которые они встречают на своем пути. Подобно тому, как «перезагружаются» GPS-системы, кинезины проявили способность при необходимости автоматически изменять маршрут.

Повторное использование — Самый страстный последователь «зеленого» движения позавидовал бы способности кинезина к сохранению и повторному использованию. Существуют веские доказательства того, что они либо возвращаются группами в центр клетки крупными транспортными блоками (как на общественном транспорте в городах), либо после выполнения задания демонтируются и их части перерабатываются.10

Преданные идее натурализма

Конечно же, такие невероятно сложные биотехнологии кричат о разумном замысле, но неужели при описании этих невероятных механизмов и процессов в научной литературе вся слава достается Богу? Нет, вся слава достается «природе»:

«Просто невероятно, как природа (курсив автора статьи) смогла объединить все эти функции в одной молекуле. В этом смысле ее возможности намного превышают все современные нанотехнологии и служит для всех нас великолепным примером».11

Почему же каждый раз, когда наука открывает нам такие красноречивые доказательства работы Бога, разумные люди способны видеть эти доказательства, отвергая при этом Творца? Конечно же, это происходит потому, что большинству людей навязывают атеистические, эволюционные идеи. Атеизм привержен принципам натурализма, как об этом сказал иммунолог из Канзасского государственного университета, доктор Скотт Тодд: «Даже если все данные указывают на разумного Создателя, такие гипотезы не принимаются наукой, потому что они не натуралистичны». (Это весьма удивило бы многих великих богобоязненных ученых прошлого,  таких как сэр Исаак Ньютон и Луи Пастер ).

Конечно же, в соответствии с эволюционной теорией, клетки эукариотов предположительно эволюционировали более двух миллиардов лет назад.12 Это означает, что эволюционисты готовы поверить в то, что такая поразительно сложная технология, как молекулярный двигатель и его операционные системы возникли в результате естественных процессов (без привлечения разума) в самый ранний период воображаемой временной шкалы. Однако эта технология по своей сложности намного превышает любые разработки самых выдающихся научных умов за все время существования нашей планеты!

Является ли «эволюция» ответом на вопрос о происхождении?

«Движение на молекулярном уровне – главный отличительный признак того, что организм жив, - отмечает Стивен Блок. Принципиальный вопрос заключается в том, как живые организмы научились двигаться? Ответ: в них развились кинезины и другие весьма эффективные протеиновые двигатели. Если бы кинезины перестали функционировать, вы не пережили бы и стадию эмбриона, потому что ваши клетки погибли бы. Вот насколько это важно».13

У эволюционистов нет правдоподобной теории относительно того, как такие сложные механизмы как кинезины (и необходимые для их функционирования операционные и коммуникационные системы) могли постепенно эволюционировать (не говоря уже о бессчетном количестве других функций и характеристик, которые действуют в так называемых «простых» живых организмах).

Однако когда мы видим похожие механизмы и операционные системы (роботы, компьютеры, Интернет) в своей повседневной жизни, будь то на работе или дома, они всегда являются результатом разумного и преднамеренного замысла. Насколько логичнее было бы поверить в то, что Верховный Разум, который мы в состоянии постичь (библейский Бог-Создатель) сотворил все эти невероятные механизмы внутри нас, а также окружающий нас мир!

Ссылки и примечания

  1. Чарльз Л. Эсбури, Эдриан Н. Фер, Стивен М. Блок. Кинезины движутся в результате асимметричных механизмов перехвата. Издание Stanford News Service, 12/5/03;  http://news.stanford.edu/pr/03/kinesinproof1210.html. Вернуться к тексту.
  2. Карстен Питерз, Катюша Брежч, Лиза Бельмонт, Эндрю Дж. Боди, Ян Ли, Минг Ю, Джун Гуо, Роман Сакович, Джеймс Хартмен и Кэролин А. Мурз. Взгляд внутрь молекулярного механизма - многофункционального двигателя кинезина-8. Nature.com, Издание The EMBO Journal (2010) 29, опубликовано в сети интернет 3 сентября 2010;  http://www.nature.com/emboj/journal/v29/n20/full/emboj2010220a.html#B27#B27. Вернуться к тексту.
  3. Ссылка 2. Вернуться к тексту.
  4. Молекулы-двигатели в ходе случайного блуждания доставляют необходимые вещества в живые клетки. Издание ScienceDaily, 21 июля 2009; href://www.sciencedaily.com/releases/2010/05/100521191233.htm. Вернуться к тексту.
  5. Карл Ляйф Бейтс. Молекулярные двигатели: природа использует миниатюрные нано-механизмы, способные творить чудеса, если мы научимся их создавать. Издание Michigan Today, 2004; href://michigantoday.umich.edu/04/Fall04/story.html?molecular. Вернуться к тексту.
  6. Тяговый сверхзвуковой автомобиль побил мировой рекорд скорости на суше. Рекорд установлен 15 октября 1997 года, когда автомобиль развил скорость в 1228 км/ч, став первым автомобилем, официально преодолевшим звуковой барьер. Вернуться к тексту.
  7. Блок С.М. Кинезин: что он дает? Клетка 93:5–8, 1998; href://www.stanford.edu/group/blocklab/Block-Cell Review.pdf. Вернуться к тексту.
  8. Ханг Йи Кристал Каан, Дэвид Д. Хэки, Фрэнк Козилски. Структура кинезина-1. Комплекс двигателя со шлейфом открывает механизм автоторможения. Издание Science 333(6044):883–885, 2011;  href://www.sciencemag.org/content/333/6044/883.abstract?sid=2d228367-9b77-4148-baad-1c876ee0924f. Вернуться к тексту.
  9. Эриксон РП, Джиа З., Гросс СП, Ю СС. Национальный центр биотехнологической информации. Кафедра физики и астрономии. Калифорнийский университет. Ирвин, штат Калифорния, США. Май 2011;  href://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21573204. Вернуться к тексту.
  10. Браулио Гутьерес-Медина, Бейсон Кленси, Ник Гайдош, Йохан Андреассон. Кинезин: АТФаза, шагающая по микротрубочкам. href://www.stanford.edu/group/blocklab/kinesin/kinesin.html. Вернуться к тексту.
  11. Ссылка 5. Вернуться к тексту.
  12. Майкл Маршал. Временная шкала: эволюция жизни. Издание New Scientist-Life, 14 июля 2009; href://www.newscientist.com/article/dn17453-timeline-the-evolution-of-life.html. Вернуться к тексту.
  13. Ссылка 1. Вернуться к тексту.

источник – www.creation.com





опубликовано материалов

Популярные статьи:

что такое гравитация? Кто создал Бога? Динозавры жили с людьми Тука и его удивительный клюв Уникальная планета Земля




Поддержите наш проект, разместив нашу ссылку на сайте своей организации, в своем блоге или на страничке социальных сетей.
"Разумный Замысел"
http://www.origins.org.ua
банер Разумный Замысел


Система Orphus
нижняя полоса сайта