"Избери жизнь"

Клетки — чудо архитектуры

4 октября 2011 | Опубликовал: Alena Dorofeeva

клетки крови (эритроциты)

Внешне незаметная клетка представляет собой отдельный изумительный и микроскопический мир. Она спокойно делает своё дело, выполняя свои функции в абсолютной тишине. Она проживает свою жизнь для того, чтобы формировать большой и более главный организм и поддерживать его работу.

Вероятно, вы не очень удивитесь, узнав о том, что клетки отличаются многообразием размеров и форм. Они выполняют различные функции и имеют разную продолжительность жизни. Например, некоторые клетки (такие, как мужские сперматозоиды) настолько малы, что 20 000 этих клеток поместились бы в заглавной букве “O”, напечатанной на стандартной пишущей машинке. Некоторые клетки, расположенные в виде непрерывной цепи, образовали бы лишь один дюйм, если 6000 таких клеток выстроить вместе в прямую линию. Более того, если расположить в виде непрерывной цепи все клетки человеческого организма, то эта цепь обогнула бы Землю более 200 раз. Даже размер самой большой клетки человеческого организма, женской яйцеклетки, невероятно мал, и составляет лишь 0.01 дюйма в диаметре. Некоторые клетки (такие как клетки кишечного эпителия) живут не больше одного-двух дней, в то время как другие (например, клетки мозга) могут жить 100 и более лет. В организме есть определённые клетки (например, половые клетки), которые имеют специальное назначение, в то время как другие (к примеру, клетки крови) выполняют разнообразные функции.

Но, несмотря на невероятную сложность клеток, и несмотря на впечатляющие функции, которые они выполняют, эволюционисты твёрдо отстаивают свою веру в то, что клетка обязана своим первоначальным происхождением случайным силам. По их мнению, эти силы действовали в течение огромных промежутков геологического времени, простираясь назад на миллиарды лет к «первичному бульону», который «каким-то образом» оказался подходящей средой для возникновения «простого» прокариотического предшественника клеток. Немецкий анатом Эрнст Геккель, главный сторонник Чарльза Дарвина на Европейском континенте в середине девятнадцатого столетия, однажды написал о своих собственных представлениях относительно «простой» природы клетки. Он сказал, что клетка содержит только «однородные частицы плазмы», которые в основном состоят из углерода с примесью водорода, азота и серы. Эти составляющие компоненты, объединились соответствующим образом и образовали душу и тело животного мира, а в дальнейшем образовали человеческий организм. С помощью вот такого довода объяснялась тайна Вселенной, Бог был опровержен и была начата новая эра бесконечного знания. (1905, стр. 111).

Теория Геккеля оказалась ни чем иным, как простым принятием желаемого за действительное, так как по мере того, как учёные начали раскрывать секреты, сокрытые внутри клетки, и удивительный биохимический код, содержащийся в них, они узнали, что внутри этих чрезвычайно малых границ лежит целый микромир. Этот мир наполнен деятельностью, которая не только поражает воображение, но и свидетельствует о захватывающей сложности и замысловатом дизайне. Как написали в своей книге «Клонирование Человека» Лейн Лестер и Джеймс Хефли: «Раньше мы думали, что клетка, основная единица жизни, это простой мешочек, наполненный протоплазмой. Затем мы узнали, что внутри любой жизненной формы сокрыта микровселенная с разными отделениями, структурами и химическими веществами…» (1998, стр. 30-31).

«Микровселенная», которую мы называем клеткой, может быть описана разными способами. В книге Гены, Категории и Виды (2001, стр. 36) Джоди Хей определил клетки в широком смысле как «хорошо ограниченные тела» — то есть, жизненные массы, содержащиеся внутри биологических пузырьков (т.е., плазматической мембраны), выборочно защищающие своё содержимое от твердых неживых частиц, которые их окружают. Франклин M. Гарольд в своей книге «Строение Клетки» дал следующее определение клетке: «Клетку можно представить как сложный и замысловатый химический завод. Вещества, энергия и информация поступают в клетку из окружающей среды, в то время как побочные продукты (продукты распада) и теплота выделяются из неё…»(2001, стр. 35). Таким образом, согласно этих двум описаниям, характеристики отдельной клетки во многом похожи на характеристики всего организма.

Клетка и в самом деле обладает многими особенностями всего организма. Оказывается, что клетка представляет собой настоящий бастион, характеризующийся невообразимой сложностью и структурой, в которой отдельные составные элементы взаимодействуют друг с другом, обеспечивая функционирование клетки и достижение такой сложности, которую теория эволюции совершенно бессильна объяснить. В доказательство этому я хотел бы предложить следующее описание некоторых составляющих компонентов клетки.

Органеллы Клетки

схема строения клетки: 1. Ядро 2. Ядерная мембрана 3. Ядрышко 4. РНК и белки 5. Нуклеоли 6. Хроматин 7. ДНК, упакованная в хромосомы 8. Шероховатый эндоплазматический ретикулум 9. Рибосомы 10. Гладкий эндоплазматический ретикулум 11. Митохондрия 12. Пероксисома 13. Центриоль 14. Комплекс Гольджи 15. Лизосома 16. Цитоплазма 17. Плазматическая мембрана

Большинство организмов состоят из множества разных клеток. Человеческий организм, например, состоит более чем из 250 различных видов клеток (красные кровяные клетки — эритроциты, белые кровяные клетки — лейкоциты, мышечные клетки, жировые клетки, нервные клетки, и так далее — Балди, 2001, стр. 147). Общее количество клеток в среднем организме взрослого человека достигает приблизительно 100 триллионов (Фукуйама, 2002, стр. 58). И всё же, каждая из этих клеток подобным образом состоит из разнообразных микроскопических компонентов, известных как «органеллы». Клетка и в самом деле является совокупностью составляющих её элементов. И эти отдельные элементы сами по себе свидетельствуют о сотворённой сложности и очевидном создании. Давайте рассмотрим следующие органеллы, которые были обнаружены внутри клетки.

Ядро

Ядро – это центр управления клетки, расположенный в её середине. Для того, чтобы управлять своим развитием, клетка содержит и использует особое химическое соединение, известное как дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК). Это вещество, имеющее форму спирали, является «капитаном» клетки. Оно контролирует рост и воспроизведение отдельных клеток и содержит всю информацию, которая необходима для создания новых клеток. Одной из многих удивительных особенностей ДНК является сложность наследственной информации, закодированной в ней. Вряд ли сегодня кто-нибудь станет говорить о «простом» генетическом коде. Британский учёный A.Г. Каирнс-Смит объяснил, почему этот код не простой:

«Каждый организм имеет в себе хранилище того, что мы называем генетической информацией… Я буду называть хранилище генетической информации организма его Библиотекой… Где же находится эта Библиотека в многоклеточном организме? Ответ: «везде». За исключением лишь некоторых клеток, каждая клетка многоклеточного организма имеет полное собрание всех книг Библиотеки. По мере роста организма его клетки размножаются и во время этого процесса вся центральная Библиотека воспроизводится снова и снова…. В Библиотеке человеческого организма содержится 46 таких книг, напоминающих по форме нити. Они называются хромосомами. Они не все одинакового размера, но одна средняя хромосома равноценна приблизительно 20 000 страницам… Библиотека человека, например, содержит набор инструкций по строительству и эксплуатации, который эквивалентен приблизительно миллиону книжных страниц (1985, стр. 9,10, слова выделенным шрифтом присутствуют в оригинальном тексте)»

A.E. Уайлдер-Смит, из Организации Объединенных Наций, был согласен с таким описанием, когда писал:

«Сегодня, когда мы столкнулись с генетическим кодом, нас сразу поразила его сложность и вся совокупность информации, которая содержится в нём. Нельзя не трепетать при мысли об абсолютной плотности информации, содержащейся в таком маленьком пространстве. Нельзя не удивляться, когда думаешь о том, что вся химическая информация, необходимая для создания организма человека, слона, лягушки или орхидеи, сконцентрировалась в двух маленьких половых клетках. Только недостойные называться людьми не удивляются. В этих двух крошечных клетках содержится практически невообразимо сложная информация, необходимая для того, чтобы создать человека, растение или крокодила из воздуха, солнечного света, органических веществ, углекислого газа и минералов. Если бы кто-нибудь попросил инженера повторить тот же подвиг миниатюризации информации, то его бы сочли сумасшедшим »(1976, стр. 257-259, слова выделенным шрифтом присутствуют в оригинальном тексте).

Escherichia coli (кишечная палочка)

Удивительно, что даже так называемые «простые» клетки (например, бактерии) обладают чрезвычайно большими и сложными «библиотеками» генетической информации, хранящейся внутри них. Например, бактерия Escherichia coli (кишечная палочка), которая ни в коем случае не является «наипростейшей» известной клеткой, представляет собой крошечную палочку размером с тысячную часть миллиметра в ширину и в два раза больше этого в длину. Помимо этого она «свидетельствует о явной сложности E. coli, поскольку её Библиотека разместилась бы на тысячи страницах» (Каирнс-Смит, стр. 11). Биохимик Майкл Бихи указывает на то, что обычно количество ДНК в клетке «резко меняется с увеличением сложности организма» (1998, стр. 185). Однако существуют заметные исключения. Например, у человека в 100 раз больше несущей генетическую информацию молекулы (ДНК), чем у бактерий, однако, у саламандры, которая является представителем амфибий, в 20 раз больше количества ДНК, чем у человека (смотрите Хитчинг, 1982, стр. 75). У людей приблизительно в 30 раз больше ДНК по сравнению с одними насекомыми, и в два раза меньше, чем по сравнению с другими (см. Спетнер, 1997, стр. 28).

Не нужно особых убеждений, чтобы понять, что генетический код характеризуется упорядоченностью, сложностью и точностью функционирования. Упорядоченность и сложность сами по себе уже феноменальны. Но функционирование этого кода является, наверное, его наиболее впечатляющей особенностью. Уайлдер-Смит писал, что:

«…закодированная информация похожа на книгу или видеокассету, которая имеет дополнительный закодированный в неё фактор, что даёт возможность генетической информации при определенных условиях внешней среды читать саму себя, а затем реализовывать информацию, которую она прочла. Это можно сравнить с гипотетическим архитектурным планом строения дома, который содержит не только информацию о том, как строить дом, но который также может, если бросить его на строительную площадку, сам и на своё усмотрение построить дом без помощи строителей или подрядчиков…. Таким образом, справедливо будет полагать, что технология, представленная генетическим кодом на несколько порядков превосходит любую другую человеческую технологию, разработанную до настоящего времени. В чём её секрет? Секрет сокрыт в её способности хранить и реализовывать невероятное количество концептуальной информации при максимальной молекулярной миниатюризации хранения информации и информационно-поисковой системы нуклеотидов и их последовательностей» (1987, стр. 73, слова выделенным шрифтом присутствуют в оригинальном тексте).

Эта «способность хранить и реализовывать невероятное количество концептуальной информации» – то, за что отвечает ДНК. В своей книге «Тайна Происхождения Жизни» Таксон, Бредли и Олсен обсуждают генетический код последовательностей ДНК, открытой Криком и Уотсоном.

Согласно их известной модели, наследственная информация передаётся от одного поколения к следующему с помощью простого кода, который определяется особой последовательностью определённых компонентов молекулы ДНК… Прорыв в науке произошёл, когда Крик и Уотсон разгадали, в чём же таится разнообразие жизни. Этим открытием стала необычайно сложная, но всё же организованная структура молекулы ДНК. Они обнаружили, что эта «спираль жизни» содержит код, что внесло значительный прогресс в наше понимание удивительной структуры жизни. (1984, стр. 1).

молекула ДНК

Насколько важна эта «спираль жизни», представленная молекулой ДНК? Уайлдер-Смит сделал следующий вывод: «Информация, хранящаяся в молекуле ДНК, насколько нам сегодня известно, реализуя хранящуюся в ней информацию под воздействием окружающей среды, полностью контролирует развитие всех биологических организмов» (1987, стр. 73). Профессор E.H. Ендрюс выразил это таким образом:

«Код ДНК работает следующим образом. Молекула ДНК похожа на матрицу или шаблон для создания других молекул, называемых «белками»… Впоследствии эти белки контролируют рост и жизнедеятельность клетки, которая в свою очередь контролирует рост и жизнедеятельность всего организма (1978, стр. 28).

Таким образом, в ДНК содержится информация, которая определяет синтез белков, а белки контролируют рост и функционирование клеток, которые, в конечном итоге, отвечают за весь организм. Генетический код имеет жизненно важное значение для клетки. В своей книге «Давайте Сделаем Человека» Брюс Андерсон назвал генетический код «главным исполнителем содержащей его клетки, который даёт химические команды для поддержания жизнеспособности и функционирования клетки». (1980, стр. 50). Каутц придерживался той же мысли:

Удвоение ДНК

«Информации, хранящейся в ДНК, достаточно для того, чтобы управлять и всеми процессами, которые происходят внутри клетки, включая обнаружение повреждений, восстановление и воспроизведение клетки. Представьте архитектурный проект, способный построить такую структуру, которая изображена в проекте, поддерживать эту структуру в соответствующей исправности и даже воспроизводить её» (1988, стр. 44).

Вы заметите, что обнаружение повреждений, восстановление и воспроизведение, являются функциями всего организма. Однако ДНК, обладая малыми размерами, каждый день на молекулярном уровне выполняет все эти функции. Генетический код — это настоящий шедевр дизайна. Исследование структуры и функционирования молекулы ДНК показывает, что просто неразумно думать, что ДНК возникла в результате естественных процессов.

Рибосомы

рибосома

Одной из функций ДНК является реализация информации в структуре белков. Для выполнения этой функции ДНК необходима помощь особых органелл, известных как рибосомы. При этом специальные белки и ферменты расплетают двойную спираль ДНК копируют информацию, содержащуюся в ней, на молекулу-посредник – иРНК. Затем и-РНК передаётся на рибосомы для синтеза белка. Представим, что рибосомы — это аппараты факсимильной связи (факс), а и-РНК — это бумага, которая проходит через этот аппарат. Потом рибосомы связываются с другим видом РНК, известным как транспортная РНК (т-РНК), в соответствии с последовательностью и-РНК, которая проходит через рибосому. Присоединенные к т-РНК  аминокислоты — основные строительные элементы белков.

Для того, чтобы объединить аминокислоты и образовать полимер, каждая отдельная молекула т-РНК должна связываться с определённым местом на рибосоме, а аминокислота должна отсоединяться от т-РНК и связываться с другой аминокислотой на рибосоме. Задача рибосомы – длинный и сложный процесс. К счастью, она допускает мало ошибок, иначе такие ошибки приводили бы к образованию изуродованной, бесполезной массы. Такие структуры, как волосы и ногти, не смогли бы сформироваться без  скрупулёзной работы рибосом. Также, не могли бы образовываться и белки, необходимые для клетки и всего организма. Потрясающая сложность, заложенная в ДНК, рибосомах, белках и их молекулярных копиях, противоречит объяснению происхождения жизни под воздействием времени, случайности и естественных процессов.

Митохондрия

митохондрия

Откуда клетка берёт энергию для того, чтобы управлять работой рибосом, а также для множества других функций, необходимых для её деятельности? За это отвечают митохондрии — органеллы, производящие энергию в клетке. Митохондрия представляет собой продолговатую структуру с гладкой внешней поверхностью. Внутри митохондрия образует извилистые складки, называемые кристами, которые увеличивают площадь поверхности внутренней мембраны.

Эта поверхность чрезвычайно важна, потому что именно она является основой для образования аденозинтрифосфата (АТФ) — основного источника энергии для клетки (см. «Митохондрия», 2003). Как эволюционная теория объясняет эту невероятную взаимозависимость органелл клетки? Как они «научились» взаимодействовать? Нельзя ответит на эти вопросы простым предположением о постепенных изменениях в течении времени.

Плазматическая Мембрана

плазматическая мембрана: A, B, C - трансмембранные белки, D - периферический белок.

Плазматическая мембрана, о которой я упоминал раньше, представляет собой систему безопасности клетки. Эта мембрана — хрупкий двойной слой липида, в котором каждый компонент является зеркальным отображением другого. Гидрофобные [отталкивающие воду] части повёрнуты друг к другу, а гидрофильные [притягивающие воду]  направлены наружу. Имея такое строение, клеточная мембрана может выполнять множество функций. В своей книге «Молекулярная Биология Клетки» Брюс Албертс и его коллеги отметили:

«Живая клетка – это самовоспроизводящаяся система молекул, которые находятся внутри замкнутого пространства. Замкнутое пространство – это плазматическая мембрана – настолько тонкий и прозрачный жироподобный слой, что его невозможно увидеть при помощи оптического микроскопа. Это простая структура, образуемая слоем липидных молекул… Несмотря на то, что она служит барьером, который предохраняет содержимое от вытекания и смешивания с окружающей средой… плазматическая мембрана на самом деле имеет гораздо больше функций. Питательные вещества должны проходить через мембрану, обеспечивая выживание и рост клетки, а побочные продукты должны выходить из неё. Поэтому мембрана пронизана насквозь высоко избирательными каналами и насосами, образованными молекулми белка, которые позволяют одним веществам проникать внутрь, а другим —  выходить из клетки. В то же самое время в мембране присутствуют другие молекулы белка, которые действуют как чувствительные элементы, которые позволяют клетке реагировать на изменения в ее окружающей среде »(1998, стр. 347).

Клеточная мембрана чрезвычайно тонка, и все же, она может выполнять такие функции, как обеспечение проведения нервного импульса нервными клетками (через натриево-калиевые насосы), участвовать в дыхании (в красные кровяные клетки должны поступать определённые ионы металлов, чтобы они могли насыщать ткани кислородом и удалять из них углекислый газ). Томас Хейнз так прокомментировал этот механизм, когда написал:

«Что же возникло первым? Первая клетка не могла образоваться без специальной мембраны, которая ограничивала бы её и поддерживала внутри неё нормальные условия, или сама мембрана, которая могла быть образована только живой клеткой? Помните, что ни липиды клеточной мембраны, ни белки, из которых состоят её насосы и каналы, не могут образоваться в природе отдельно без живых клеток» (2002, стр. 47).

Каким образом такая сложная оболочка, как плазматическая мембрана могла возникнуть благодаря исключительно естественным силам?

Лизосомы

лизосомы

Одновременно с синтезом веществ, непрерывно образуются побочные продукты и отходы. Лизосомы клетки – это органеллы, с помощью которых утилизируются эти отходы и побочные продукты. Лизосомы содержат определенные ферменты, которые могут переваривать практически любые отходы. Интересно то, что лизосомы выполняют двойную функцию, переваривая также и пищу, которая поступает в клетку. Когда клетке необходимо переварить питательные вещества, мембрана лизосомы сливается с мембраной пищеварительной вакуоли. Затем лизосома может вводить ферменты в пищеварительную вакуоль, чтобы разрушить поступившие питательные вещества. В результате, переваренная пища проникает через мембрану вакуоли и входит в клетку и используется в качестве энергии для роста клетки. («Лизосомы», 2001).

Если ферменты, находящиеся внутри лизосомы, вышли бы за её пределы, то клетка переварила бы сама себя, и по существу, совершила бы клеточное самоубийство. Это подводит нас к другому важному аспекту клетки — запланированная смерть клетки. Научная писательница Дженнифер Акерман сделала важное наблюдение относительно смерти клетки:

«В конце 1982 года биолог Боб Хорвиц сделал смелое предположение: клетки умирают в результате естественного процесса роста, потому что они имеют встроенную программу, которая забирает их жизни. Также как клетки несут информацию о своём размножении, они хранят в себе информацию о способе, благодаря которому они умирают — это маленькая программа демонтирования их жизни, их самоубийства»(2001, стр. 100).

Пример этой на вид странной особенности можно обнаружить у лягушки. Когда она начинает превращаться из водоплавающего головастика в лягушку, обитающую на суше, её хвостик исчезает. Куда же он девается? Клетки хвоста лягушки перестают получать сообщение с организмом, из которого поступает призыв «оставайтесь живыми!», лизосомы освобождают свои пищеварительные ферменты, которые разрушают клетку, что, в конечном счете, и приводит к исчезновению хвоста.

Где в истории эволюции учёные расположили бы программу, которая убивает клетки? Лозунг эволюции — » выживание наиболее приспособленных.» Исходя из этой особенной функции клетки, может быть, стоит заменить это изречение на » самоубийство наиболее приспособленных?»

Но есть здесь и другой момент, который нельзя не отметить. Органеллы клетки часто взаимодействуют друг с другом для того, чтобы максимально защищать клетку. Как заметила Акерман: « Для того, чтобы защитить клетку от случайной смерти, части апоптического механизма клетки расположены изолированно в разных местах — в мембране клетки и в её митохондрии». (2001, стр.102). Это » изолирование» является важным для здоровья клетки. Кроме того, оно также служит для окончательного запланированного уничтожения клетки. Если, по мнению эволюционистов, отдельные организмы объединились на начальных этапах эволюции жизни для того, чтобы образовать клетку, то каким образом они научились взаимодействовать друг с другом? И если они научились этому, то зачем бы они стали взаимодействовать друг с другом для того, чтобы образовать систему, которая допускает клеточное самоубийство?

Вывод

Клетку, со всей её сложностью и целесообразной структурой, можно отнести только к творению Высшего Дизайнера. Даже знаменитые эволюционисты признавали трудность объяснения первоначального происхождения клетки посредством естественных процессов. Русский биохимик Александр Опарин сказал: « К сожалению, происхождение клетки остаётся вопросом, который в действительности является самым тёмным пятном всей эволюционной теории» (1936, стр. 82). Клаус Доус, будучи Президентом Института Биохимии, при Университете имени Иоганна Гуттенберга, заявил:

«Более тридцати лет экспериментальных исследований происхождения жизни в области химической и молекулярной эволюции привели нас к лучшему пониманию необъятности проблемы происхождения жизни на Земле, но никак не к её решению. В настоящее время все дискуссии относительно основных теорий и экспериментов в этой области либо заводят в тупик, либо приводят к признанию своего невежества »(1988, стр. 82).

Эти признания свидетельствуют о трудностях, с которыми сталкивается эволюция при попытке объяснить происхождение и целесообразность структуры клетки. Божье всемогущество можно увидеть во всём Его творении — творении, которое постоянно опровергает все эволюционные объяснения.

Ссылки и примечания

1. Екерман, Дженифер (2001), «Chance in the House of Fate» (Boston, MA: Houghton Mifflin).
2. Кеарнс-Смит, A.Г. (1985), «Семь Разгадок к Происхождению Жизни» (Cambridge: Cambridge University Press).
3. Доус, Клаус (1988), «Происхождение Жизни: Вопросов больше, чем Ответов,» Interdisciplinary Science Reviews, 13[4]:348.
4. Хекель, Эрнст (1905), Тайны Жизни, перевод: Д. Маккейб (London: Watts).
5. Гарольд, Франклин M. (2001), «Строение Клетки» (Oxford: Oxford University Press).
6. Хейнз, Томас Ф. (2002), «Как Начиналась Жизнь» (Ontario, CA: Chick).
7. Хей, Джоди (2001) «Гены, Категории и Виды» (Oxford: Oxford University Press).
8. Лестер, Лейн П. и Джеймс C. Хефли (1998), «Клонирование Человека» (Grand Rapids, MI: Revell).
9. «Лизосомы» (2001), Городская Школа Сан Диего, [On-line], URL: http://projects.edtech.sandi.net/miramesa/Organelles/lyso.html.
10. Маргулис, Линн и Дорион Саган (1986), «Микромир» (Berkely and Los Angeles, CA: University of California).
11. “Митохондрия” (2003), Живые Клетки, [On-line], URL: http://www.cellsalive.com/cells/mitochon.htm.
12. Манкастер, Ральф O. (2003), Dismantling Evolution (Eugene, OR: Harvest House).
13. Опарин, Александр И. (1936), Происхождение Жизни, (New York: Dover)
14. Скойлес, Джон Р. и Дорион Саган (2002), Up from Dragons (New York: McGraw-Hill).
15. Таксон, Чарльз Б., Уолтер Л. Бредли, и Роджер Л. Олсен (1984), Тайна Происхождения Жизни (New York: Philosophical Library).
16. Уайлдер-Смит, A.E. (1976), Основа для Новой Биологии (Einigen: Telos International).
17. Уилсон, Эдвард O., и соавторы (1973), Жизнь на Земле (Stamford, CT: Sinauer).

По материалам сайта http://www.origins.org

Tags: Создатель, творение, эволюция