Zinātnieki panāca, ka dzīvība darbojas pēc astoņu burtu ģenētiskā koda

„Pagaidiet, DNS taču ir četri burti?“ – šāds jautājums dabiski rodas, izdzirdot par ģenētisko kodu, kurā to ir nevis četri, bet astoņi. Skolā daudzi iemācījās vienkāršu likumu: dzīvības instrukcija ir pierakstīta ar burtiem A, T, C un G. No tiem ir veidotas mūsu šūnu, augu, baktēriju un daudzu citu Zemes organismu darbības shēmas.

Tomēr zinātniekiem izdevās izveidot sistēmu, kurā informāciju var saglabāt un nodot, izmantojot astoņu burtu ģenētisko kodu. Tas izklausās kā fantastikas filmas sākums, taču svarīgākais šeit nav doma par pēkšņi parādīšanos „citādiem“ cilvēkiem. Daudz interesantāk ir tas, ka ierastās dzīvības alfabēta robežas, kas šķita gandrīz nemainīgas, var paplašināt laboratorijā.

Šāds atklājums liek citādi paraudzīties uz ļoti ikdienišķi skanošo vārdu „kods“. Tālrunim ir vajadzīgas saprotamas komandas, slēdzenei – piemērota atslēga, bet šūnai ir nepieciešama precīza informācija, lai tā varētu veikt savu darbu. Ja burtu ir vairāk, rodas arī vairāk iespējamo kombināciju un informācijas ceļu.

Četri burti nebija vienīgais iespējamais ceļš

Dabiskajā DNS parasti darbojas četras bāzes, kuras bieži vienkārši dēvē par ģenētiskā koda burtiem. To izvietojums nosaka, kādu informāciju šūna nolasīs un kādus olbaltumus tā spēs ražot. Tas atgādina īsu alfabētu, no kura tomēr var uzrakstīt neticami daudz dažādu teikumu.

Astoņu burtu sistēma nenozīmē, ka visa mums pazīstamā dzīvība tika pārrakstīta. Būtība ir papildu informācijas vienību izveide, kas var darboties līdzās ierastajiem četriem burtiem un ievērot tādu kārtību, lai ģenētiskā informācija nebūtu tikai haotisks zīmju kopums. Nepietiek vienkārši pievienot jaunus simbolus: tiem jābūt atpazīstamiem, pareizi jāsavienojas un jāļauj informāciju nokopēt.

Tieši šeit slēpjas lielākā šāda darba sarežģītība. Cilvēkam šķiet, ka pietiek četriem burtiem pierakstīt vēl četrus, taču šūnu pasaulē katra kļūda var nozīmēt pārtrūkušu procesu. Ģenētiskajam kodam ir ne tikai jāizskatās loģiskam uz papīra – tam jādarbojas kā uzticamai sistēmai.

Interesantākais nav burtu skaits, bet tas, ka kods tika nolasīts

Ģenētiskā informācija nav uzraksts, kas guļ atvilktnē. Tā ir jāizlasa un jāizmanto, citādi burtu virkne būtu tikai ķīmisko savienojumu virkne. Tāpēc ziņa par funkcionējošu astoņu burtu sistēmu ir svarīga tādēļ, ka tā parāda: paplašinātais kods var veikt vismaz daļu funkciju, ko sagaidām no informācijas nesēja.

Ikdienā tas būtu līdzīgi situācijai, kad veca ierīce pēkšņi saprot ne tikai sev ierastās komandas, bet arī pilnīgi jaunas zīmes. Tomēr tā nevar tās interpretēt, kā pagadās – katram jaunajam simbolam ir jābūt savai vietai un nozīmei. Ģenētiskajās sistēmās šī kārtība ir vēl jutīgāka, jo no tās ir atkarīgi turpmākie ķīmiskie procesi.

Tas arī atgādina, ka dzīvība nav tikai noslēpumaina, nemainīga parādība, kuru nav iespējams pētīt. Zinātnieki var sadalīt tās darbības principus, pārbaudīt robežas un radīt jaunus molekulārus risinājumus. Tomēr starp funkcionējošu laboratorijas sistēmu un patstāvīgu jaunu organismu pastāv milzīga atšķirība, ko nevajadzētu palaist gar ausīm.

Zinātnieki panāca, ka dzīvība darbojas pēc astoņu burtu ģenētiskā kodaAttēls: Unsplash / Julia Koblitz

Kam var būt vajadzīgs plašāks dzīvības alfabēts

Vairāk ģenētisko „burtu“ vispirms nozīmē vairāk veidu, kā glabāt un apstrādāt bioloģisko informāciju. Tas var būt noderīgi, veidojot jaunus molekulārus rīkus, pētot slimību mehānismus vai meklējot vielas, kuru ražošanai ar ierasto bioloģisko sistēmu iespējām nepietiek. Citiem vārdiem sakot, zinātne cenšas nevis mainīt dabu pārmaiņu dēļ, bet iegūt lielāku precizitāti un plašākas izvēles iespējas.

Cilvēkam, kurš audzina bērnus, rūpējas par slimu tuvinieku vai vienkārši seko zinātnes jaunumiem, šādas tēmas dažkārt šķiet ļoti tālas. Tomēr daudzas lietas, kas šodien šķiet ierastas – sākot ar laboratoriskajiem izmeklējumiem un beidzot ar daļu medicīnisko līdzekļu, – sākās ar pirmajā brīdī abstraktiem eksperimentiem ar molekulām. Ceļš no atklājuma līdz praktiskai izmantošanai bieži ir ilgs, taču tas sākas tieši ar jautājumu: vai tas vispār ir iespējams?

Vecākiem cilvēkiem šāds jaunums var atgādināt laikus, kad pati doma par cilvēka genoma nolasīšanu šķita neticama. Jaunākiem cilvēkiem tas, iespējams, izklausās kā solījums, ka bioloģija jau sen vairs nav tikai mācību grāmatas attēli. Abos gadījumos ir vērts saglabāt zinātkāri, bet neļauties skaļām interpretācijām par ātru „mākslīgās dzīvības“ rašanos.

Zinātkārei nevajadzētu pārvērsties ne bailēs, ne tukšā solījumā

Šādas ziņas viegli izraisa divas galējas reakcijas. Vieni uzreiz iztēlojas, ka zinātnieki tūlīt sāks radīt neparedzamas dzīvības formas, bet citi cer, ka katrs laboratorijas atklājums drīzumā izārstēs visas slimības. Abas reakcijas ir saprotamas, jo runa ir par pašiem dzīvības pamatiem, tomēr realitāte parasti ir lēnāka un sarežģītāka.

Zinātnieku pusē ir ilgs pārbaudes darbs: jānoskaidro, vai sistēma ir stabila, vai tā darbojas atkārtoti, kādas ir tās robežas un kādi drošības noteikumi jāievēro. Sabiedrības pusē ir tiesības jautāt, kam šādi pētījumi ir vajadzīgi un kā to iespējas tiks izmantotas atbildīgi. Tā nav neuzticēšanās zinātnei – tā ir normāla reakcija, kad tehnoloģijas tuvojas lietām, kas skar ikvienu.

Labākais veids, kā neapjukt skaļo virsrakstu vidū, ir nošķirt atklājumu no solījuma. Ja dzirdam par jaunu ģenētisko kodu, ir vērts jautāt, kas tieši tika radīts, ko šī sistēma jau spēj paveikt un ko tā vēl nevar. Šāda vienkārša piesardzība ļauj priecāties par zinātnes progresu, bet neļauj maldīties par to, cik tālu tas jau ir ticis.

Astoņi ģenētiskā koda burti nemaina faktu, ka mūsu pasaules dzīvība balstās uz seno četru burtu alfabētu. Tomēr tie parāda ko ļoti būtisku: pat noteikumi, kas šķita mūžīgi, dažkārt izrādās nevis siena, bet durvis. Svarīgākais, tās atverot, ir neaizmirst – zinātnei nepietiek prast radīt jaunu kodu, tai jāprot atbildīgi nolasīt arī tā sekas.