1. osa: kas inimene saab oma geenid proovile panna?
Teoreetiliselt võivad elusorganismid elada väga pikka aega, peaaegu igavesti. Kust elusolenditest selline halb vara nagu surm sündis?
Me kõik sureme ühel päeval. Kahjuks (ja võib-olla õnneks on ka erinevaid vaatepunkte) on elu korraldatud nii, et saame selle ime kokku väga ebameeldiva kohustusliku lisandiga - surmaga.
Mõnede bioloogide arvates ei olnud see alati nii. Näib, et kuulus August Weismann kahtles esimesena surma "paratamatuses". See on Weismanist-Morganist-geneetikute esiisa, seda Trofim Lõssenko vihkas. Oma loengus, mille Weismann pidas Freiburgis 1881. aastal, ütles ta: "Ma ei näe surma esmatähtsusena, vaid kui midagi, mis omandatakse kohanemisprotsessis teist korda." Niisiis leiutas surm looduse eesmärgiga tagada põlvkondade vahetus, ilma milleta ei saa elu areneda ja ilma milleta pole evolutsioon võimatu.
DNA rolli pärilikkuses ei olnud veel teada. Ebaselge oli, kuidas geneetika üldiselt korraldati, ja Weisman arvas, et see kõik selgub: "Pole kahtlust, et kõrgemad organismid oma kujundusversioonis, mis meile täna alla jõudis, sisaldavad surma seemneid." Mis seemnetest me räägime? Muidugi, geenide kohta. See tähendab, et kui tõlkida moodsamasse keelde, siis tuntud bioloog väitis, et surmageenid on põimitud kõigisse elusorganismidesse (see tähendab sina ja mina). Nii selgub, et ühel päeval võivad nad sisse lülituda ja me sureme kohe ära. Tehkem niiöelda molekulaarbioloogiline enesetapp.
Kui kaugel oleme kokku leppinud? Selleni, et elusorganismid on kuidagi programmeeritud enesetappu tegema? See võib tunduda hullumeelne. Kõik teavad enesesäilitamise vaistu ja üldiselt, mis võib olla kehale ja inimesele väärtuslikum kui tema enda elu?
Reklaamvideo:
Elava organismi kõrgeim eesmärk
Humanitaarsest aspektist, see tähendab, et meie inimlik isekus on muidugi kõrgeim väärtus. Kuid nende ridade autor on elukutseline bioloog ja seda isegi meditsiiniharrastajana. Nii et ma pean inimest ka selgroogsete, loomade, imetajatega suguluses olevaks elusolendiks, primaarsete sugukonnast, perekonnast Homo, liigist sapiens. Ja ma tean, et kõigi elusolendite jaoks on asi, mis on palju väärtuslikum kui nende endi elu. See on nende liigi genoom. Kõigi geenide komplekt, mis määrab, mis see olend on, mis olend see on.
Ja see on tõesti oluline asi. Iga liigi genoom on moodustunud kümnete ja sadade miljonite aastate pikkuse evolutsiooni tagajärjel ning kui see ükskord kaduma läheb, kaob liik täielikult, mis tähendab, et kõik need miljonid aastad on möödunud asjata. Kõik elusolendid ja teiega koos olevate vanemate arv saavad oma vanematelt genoomi koopia, kontrollivad selle (koopia) jõudlust selle elu jooksul ja kui see koopia osutub heaks, siis antakse see edasi nende lastele. Keegi teine küsib elu mõtte kohta? Bioloogia seisukohast näeb see välja selline. Sain selle kätte, kasutasin seda vähe ja kui see töötab hästi, siis andsin selle edasi.
Tavaliselt langevad genoomi huvid täielikult kokku tema ajutise vedaja huvidega. Kui olend, kellel pole aega järglasi jätta, sureb, läheb tema genoomi koopia igaveseks kaduma. Kuid mõnikord juhtub väga ebameeldivaid olukordi, kui kandja enda soovid ei kattu genoomi vajadustega. Ja siis näitavad meie geenid meile kohe, kes on maja boss.
Hea näide on õllepärm, mis on bioloogide seas üks lemmik uurimisaineid. (Ma arvan, et selle põhjuseks on imeline kõrvalsaadus, mida nad suudavad toota.) Pärm on üsna primitiivne üherakuline seen ja see võib elada kahel viisil: paljuneda aseksuaalselt või korraldada enda jaoks seksuaalset paljunemist.
Kui nende elus on kõik korras, siis pärm paljuneb, sülitades endalt välja uued rakud, selle täpsed koopiad-kloonid. Protsessi võib korrata mitu korda ja pärmseen elab väga pikka aega, korrutades arvu ja püüdes jäädvustada võimalikult palju ruumi. Selles režiimis on evolutsioon äärmiselt aeglane, kuna varieeruvus on väga väike, keskkonnas on segatud uued ja vanad rakud ning vanu on palju. Üldiselt stagnatsioon.
Siis aga hakkavad tingimused halvenema (näiteks on söödud kõik selles piirkonnas olevad lihtsad toidud). Pärmirakud tunnevad, et Ilmaistarjous on möödas ja "otsustavad" kiirendada omaenese evolutsiooni, saavutades taas võimaluse uute tingimustega kiiresti kohaneda. Selleks kasutatakse kahte asja:
Kehtestatud on kohustuslik seksuaalne taastootmine.
Selleks lepivad pärmirakud kokku, kellest saab poiss ja milline tüdruk, ning korraldavad geenivahetuse.
Ilmub kiire surm.
Pärmirakkude programmeeritud surm, mis puudub aseksuaalse paljunemise mugavamates tingimustes. On ilmselgelt vajalik, et vanad pärmipõlvkonnad saaksid ruumi uuele, mis tuleneb geenide "segamisest".
Ja teate, mis on signaal, mis käivitab pärmirakkude programmeeritud surma? Feromoon - aine, mida ühe soo pärm tajub vastassoost esindajatel. Selle fakti avastamine tekitas pärmiteadlaste rahvamassis palju müra. Siin on õllepärmis selline südantlõhestav lugu armastusest ja surmast.
Ohverdamine on üldine reegel
See tähendab, et niipea kui liik oli vajalik omaenda evolutsiooni kiirendamiseks, ohverdati Tema Majesteedi Geenivaramu nimel üksikute indiviidide huvid. Ja seda reeglit, mis on üksikute inimeste jaoks kurb, saab jälgida igasuguse keerukusega olenditel.
Mõelge üheaastastele, mis surevad kohe, kui nende viljad valmivad. Muide, need ei pruugi üldse olla aastased. Ainult ühe korra aretus. Näiteks elab bambus aastakümneid ja siis õitseb, moodustab seemneid ja siis sureb. Pange tähele, et paar mutatsiooni üheaastase taime geenides võivad muuta selle … mitmeaastaseks. Näiteks Belgia geneetikud said sellega hakkama, töö pälvis publikatsiooni ajakirjas Nature.
Kas arvate, et see kehtib ainult seente ja taimede kohta? Siin on putukad. Muide, evolutsiooni kroon! Küsige ükskõik milliselt selgrootult zooloogilt, kes on lahedam - dipteraanid või mõni kohmakas kiilas ahv? Mairohi ei ela kaua: paarist tunnist kuni paar päevani (sõltuvalt konkreetsest liigist), sest neil pole … suud. Nad ei saa süüa ja nälga surra. Kas igale malendile meeldib see? Ma ei usu. Kas nad on oma liigi genoomiga rahul? Ma olen kindel. Lihtsalt sellepärast, et see on väga edukas, see tähendab laialt levinud ja väga pikaajaline loomaliik. Palju vanemad kui sina ja mina.
Rikastage süsteem, muutke programmi
Kummalisel kombel on olemas suitsidaalsed geneetilised programmid. Kuid me hakkasime neist üldse mitte rääkima, et taas hämmastada elava looduse paigutust. On palju pakilisem küsimus, mis puudutab meid kõiki. Pidage meeles - "me kõik sureme"? Kas meie genoomil pole selle kurva tõsiasjaga midagi pistmist? Kas me pole oma algelistelt esivanematelt pärinud mõnda geneetilist programmi, mille eesmärk on viia meid hauale?
Püüan teile tõestada, et see on nii. Ja me võime seda programmi rikkuda. Sest seda on vaja ainult inimese kui bioloogilise liigi arengu kiirendamiseks. Kuid me ei vaja seda enam, sest tigu evolutsioonitempo asemel on inimesed juba pikka aega liikina kasutanud palju kiiremat ja tõhusamat ellujäämismeetodit - tehnika arengut. See tähendab, et ta ei vaja enam igasuguseid ebameeldivaid evolutsioonilisi tööriistu ja neid saab välja lülitada, hoolimata sellest, kuidas Tema Majesteet Inimgenoos selle vastu protesteeris.
Teisisõnu, on täiesti võimalik esitada küsimus, kas me soovime olla põlvkonnalt põlvkonnale ka edaspidi geenide ajutine hoidla? Bioloogiline masin, järgides pimesi oma genoomi korraldusi? Kas on aeg masina ülestõusuks?
2. osa: kuidas geneetiline programm inimesi hauda viib
Suurim oht inimestele on bioloogiline vananemine, see tähendab keha funktsioonide aeglane nõrgenemine, mis suurendab vääramatult surma tõenäosust. On põhjust arvata, et vananemine on geneetilise programmi tulemus.
Kogu inimkonna ja inimese suursugususes pole sina ega mina midagi muud kui bioloogilised masinad. Meie vanemad laadisid meile programmi - meie elu, genoomi - tegelikult selle programmi täitmise. Mis see on? Fakt, et peame arenema embrüo kujul, sündima, suureks saama ja kui geenivaramu allalaaditud koopia oli meis edukas, siis kandke see koopia üle oma lastele. Kuid programm sellega ei lõpe. Sest selles on ka viimane etapp - järgmise põlvkonna jaoks on vaja koopas koht vabastada, teisisõnu surra.
Kui kõik on programmi esimeste etappidega nõus, siis millegipärast ei meeldi neile mõelda viimase osa peale. Ja mitte ainult tavalised inimesed, vaid ka kutselised teadlased. Võib-olla on see sellepärast, et enamik biolooge on elust ja selle kõikidest ilmingutest väga kiindunud. Tegelikult sellepärast said meist bioloogid. Meie jaoks on alati palju huvitavam uurida, kust miski pärit on, kui hiljem, kuhu see läheb, kuidas see hävitatakse.
Sellega seoses on valkude uurimise ajalugu väga õpetlik (nende teine nimi on valgud, see on täpselt see, mis on meie geenides kodeeritud, mis on kõige olulisem osa mis tahes elusüsteemis). Rakkude valkude sünteesi protsessi hakati tähelepanelikult uurima juba 50ndatel ja saadi väga kiiresti aru, kuidas see juhtub. Alates 70ndatest on kõikides õpikutes kirjeldatud vastavat mehhanismi, mis töötab suurepäraselt ja kogu aeg toodetakse kõiki vajalikke valke. Küsimus: kuhu nad siis lähevad? Nad ei ela igavesti. Rakk lõhkeks kogu aeg sünteesitud valkude hulgast. Kuid mingil põhjusel ei ole bioloogid kuidagi "selle teemaga eriti vaeva näinud". Ja unustas suure ja keeruka valkude lagundamise süsteemi. See võtab enda alla enam kui 10% kõigist meie geenidest ja see määrab täpselt, kui kaua konkreetne valk peaks elama,sõltuvalt selle funktsioonist. Mõni neist elab vaid mõni tund, teised jäävad puuri aastaid. Nad hakkasid sellest pesema alles 80-ndate lõpus ja valkude sihipärase hävitamise süsteemi leidmise eest anti Nobeli preemia.
Rikutage programmi
Kas sarnane lugu ei juhtunud organismi programmeeritud surmaga? Võib-olla ei tahtnud bioloogid sellele lihtsalt mõelda? Ja asjata! Sest kui ka meie surm on programmeeritud, nagu meie sünd, siis annab see meile tohutu võimaluse elada paremini ja kauem. Fakt on see, et bioloogia koos kõigi saavutustega on üsna noor teadus. Me teame endiselt üsna täpselt, kuidas elusloodus on korraldatud, ega tea endiselt, kuidas luua mitmesuguseid uusi bioloogilisi süsteeme, mis võiksid meile kasulikud olla oma elu pikendamiseks. Kuid kui meie surm juhtub programmi tegevuse tõttu, pole vaja midagi üles ehitada. Vastupidi, on vaja murda. Katkestage selle programmi viimane etapp, mis on meile saatuslik. Pealegi on isegi võimalik seda täielikult mitte lõhkuda (see võib olla ohtlik ja tõenäoliselt on see ikkagi võimatu),on üsna lihtne seda kuidagi segada, sisestada see mehhanism keppide ratastesse. Kõigile biotehnoloogia ja bioloogia noortele teame kuidagi juba kuidas murda. Ja siis töötab mehhanism halvemini, mis tähendab, et me elame kauem.
Ja veel, kas inimkehas on sarnane programmeeritud enesetappude mehhanism? Võib-olla teadlased jätsid selle kuidagi kahe silma vahele, lihtsalt sellepärast, et seda pole olemas, ja mitte sellepärast, et nad ei tahtnud otsida? Kogu oma austusega oma kolleegide vastu ma ei arva. Ja siis ma üritan tõestada, kuidas sellises tühises teaduses nagu bioloogia on üldiselt võimalik, et jah, see programm on meil olemas. Ja võite selle vastu võitlema hakata. Kuid selleks, et teada saada, milles see seisneb, peate selle artiklite sarja lõpuni läbi lugema.
Noh, millisest programmist saame rääkida? Võimalusi on mitu ja alustame kõige lihtsamast. Seal on väga vastik ja surmav asi nagu sepsis. Tavaliselt juhtub see siis, kui veri nakatub bakteritega. See tähendab, et kui verre satub suur arv mikroobid, on see väga ohtlik. Inimese temperatuur tõuseb järsult, areneb nn süsteemne põletik ja tõenäoliselt lõpeb protsess kõige kurvemal viisil - patsient sureb. Muide, see toimib ka teistele loomadele - rottidele, hiirtele ja muudele loomadele.
Miks see juhtub? Näib, et kõik on selge. Bakterid hakkasid veres paljunema, immuunsüsteem ei saa nendega hakkama ja nad "söövad" inimese keha seestpoolt. Ja mis võib imestada, et meile see sirgjooneline ja arusaadav seletus ei sobi?
Surmav immuunsus
Kuid siin on probleem. Mingil hetkel selgus, et sama efekti saab (muidugi mitte inimestel, vaid rottidega tehtud katses), kui verre tuuakse surnud (!) Baktereid. Nad ei saa midagi paljundada ega "süüa". Ja sümptomid on samad - palavik ja põletik ning selle tagajärjel surm mitme organi puudulikkuse tagajärjel. Aha! - ütlesid huvitatud teadlased, - see tähendab, et bakterid pole iseenesest kohutavad, vaid kuna nad sisaldavad mõnda inimestele (või hiirtele) väga mürgist ainet! See põhjustab ka septilist šokki. Nad hakkasid aru saama ja isoleerisid sellist ainet bakteritest või õigemini nende kestadest. Kui see puhastatakse ja viiakse looma verre, sureb ka õnnetu olend septilisse šokki. Mis see aine on? Milline kohutav bakterimürkmida hakati kohe nimetama endotoksiiniks - see tähendab bakterite sisemürgiks?
Selgus, et see on lihtne polümeer, mis koosneb suhkrute ja lipiidide jääkidest - lipopolüsahhariid (ingliskeelne lühend - LPS). Oma keemilises olemuses on aine täiesti kahjutu, see on lihtsalt ehitusmaterjal, mis moodustab bakterite rakuseina. Kuidas saab LPS olla imetajatele mürgine? Nad hakkasid rohkem aru saama ja said teada, et imetajatel on spetsiaalsed valgud - LPS-retseptorid, mis jälgivad pidevalt vere esinemist selle aine ilmnemise osas. Ja kui nad tuvastavad teatud hulga LPS-i, vallandavad nad kohutava bioloogiliste reaktsioonide kaskaadi, mida me nimetame septiliselt šokiks. Kui teeme mutantse hiire, millel on selle retseptori geen katki, siis sellise GMO-hiire jaoks on LPS-i kõige surmavam annus täiesti kahjutu.
Tema keha lihtsalt ei märka "endotoksiini" ja elab edasi õnnelikult edasi. Võite selle suitsidaalse programmi muul viisil rikkuda. Imeline põletikuline kaskaad vastusena LPS-le on osa keha immuunsussüsteemist. Me teame selliseid aineid nagu kortikosteroidid nagu deksametasoon, mis on immuunsussüsteemi pärssimiseks head. Järelikult, kui LPS süstitakse hiiresse koos deksametosooniga, siis loomulikult tuvastavad ja edastavad hiire LPS-i retseptorid immuunsüsteemile signaali “ülespoole”. Kuid see ei too midagi kohutavat, sest see keelatakse. Ja hiir jääb ellu.
Üldiselt, kui jätame kõik need kohutavad detailid välja, on järeldus järgmine: surm septilisest šokist toimub spetsiaalse suitsidaalse programmi töö tulemusel. Keha tapab ennast, kui ta leiab enda seest piisavalt suure hulga patogeenseid baktereid. Nüüdseks on selle programmi kohta palju teada: kuidas see käivitub, milliseid immuunsussüsteemi osi see aktiveerib, kuidas ja millal protsess siseneb pöördumatusse faasi.
Ülejäänu ohverdamine
Tekib mõistlik küsimus, mida bioloogid väga ei armasta: miks? Miks imetajatel oli see surmav süsteem? Eraldi organism seda kindlasti ei vaja. Ilma septilise šokisüsteemita oleks tal vähemalt mingi võimalus infektsioon "purustada" ja ellu jääda. Kuid loodus ei anna seda võimalust, lõpetades õnnetu ja isegi siis, kui teda nakatanud bakterid on juba surnud. Miks?
Sellele küsimusele ei saa muidugi täpset vastust anda, sest evolutsiooniteed on vaieldamatud … noh, või see, kes selle sinna suunab. Kuid tegelikult tundub see kogu lugu väga mõistlik ja praktiline. Tõsi, mitte üksikisiku kui looduse krooni vaatepunktist, vaid Tema Majesteedi Homo sapiens'i genoomi vaatevinklist.
Primitiivsetel aegadel, mis evolutsioonistandardite järgi olid alles mõni sekund tagasi, oli nakatunud indiviid ülejäänud liikidele äärmiselt ohtlik. Kuna ta võib nakkuse neile edastada, nakatada kogu populatsiooni ja … mis siis saab, kui see on selle liigi viimane populatsioon? Siis ta (liik) kaob ja koos sellega ka tema genoom. Mis veelgi hullem, isegi kui haigus pole surmav, on see siiski väga ohtlik. Fakt on see, et algstaadiumis võitleb keha infektsiooniga, sünteesides väga mürgiseid aineid - vabu radikaale (ma räägin neist ühes järgmistest veergudest).
Need ained on mutageensed. Ja kui nakkus oli raske, sünteesitakse palju radikaale ja see on juba otsene oht, et genoomis on liiga palju mutatsioone. Noh, kuidas jääb haige inimene ellu ja sünnitab koos kõigi selle mutatsioonidega arusaamatu genoomiga lapsi? Ohtlik! Liigi ja, mis kõige tähtsam, selle genoomi seisukohast on palju eelistatum, kui nakatunud isend ei jookse kuhugi, asub vaikselt lähima põõsa all ja … sureb sugulasi nakatamata ega osale enam taastootmises. See on septilise šoki programmi eesmärk.
Kuid kaasaegses maailmas ei vaja inimene sellist programmi üldse. Sest meil on antiseptikumid ja antibiootikumid.
Ja umbes vanadusest
Noh, noh, ülbe lugeja, kes on nendele joontele vastu pidanud, ütleb, ütleme, et sepsis on programm. Kuid õnneks pole septiline šokk kaugeltki inimeste peamine surmapõhjus. On ka teisi, mis on palju tavalisemad. Ja mis on neil pistmist programmide, genoomide ja bioloogiliste masinate ülestõusuga?
Vastus on: kas teate, mis on surma kõige levinum põhjus? Kas ähvardate 100% üle 20-aastastest inimestest? See on bioloogiline vananemine! See tähendab keha funktsioonide aeglast ja järjepidevat nõrgenemist vanusega, suurendades vääramatult surma tõenäosust. Niisiis kuulub autor nende bioloogide hulka, kes usuvad, et meil on põhjust pidada vananemist sellise geneetilise programmi tegevuse tulemusel. Ja meie bioseeria järgmises numbris proovin teile esitada tõendid selle julge hüpoteesi kohta ja alasti evolutsioonimeistrid aitavad mind selles.
