En afsløring af verdens førende kemikeres fejlslagne bestræbelser på
at påvise den præbiotiske dannelse af et molekylært system der kan
udvikle sig til de moderne cellers komplicerede nukleinsyrer.
14. Juni 2003
Madhavendra Puri das
madhavendra@yahoo.com
www.matmero.hu/SDG
Fysikere mener, at efter universets tilblivelse fra "The Big Bang",
var de mest komplicerede materielle konfigurationer brintatomer. Efter
at disse brintatomer fortættedes til stjerner, dannede kærnefusioner
større atomer, indbefattet kulstof, kvælstof, ilt, svovl og fosfor.
Før dannelsen af vort solsystem for 4,5 mia. år siden, forbandt disse
atomer sig til simple molekyler, såsom myresyre, formaldehyd og
glykolaldehyd, hvilke i dag kan observeres i verdensrummet gennem et
spektroskop. (Hollis J. et al Astrophysical Journal, 2000, 540,
L107-L110; Irvine W. Space Science Review, 1999, 90, 203-218; Page
242 of Cronin J, Chang S. .Organic matter in meteorites: molecular and
isotopic analysis of the Murchison meteorite. In The Chemistry of
Life.s Origins, editor J. Greenberg, Kluwer Publishers, 1993).
En yderligere antydning af de typer organiske molekyler som
eksisterede ved jordens dannelse, findes i en type asteroider kaldet
kulstofholdige kondritter, hvilke har vist sig indeholde adskillige
organiske molekyler, herunder aminosyrer, hydroxysyrer,
monokarboxylsyrer, dikarboxylsyrer, aminer, amider, alifatiske
kulbrinter, aromatiske kulbrinter, aldehyder, ketoner og
heterocykliske kvælstoffer. (Sephton M. Nature Product Report, 2002,
19, 292-311; Cooper G, et al. Nature, 2001, 414, 879-882; Cronin J,
Chang S. "Organic matter in meteorites: molecular and isotopic
analysis of the Murchison meteorite." In The Chemistry of Life's
Origins, editor J. Greenberg, Kluwer Publishers, 1993, pages 209-258;
Cronin J. et al. in Meteorites and the early solar system, editor J.
Kerridge, University of Arizona Press, 1988, pages 819-857).
Gnistudladning og UV bestråling af simulerede fortids-atmosfærer
frembringer, i bedste fald, den samme type molekyler.
Der er ikke blevet fundet nogen hverken jordisk eller ikke-jordisk vej
fra disse simple urmolekyler, til RNA eller DNA, trods halvtreds års
intens forskning på verdens førende universiteter.
Dette vil blive detaljeret vist i det kommende. Tilgiv mig for
diskussionens tekniske natur, men det er uundgåeligt. En video med
baggrundsmateriale og nyttige diagrammer kan stilles til rådighed
(madhavendra@yahoo.com).
Bortset fra nukleinsyrer, har ingen haft held med, at under
præbiotiske forhold demonstrere dannelsen af noget molekylært system
der besidder evnen til selv-gentagelse med mutationer, hvilket er
nødvendigt for at igangsætte evolution. De eneste undtagelser til
dette, er uhvælvede proto-celle-samlinger, frembragt ved katalyseret
optagelse af amfifiliske og vandskyende forbindelser. Der er ingen
grund til at tro at disse proto-celle-samlinger skulle blive til noget
andet, end lettere varierede proto-celle-samlinger, hvilket er lysår
fra noget der blot ligner selv de enkleste celler. Der er i sær ingen
grundt til at formode at disse samlinger skulle give ophav til
nukleinsyrer og proteiner, hvilke, da de er dominerende i moderne
organismer, må vise sig før eller siden i evolution.
Dette antyder at jordiske organismer blev designet, hvilket giver
ophav til det interessante spørgsmål "Hvem var designeren?" Det er
rimeligt at antage at dennes natur er mindst lige så kompleks som vor
egen, hvilket fører til det næste spørgsmål "Hvem skabte designeren?"
Hvis jordiske organismer er for indviklede til at kunne opstå uden
tilsigtet design, må det samme gælde for skaberen. Øjensynlig fører
skabelseshypotesen således til en uendelig række af tilbagegående
skabere. Der er dog en anden mulighed, nemlig en oprindelig skaber,
der ikke består af indviklede systemer af bevidstløse enheder såsom
molekyler, atomer og subatomare partikler, og som således ikke kræver
en skaber. Jeg vil senere påvise at et sådant væsen kan eksistere,
samt en metode gennem hvilken man sætte sig i forbindelse med denne
skaber.
Ateister udfordrer ofte teister med spørgsmålet "Hvem skabte Gud?"
Hvis Gud ikke er sammensat af livløse bestanddele, betyder dette
spørgsmål i virkeligheden "Hvorfra kom Gud?" Dette spørgsmål ligner
teisternes udfordring til ateisterne "Hvad gav ophav til den
oprindelige singularitet og de kræfter som forårsagede at den
eksploderede som 'the Big Bang'?" Da begge disse spørgsmål vedrører
emner langt hinsides vor nuværende forståelse af fysiske love, kan vi
for nærvæernde ikke besvare dem.
Men spørgsmålet "Findes der, efter 'the Big Bang', en vej til
selvreproducerende molekyler der har evnen til at starte evolution?"
kan, og er igennem de sidste halvtreds år i detaljer blevet udforsket
på verdens førende universiteter.
RNA drømmeverdenen
RNA er en kæde af beta-D-ribo-furanosyl-nukleider, som hver især
består af fosfat, sukkeret ribose og en af fire nukleobaser: adenin,
guanin, cytosin og uracil. De første to nukleobaser kaldes
purin-nukleobaser, og de andre to kaldes pyrimidin-nukleobaser. DNA
har samme opbygning, med den undtagelse at sukkertypen deoxy-ribose
erstatter ribose. Eftersom begge disse typer sukker har fem
kulstofatomer, kaldes de pentoser. Den eneste forskel mellem dem er,
at ribose har en hydroxylgruppe knyttet til det 2. kulstof atom,
hvilket deoxyribose ikke har. Vi bruger kun udtrykket "nukleinsyre"
for RNA og DNA; hvis nogen sukkertyper, ud over deoxyribose eller
ribose er til stede, kalder vi det "nukleinsyre-analog". (Page 69 of
Joyce G, Orgel L. in The RNA World, Second Edition, 1999, editor R.
Gesteland, New York: Cold Spring Harbor Lab). Eftersom der findes
rapporter der beskriver en potentiel præbiotisk (fire mia. år eller
ældre) syntese af ribose (se neden under) vil vor behandling af
nukleinsyrer koncentrere sig om RNA. Ribosens pyranosyl-form har alle
fem kulstof atomer i pyranose ringen, hvorimod ribosens furanosyl form
har det 5. kulstofatom under furanose ringen. Når vi siger RNA
henviser vi til ribose i dens furanlosyl form. Pyranosyl formen af RNA
kaldes p-RNA. Beta betyder at grundkernen er under furanose ringen.
L-ribose betyder at hydroxylerne på det 2. og 3. kulstof atom er under
furanose ringen, hvorimod hydroxylerne er over furanose ringen i
D-ribose. Når vi bruger udtrykket "nukleotid" uden andre bestemmende
tillægsord, forstås herved en beta-D-ribo-furanosyl-nukleotid. En
nukleotid uden fosfat kaldes en nukleosid.
Ikke-kemikere, i sær biologer "drømmer" ofte (Page 50 of Joyce G,
Orgel L. in The RNA World, Second Edition, 1999, editor R. Gesteland,
New York: Cold Spring Harbor Lab) at der for fire mia. år siden
fandtes vandsamlinger der indeholdt nukleotide-koncentrationer, store
nok til at påbegynde evolution og holde den gående. Kemikere på
verdens førende universiteter, der har brugt årtier på at studere
dannelsen af nukleinsyrer under de forhold man mener eksisterede for
fire mia. år siden, får denne drøm til at briste. Professor Stanley
Miller blev i 1953 verdensberømt, som den første der udførte
gnist-udladnings eksperimentet, til abiotisk dannelse af aminosyrer og
andre organiske forbindelser; han har arbejdet uafbrudt på dette felt
i halvtreds år.
Professor Miller og hans kolleger på University of California, San
Diego skrev, at man aldrig har kunnet demonstrere nogen sandsynlige
processer for dannelse af nukleotider og nukleosider for fire mia. år
siden. (Page 3868 of Nelson K, Levy M, Miller S. Proceedings of
the National Academy of Sciences USA, 2000, 97, 3868.3871).
Vedrørende dannelse af nukleinsyrer for fire millioner år siden, skrev
professor Robert Shapiro fra New York: "Det ville kræve mange skridt,
der hver især kræver forskellige betingelser, og således forskellige
geologiske beliggenheder. De kemikalier der kræves for ét skridt kan
være ødelæggende for andre. Udbyttet er ringe, og man får mange
uønskede produkter, der udgør størstedelen af blandingen. Det ville
være nødvendigt at påkalde indbildte processer for at koncentrere de
vigtige stoffer og eliminere urenhederne. Det samlede forløb ville
drage vor troværdighed i tvivl, uanset hvilken tidsramme man ville
afsatte for processen." (Page 186 of Shapiro R. Origins: a
Skeptic.s Guide to the Creation of Life on Earth, 1986, New York:
Summit Books). Professor Shapiro har konsekvent fastholdt sit
standpunkt i en serie publikationer i videnskabelige journaler.
(Shapiro R. Origins of Life and Evolution of the Biosphere, 1995,
25, 83-95; Shapiro R. Proceedings of the National Academy of
Sciences USA, 1999, 96, 4396-4401; Shapiro R. IUBMB Life, 2000,
49, 173-176; Shapiro R. Origins of Life and Evolution of the
Biosphere, 2002, 32, 275-278). Han skrev i et brev til mig, i maj
2003, at der ikke er nogen grund til at tro at der eksisterede
nukleotider for fire mia. år siden.
Han skriver desuden at populære fremstillinger og biologibøger på
mange niveauer, endda op til universitetsniveau, ofte kommer med
vildledende påstande om at nukleotider, i de for evolution påkrævede
koncentrationer, hyppigt stod til rådighed for fire mia. år siden. Han
kaldte sådanne påstande for "mytologi". (Shapiro R. Origins: a
Skeptic.s Guide to the Creation of Life on Earth, 1986, New
York: Summit Books).
En anden kemiprofessor som har afsløret denne mytologi er Professor
Bruno Vollmert fra Karlsruhe Universitetet i Tyskland. (Das Molekül
und das Leben, 1985, Hamburg: Rowohlt). Professor Leslie Orgel fra
Salk Instituttet og Professor Gerald Joyce fra Scripps Instituttet er
internationalt anerkendte som førende eksperter på dette område,
indenfor hvilket de har forsket i årtier. De har skrevet at bindingen
af purin-nukleobaser til ribose "i forholdsvis lave mængder" samt
bindingen af pyrimidin-nukleobaser til ribose "i rimelige mængder"
ikke er blevet opnået. (Page 68 of Joyce G, Orgel L. in The RNA
World, Second Edition, 1999, editor R. Gesteland, New York: Cold
Spring Harbor Lab).
Oligomerisation (sammenbinding) af nukleotider med henblik på dannelse
af nukleinsyrer, er problematisk i et vandigt miljø. I 1960'erne
udførte Professor Orgel og hans medarbejdere talrige forsøg på dette.
De skrev at nukleotide-oligomerisation katalyseres af det
vandopløselige kondenserende middel
1-etyl-3-(3-(dimetyl-amino)-propyl)-carbodimid hydroklorid, men dette
kondenserende middel var ikke tilgængeligt i præbiotisk tid. (Weimann
B, Lohrmann R, Orgel L, Schneider-Bernloehr H, Sulston J.
Science, 1968, 161, 387). Dette kan bekræftes ved at anskue
syntetiseringsprocessen for dette kondenseringsmiddel, som beskrevet i
kemi-lærebøger, så som side 972 i Professor Jerald March's Advanced
Organic Chemistry, 4. udgave, 1992, New York: John Wiley.
Orgel og hans kolleger skrev: Vi har efterstræbt de samme reaktioner
ved at bruge "præbiotiske" kondenseringsmidler, men uden held.
(Weimann B, Lohrmann R, Orgel L, Schneider-Bernloehr H,
Sulston J. Science, 1968, 161, 387). De noterede sig:
Adenosin-trifosfat danner en stabil spiral sammen med polyuridylisk
syre, men gennemgår derefter hydrolyse uden at danne mærkbare mængder
af oligo-nukleotider. (Weimann B, Lohrmann R, Orgel L,
Schneider-Bernloehr H, Sulston J. Science, 1968, 161, 387). Denne
observation af nukleoside trifosfaters manglende evne til at
oligomerisere i vandopløsninger, anføres endnu tredive år senere (Page
4330 of Prabahar K, Ferris J. Journal of the American Chemical
Society, 1997, 119, 4330-4337), og dette understøttes også af nyere
studier. I tilstedeværelse af selv små mængder vand, er
oligomerisations-hastigheden hos nukleoside 5'-trifosfater meget
lavere end RNA'ets spontane hydrolysehastighed. (Professor Bruno
Vollmert, University of Karlsruhe, Germany, Das Molekül und das
Leben, 1985, Hamburg: Rowohlt; Professor Robert Shapiro, New York
University, Personal Communication, April 2003; Professor Ronald
Breaker, Yale University, Personal Communication, April 2003;
Professor Gerald Joyce, May 2003, Personal Communication).
Aminer bundne til polyfosfater øger nukleotidernes
oligomerisations-rate, men denne binding forekommer kun i fraværelse
af vand (Lohrmann R. Journal of Molecular Evolution, 1977, 10,
137-154) eller i nærværelse af kondenserende midler, hvilke ikke var
tilgængelige for fire mia. år siden. En offentliggjort fremgangsmåde
til binding af forbindelsen 1-metyladenin til en nukleotid, involverer
f. eks. kondenseringsmidlet
1-etyl-3-(3-(dimetyl-amino)-propyl)-carbodimid hydroklorid, hvilket,
som ovenfor nævnt, ikke var tilgængeligt i præbiotisk tid. Den
offentliggjorte fremgangsmåde er som følger: En blanding af 5.-NMP-H2O
(fri syre) (0.33 mmol) og 1-metyladenin (0.049g, 0.33 mmol) blev
opløst i vand (2 ml) og opløsningens pH værdi justeredes til 5.
1-Etyl-3-(3-(dimetylamino)-propyl)-carbodimid hydroklorid (EDAC)
(0.191g, 1 mmol) blev tilsat reaktionsblandingen ved omrøring.
Yderligere to dele EDAC (2 x 0.0636g, 2 x 0.33 mmol) blev tilføjet med
1 times intervaller, og reaktionen tillodes fortsætte i 4 timer. Under
reaktionen blev EDAC'en hydrolyseret til dets tilsvarende urinstof,
hvilket fjernedes fra den aktiverede nukleotid ved at hælde
reaktionsblandingen igennem en DOWEX 50 W-X8 kations-ombytter-søjle og
fortynde med vand (150 ml). (Page 4331 of Prabahar K, Ferris J.
Journal of the American Chemical Society, 1997, 119, 4330-4337).
En offentliggjort fremgangsmåde for at binde imidazoler til
nukleotider (Page 281 of Joyce G, Inoue T, Orgel L. Journal of
Molecular Biology, 1984, 176, 279-306) involverer at de opløses i
dimetylformamid og dimetylsulfoxid, samt anvendelsen af
2,2.-dipyridyldisulfid og trifenylfosfin som kondenseringsmidler.
Dette scenarios præbiotiske usandsynlighed konstateres direkte af
forfatterne selv (Page 304 of Joyce G, Inoue T, Orgel L.
Journal of Molecular Biology, 1984, 176, 279-306). Denne rapport fra
1984 anføres stadig som standardforløbet til binding af imidazoler til
nukleotider. (see, for example, page 312 of Ferris J. Origins of Life
and Evolution of the Biosphere, 2002, 32, 311-332). Professorerne
Orgel og Schwartz skrev: "I foregående forsøg på skabelon-orienteret
syntese, blev specifikke aktiverede nukleoside 5.-fosfater
sædvanligvis brugt som substrat, og man søgte 3.,5.-forbundne
oligonukleotider som produkter. Det er imidlertid usandsynligt at rene
substrater af denne slags, f eks 2-MeImp G, kunne have ophobet sig på
den primitive jord." (Schwartz A, Orgel, L. Science, 1985, 228,
585-587). 2-MeImpG er en nukleotid med 2- metylimidasol bundet til
dens 5. fosfat. Endvidere udtalte Professor Ferris at imidasoler i
betydelige mængder formentlig ikke var tilgængelige på den præbiotiske
jord.(Page 4332 of Prabahar K, Ferris J. Journal of the American
Chemical Society, 1997, 119, 4330-4337).
"Jeg anser forekomsten af 5.-fosforimidasoler for at være usandsynlig
i præbiotisk tid. Som jeg ser det, stiller disse en model til rådighed
der er åben for eksperimenter. Muligvis var 5.-polyfosfater en mere
plausibel aktiveringsform i præbiotisk tid, men uheldigvis er de så
ureaktive at de er vanskelige at studere i laboratoriet." (Professor
Gerald Joyce, January 2003, Personal Communication). De fleste
eksperimenter som er blevet offentliggjorte i litteraturen vedrørende
oligomerisation af nukleotider, involverer imidazoler bundne til
nukleotiderne. (see, for example, Ferris J. Origins of Life and
Evolution of the Biosphere, 2002, 32, 311-332; Kanavarioti A, Monnard
P, Deamer D. Astrobiology, 2001, 1, 271-281; Ferris J. et al. Nature,
1996, 381, 59-61).
En offentliggjort fremgangsmåde til at knytte forbindelsen
2-metyladenin til en nukleotid involverer de organiske
opløsningsmidler dimetylformamid og dimetylsulfoxid, samt
kondenseringsmidlerne 2,2.-dipyridyldisulfid og trifenylfosfin: "En
blandning af 5.-NMP-H2O (fri syre, 0,5mmol) og heterocyklisk base 3
(2-metyladenin, 0,5mmol) blev opløst i DMF (dimetylformamid, 10ml) og
DMSO (dimetylsulfoxid, 5ml) i en flaske. Opløsningsmidlerne
fordampedes til 2ml under sænket tryk for at fjerne H2O. Fordampningen
blev gentaget to gange med DMF (2 x 10ml). Destillationsresten blev
opløst i DMF (10ml) og afkølet til -15 grader C i en is-salt blanding.
Trietylamin (2ml) blev tilsat reaktionsblandingen ved omrøring,
efterfulgt af en opløsning af 2,2.-dipyridyldisulfid (0,333g,
1,5mmol) og trifenylfosfin (0,393g, 1,5mmol) i DMF (5ml). Omrøringen
fortsatte i 4h… (Page 4331 of Prabahar K, Ferris J. Journal of
the American Chemical Society, 1997, 119, 4330-4337). Som ovenfor
omtalt, var dette forløb, der involverer dimetylformamid og
dimetylsulfoxid, samt kondenseringsmidlerne 2,2.-dipyridyldisulfid og
trifenylfosfin, ikke sandsynligt i præbiotisk tid.
Professorerne Kanavarioti, Monnard og Deamer brugte en eutektisk
(iskold) koncentration til sammenbinding af nukleotider for at forme
RNA, men de brugte også imidasoler der var bundne til nukleotiderne.
(Kanavarioti A, Monnard P, Deamer D. Astrobiology, 2001, 1,
271-281). Som svar på mit spørgsmål, skrev Professor Kanavarioti i
april 2003, at uden imidasol, kan sammenbinding af nukleotider ikke
forventes.
Mineraler har vist sig forstærke nukleotide-oligomerisation, men i
alle sådanne tilfælde var aminer bundne til nukleotiderne. (see, for
example, Ferris J. Origins of Life and Evolution of the Biosphere,
2002, 32, 311-332; Prabahar K, Ferris J. Journal of the American
Chemical Society, 1997, 119, 4330-4337; Ferris J. et al. Nature,
1996, 381, 59-61).
Professorerne Orgel og Joyce konkluderede at den serie af reaktioner,
som for fire mia. år siden var nødvendige for at danne selv korte
nukleinsyrer (kaldet oligonukleotider) "må have været noget nær et
mirakel". (Page 68 of Joyce G, Orgel L. in The RNA World, Second
Edition, 1999, editor R. esteland, New York: Cold Spring Harbor Lab).
Professor Orgel bekræftede dette i en senere rapport (Orgel L.
Science, 2000, 290, 1306-1307).
Professor Gustaf Arrhenius fra University of California, San Diego og
hans kolleger skrev: "Det er for nærværende ukendt hvordan et så
kompliceret molekyle som selv en enkelt nukleotid har kunnet opstå i
en livløs verden, og uden en åbenbar autokatalytisk og selektiv
drivende kraft". (Arrhenius G, Sales B, Mojzsis S, Lee T. Journal
of Theoretical Biology 1997, 187, 503-522). Professor Arrhenius
har i et brev til mig i april 2003 bekræftet dette. I overensstemmelse
hermed, har man aldrig kunnet påvise nukleosider eller nukleotider,
hverken i gnist-eksperimenter, meteoritter, kometer eller i det
interstellare verdensrum. (Sephton M. Nature Product Report, 2002, 19,
292-311; Cronin J, Chang S. in The Chemistry of Life.s Origins,
editor J. Greenberg, Kluwer Publishers, 1993, pages 209-258;
Shapiro R. Origins: A Skeptic.s Guide to the Creation of Life on
Earth, 1986, New York: Summit Books).
Professor Joyce skrev i en nylig udgivelse: "Hvis RNA'ets byggesten
var tilgængelige i præbiotisk tid, hvis disse forbandt sig til
polynukleotider, og hvis nogle af polynukleotiderne begyndte at
selvreproducere, kunne RNA verdenen have opstået som jordens første
livsform. Men baseret på eksisterende viden om præbiotisk kemi, kan
dette næppe have været tilfældet." (Page 215 of Joyce G. Nature, 2002,
418, 214-221).
En vigtig pointe er, at de påkrævede betingelser for dannelse af
nukleotider, også må have frembragt en meget større mængde af
forskellige nukleotide-analoger. Oligomerisation af nukleotiderne og
deres analoger ville have resulteret i en kombinatorisk blanding af
2',5'-, 3',5'- og 5',5'-fosfodiester bindinger, et variabelt antal
fosfater mellem sukkertyperne, D- og L- stereoisomerer af
sukkertyperne, alfa- og beta-anomerer på den glykosidiske binding, og
blandede modifikationer af sukkertyperne, fosfaterne og baserne. Det
er vanskeligt at danne sig et klart billede af en mekanisme til
selvreproduktion, som enten ville være upartisk over for disse
sammensætningsmæssige forskelle, eller som ville behandle dem som
sekvens-information i bredere forstand og bevare dem som arvelige
træk. (Page 215 of Joyce G. Nature, 2002, 418, 214-221). Denne
kombination af forskellige sukkertyper kan føre til uregelmæssigheder
i nukleinsyrernes rygrad, og nogle sukkertyper kan endda afbryde
kædevæksten: "Vore resultater lader formode at de aktiverede
arabinosyl-nukleotider, fordi deres cyklisation er betydeligt
langsommere end deres hydrolyser, kunne have reageret ved at skyde
oligoribonukleotide kæder og fungeret som kædeafbrydere.
Fortalere af RNA som det første informationsmæssige makromolekyle må
forklare hvorfor arabinosyl-nukleosider forekom langt mindre hyppigt
end ribonukleotiderne i den præbiotiske suppe, eller hvorfor de blev
udelukket fra enderne for at skyde oligonukleotide kæder. (Page 359
of Harada and Orgel, Journal of Molecular Evolution, 1991, 32,
358-359). En af de mest effektive kæde-afbrydere er L-ribose. I løbet
af processen for nukleotide-oligomerisation til dannelse af
nukleinsyrer, er det gentagne gange blevet observeret at, når den 5.
ende af en nukleotid, der indeholder L-ribose, forbinder sig med den
3. ende af en nukleotid-kæde, kan yderligere tilføjelser af
nukleotider til den 3. ende af kæden ikke forekomme. Med andre ord
afbryder L-ribose kædevæksten. For eksempel, en vandig opløsning der
indeholder D-enantiomer'en af guanosin-5.-fosforo-2-metylimidasol
danner oligonukleotider i længder op til 30 enheder i nærværelse af en
poly (D-C) skabelon, men en racemisk (m.a.o. lige mængder L og D
enantiomerer) blanding af disse mononukleotider danner kun små mængder
dimer'er og trimer'er." (Joyce et al Proceedings of the National
Academy of Sciences USA, 1987, 84, 4398-4402; Joyce et al Nature,
1984, 310, 602-604). På trods af at disse to rapporter næsten er to
årtier gamle, anføres de stadig som udtømmende og afgørende studier af
emnet.
Betænk den følgende rapport fra 1999: "Effekten af
L-guanosin5.-fosforo-2-metylimidasol (L-2-MeImpG) på den
ikke-enzymatiske oligomerisation af D-enatiomer'en på en poly (D-C)
skabelon er blevet studeret ret indgående, på grund af dens relevans i
forhold til præbiotisk kemi. (Joyce et al Nature, 1984, 310,
602-604). Det blev vist at L-enantiomer'en virker kraftigt hæmmende på
oligomerisation og er indlemmet som kædeafbryder i korte oligo(D-G)
produkter. Et lignende resultat blev opnået når poly(D-C)skabelonen
blev udskiftet med en bueformet peptid-nukleinsyre (PNA) C10 skabelon.
(Schmidt et al Journal of the American Chemical Society, 1997,
119, 1494-1495). Enentiomerisk tvær-hindring skyldes at L-2-MeImp G
har en evne til at konkurrere med D-enantiomer'en om
forbindelsespunktet på C resten der tilstøder 3.-terminussen på den
voksende oligo- (G) kæde. Hvis L-2-MeImp G efter binding er ude af
stand til at forme en fælles forbindelse til den voksende oliogo-kæde,
vil den opføre sig som en konkurrerende hæmmer; hvis den imidlertid
former en fælles forbindelse, vil den stoppe kæden irreversibelt."
(Kozlov et al Journal of the American Chemical Society, 1999, 121,
1108-1109).
Polymeriseringen af formaldehyd i Formose Reaktionen danner en
kompleks blanding af sukkertyper, af hvilken ribose blot er en lille
del. Professor Joyce og professor Orgel skrev: "Denne reaktion viser
ikke en sandsynlig vej til ribonukleotiderne." (Page 67 of Joyce
G, Orgel L. in The RNA World, Second Edition, 1999, editor R.
Gesteland, New York: Cold Spring Harbor Lab). Professor Stanley Miller
og hans medarbejdere skrev at Formose Reaktionen "producerer for mange
forstyrrende sukkertyper". (Page 555 of Kolb V, Dworkin J, and
Miller S. Journal of Molecular Evolution, 1994, 38, 549-557).
Professorerne Alan Schwartz og R. de Graaf fra Nijmegen universitetet
i Holland skrev: "Vi er enige med Ried og Orgel (1967) og Shapiro
(1988) om at denne proces næppe kan have bidraget til kemisk evolution
på den primitive jord." (Page 105 of Schwartz A and de Graaf R.
Journal of Molecular Evolution, 1993, 36, 101-106). "Formose
Reaktionens specifitet øges ikke ved katalyse på hydroxylapatit eller
andre mineraler." (Orgel L. Proceedings of the National Academy of
Sciences USA, 2000, 97, 12503-12507). Formose Reaktionen producerer
racemisk ribose.
Hvilken rolle spiller mineraler i syntesen af ribose? Visse
dobbeltlagede metalhydroxid- (DLH) mineralers positivt ladede
mellemlag, tiltrækker negativt ladede ioner såsom glykolaldehydfosfat
og glykolaldehyd-2-fosfat. Gennem denne proces har koncentrationen af
glykolaldehyd vist sig at stige fra 2 x 10-5 mol/liter i den ydre
opløsning til ~ 10 mol/liter i mellemlaget.(Page 506 of Arrhenius G,
Sales B, Mojzsis S, Lee T. Journal of Theoretical Biology, 1997, 187,
503-522). I mellemlaget forener glykolaldehydfosfat og
glykolaldehyd-2-fosfat sig, og danner racemiske
pentose-2,4-bifosfater. Betingelserne blev fastlagt (inklusive neutral
pH) hvori følgende procentdele var tilstede: 48% ribose-2,4-bifosfat,
16% arabinose-2,4-bifosfat, 25% lyxose-2,4-bifosfat, og 11%
xylose-2,4-bifosfat. Under disse forhold dannes praktisk talt ingen
tetrosefosfater eller hexosefosfater. (Krishnamurthy R, Pitsch S,
Arrhenius G. Origins of Life and Evolution of the Biosphere, 1999, 29,
139-152). Dog dannes racemisk ribose.
Hvad nu hvis D-ribose stammer fra en ikke-jordisk kilde? Ribose er
aldrig blevet observeret i ikke-jordisk materiale (Professor Andre
Brack, University of Orleans, France, Personal Communication, May
2003; Sephton M. Nature Product Report, 2002, 19, 292-311; Cooper
G, et al. Nature, 2001, 414, 879-882; Cronin J, Chang S. "Organic
matter in meteorites: molecular and isotopic analysis of the Murchison
meteorite". In The Chemistry of Life.s Origins, ed. J. Greenberg,
Kluwer Publishers, 1993, pages 209-258; Cronin J., et al. in
Meteorites and the early solar system, ed. Kerridge, J., University of
Arizona Press, 1988, pages 819-857).
Et andet problem med den mineral-inducerede dannelse af ribose er, at
glykolaldehydfosfat og glykolaldehyd-2-fosfat kan blive fortrængt fra
mellemlaget. For eksempel, glykolaldehydfosfat-molekyler i
mineral-mellemlaget fortrænges fra mellemlaget efter nogle timer ved
pH 8 og 25° C af CO3 2- opsuget fra en 0,1 mol/liter ydre opløsning;
selv efter at være kondenseret til racemiske hexose-fosfater,
fortrængtes de stadig i adskillige uger af CO3 2-. (Page 319 of
Pitsch S, Eschenmoser A, Gedulin B, Hui S, Arrhenius G.
Origins of Life and Evolution of the Biosphere, 1995, 25, 297-334).
Dette blev bekræftet af professor Krishnamurthy, i et brev til en af
mine venner på Tartu universitetet i Estland, dateret den 8. april
2003. Læg mærke til at glykolaldehyd-2-fosfat og glykolaldehydfosfat
har en identisk minus 2 ladning og kun har en masse-forskel på 20%.
Alligevel gør alene denne lille forskel, at mellemlags-affiniteten for
glykolaldehydfosfat er tre gange større, end den for
glykoladhehyd-2-fosfat. (Page 151 of Krishnamurthy R, Pitsch S,
Arrhenius G. Origins of Life and Evolution of the Biosphere, 1999, 29,
139-152). I et brev til mig i april 2003, skrev professor Arrhenius:
"Naturligt forekommende DLH-mineraler er mellemlags substituerede med
en mangfoldighed af anioner, klorid, sulfat og karbonat, den senere
mere almindelig, eftersom den flade sp2 ion danner stærke
hydrogen-bindinger." Der er en række af anioner (inklusive S2-, CO3
2-, SiO4 4-, SO4 2-, PO4 3-) som har større eller samme ladning som
glykolaldehyd-2-fosfat og glykolaldehyd-fosfat og meget mindre masse.
Deres samlede koncentration kan have oversteget
glykolaldehyd-2-fosfatens eller glykolaldehydfosfatets i praktisk talt
hele hydrosfæren i præbiotisk tid, hvorved de ville have optaget de
fleste positivt ladede mineral-mellemlag i stedet for disse
aldehydfosfater. I givet fald ville der være blevet produceret meget
lidt ribose-2,4-bifosfat på jorden i præbiotisk tid. Professor
Arrhenius og hans kolleger minder os om at: "Det ville også være
nødvendigt, før man betegner disse model-eksperimenter som
'præbiotiske reaktioner', at måle forekomsten i det vandige
mineral-mellemlag af andre konkurrerende anioner i naturlige
opløsninger, først og fremmest bisulfit, sulfid-sorter, karbonat,
nitrat, nitrit, hexacyanoferroat." (Page 500 of Kolb V, Zhang S, Xu
Y, Arrhenius G. Origins of Life and Evolution of the Biosphere, 1997,
27, 485-503). 90% af pentose-2,4-bifosfat molekylerne i
mineral-mellemlaget forblev uforandrede efter tre måneder, og de
øvrige 10% blev nedbrudt. (Page 149-150 of Krishnamurthy R, Pitsch S,
Arrhenius G. Origins of Life and Evolution of the Biosphere, 1999,
29, 139-152). Der foreligger absolut ingen beviser på
oliogo-merisation af disse molekyler til dannelse af RNA'ets rygrad.
Dette blev bekræftet af professor Krishnamurthy i et brev til en af
mine venner på Tartu universitetet i Estland, dateret den 31. marts
2003. Her skrev Professor Krishnamurthy at man aldrig har observeret
at nukleobaserne er blevet trukket ind i mellemlaget af det mineral
der danner ribose, og kan således ikke have forenet sig med ribose
der. Han udtalte også at, hvis glykolaldehydfosfat eller
glykolaldehyd-2-fosfat, før indtrængen i mineral-mellemlaget havde
haft en nukleobase bundet til 1.-kulstof positionen (hvor den skal
befinde sig i den endelige nukleotid) ville disse aldehydfosfater ikke
kunne forbinde sig til dannelse af tetrosefosfater eller
pentosefosfater.
Han skrev: "Arbejdet på dette område har været vanskeligt, og der
findes ingen nyere afhandlinger med håndgribelig succes, hvad angår at
introducere nukleobaserne." (Brev fra Professor Krishnamurthy af den
31. Marts 2003). Evidenserne indikerer således at tilstedeværelsen af
selv korte nukleinsyrer for fire mia. år siden "må have været noget
nær et mirakel" (Page 68 of Joyce G, Orgel L. in The RNA World,
Second Edition, 1999, editor R. Gesteland, New York: Cold Spring
Harbor Lab). Men der er noget endnu værre end det, hvilket vil blive
beskrevet i næste afdeling.
Nukleinsyrer er ude af stand til at selv-reproducere.
Lad os forestille os en RNA skabelon, der består af en række
nukleotider, hvilke alle indeholder et af de fire nukleobaser, adenin
(A), guanin (G), cytosin (C) eller uracil (U). Nukleotider der flyder
frit i en opløsning tenderer at forbinde sig med supplerende
nukleotider på skabelonen, efter følgende orden: A forbinder sig med U
og C forbinder sig med G. Hvis for eksempel skabelonens række er
AUUGCGGC-CCCGACCUG, vil rækken af nukleotider der er bundne til den, i
princippet være UAACGCCG-GGGUGGAC. Denne rækkefølge er en supplerende
kopi af skabelonen. RNA replikkation kræver således først en
supplerende kopi af skabelonen, og igen en supplerende kopi af den
første supplerende kopi for at kunne lave en nøjagtig genpart af den
oprindelige skabelon. Den første supplerende kopi kan i særlige
tilfælde opnås, men ikke den anden supplerende kopi, hvilket indebærer
at replikkation mislykkes. "Rækkefølgen CCGCC, for eksempel, har vist
sig at katalysere syntesen af GGCGG fra en blanding af aktiverede G og
C nukleotider. Men den tilbagevirkende reaktion, som er nødvendig for
fuldførelse af replikkationscyklen, er ikke blevet demonstreret."
(Page 203 of Orgel, L. Nature, 1992, 358, 203-209). "Vi vil næppe
finde to supplerende rækkefølger, der hver især letter syntesen af den
anden, når man bruger nukleosid-5´-fosforo-2-metylimidasoler som
substrater." [Disse er de bedste substrater (nukleotider) fundet efter
år af vedvarende forskning]. "De største hindringer, er formationen af
tværmolekylære komplekser, der omfatter en tetrahelix, der dannes ved
sekvenser af på hinanden følgende G rester, og formationen af
intramolekylære komplekser, i hvilke molekylerne folder sig tilbage på
sig selv og danner 'Watson-Crick' dobbelt-spiralformede segmenter. I
korthed kan [supplerende] kopiering med informationsoverføring opnås i
dette forholdsvis ukomplicerede system, men der er alvorlige
hindringer for replikkation. Nogle hindringer kan muligvis tilskrives
valget af reagenser eller reaktionsbetingelser, men andre synes at
være en indre del af oligonukleotid-replikkationen." (Page 206 of
Orgel, L. Nature, 1992, 358, 203-209). (Bemærk at disse reagenser og
reaktionsforhold er kulminationen af årtiers eksperimenter,
konstrueret til opnåelse af optimale betingelser). Andre alvorlige
hindringer omfatter enatiomerisk hæmning, cyklisation af monomerer,
strengadskillelse efter kopiering, og nøjagtig replikkation.
(Page 207 of Orgel, L. Nature, 1992, 358, 203-209).
Dette blev bekræftet syv år senere af professorerne Orgel og Joyce,
verdens førende specialister indenfor præbiotisk oligonukleotid
selv-replikkation. "Den første vigtige slutning er, at de fleste
aktiverede nukleotider ikke gennemgår nogen virkningsfulde
pladsbestemte skabelonstyrede reaktioner. Generelt lykkes det kun for
en ringe del af skabelonmolekylerne at styre syntesen til dannelse af
et supplement… Efter betragtelig søgen opnåedes et sæt aktiverede
nukleotider [nukleosid-5'-fosforo-2-metylimidasoler] der gennemgår
virkningsfulde…skabelonstyrede reaktioner… Selvreplikkation er
imidlertid usandsynlig, først og fremmest fordi poly(C,G) molekyler
som savner et overskud af C rester, har en tilbøjelighed til at danne
stabile selvstrukturer, som forhindrer dem i at fungere som
skabeloner. Der er to typer af selvstrukturer: standard Watson-Crick
typen baseret på C-G par, samt en kvadra-spiral-struktur, opnået ved
binding af fire G-mættede sekvenser. Som konsekvens, vil en hvilken
som helst C-mættet oligonukleotid der kan fungere som en god skabelon,
fremkalde G-mættede supplerende produkter, der tenderer til at være
låste i selvstruktur, og som således ikke kan fungere som skabeloner.
At overvinde problemet med selvstruktur er meget vanskeligt, fordi det
kræver opdagelsen af betingelser, der fremmer binding af
mononukleotider for at skabelonstyret syntese kan opstå, men som
standser dannelsen af lange dobbeltregioner der udelukker aktiverede
monomerer fra skabelonen. …I lyset af det tilgængelige bevismateriale,
forekommer det usandsynligt at et par af supplerende serier kan opnås,
der hver i sær letter syntesen af den anden, når man bruger
nukleosid-5'-fosforo-2-metylimidasoler som substrater. Nogle af
selvreplikkationens hindringer kan muligvis tilskrives valget af
reagenser eller reaktionsbetingelser, men andre synes at være en indre
del af den skabelonstyrede kondensering af aktiverede
mononukleotider." (Pages 53 and 54 of Joyce G, Orgel L. in The RNA
World, Second Edition, 1999, editor R. Gesteland, New York: Cold
Spring Harbor Lab).
En senere rapport bekræftede dette: "Ikke-enzymatisk skabelonstyret
kopiering af cytidylsyrerige RNA sekvenser, ved brug af nukleosid
5'-(2-metylimidasol-1-yl fosfater) som substrater, er betydeligt mere
virkningsfuld end kopiering af tilsvarende DNA sekvenser. Imidlertid
kan mange sekvenser ikke kopieres, og replikkation i dette system har
lange udsigter, selv hvad angår RNA." (Page 1678 of Zielinski, Kozlov
and Orgel, Helvetica Chimica Acta, 2000, 83, 1678-1684).
Der har været forslag om at dette problem muligvis kunne overvindes,
ved at man som substrater bruger korte oligonukleotider i stedet for
nukleotider. Men problemet er at skabelonen danner selvstrukturer der
blokerer adgang for substraterne. Der er ingen grund til at tro, at
korte oligonukleotider har større adgang til skabelonen end
nukleotider.
Jeg skrev til professor Joyce i juni 2003 omkring dette, og han
svarede at ingen har fundet en metode til at gøre nukleinsyrer i stand
til selv-replikkation. Jeg spurgte ham specifikt om hvorvidt man har
observeret at oligonukleotider har bedre adgang til skabelonen, end
nukleotider, til hvilket han svarede "Nej". Jeg skrev samtidig et
adskilt brev til professor Orgel, som svarede at selvreplikkation af
nukleinsyrer aldrig er blevet vist.
Således er den mest overvældende konklusion fra halvtreds års
forskning i præbiotisk kemi, at selv under de bedste betingelser,
praktisk talt umulige i præbiotisk tid (høj nukleotide-koncentration,
der alle indeholder den samme type sukker, samt den påkrævede
enantiomer for dette sukker, så vel som imidasol-aktivering), er
nukleinsyrer stadig ude af stand til selvreplikkation!
Ovenstående diskussion afdækkede vægten af cytosin (C) i
selvreplikkation, men "grundet cytosins kemiske ustabilitet, der gør
at det beredvilligt binder sig til uracil, kan det have været svært at
etablere et primitivt genetisk system bestående af baserne A, U, G og
C." (Reader J, Joyce G. Nature, 2002, 420, 841-844). Bemærk at man
ikke fandt cytosin i Murchison meteoritten (selv om man fandt de andre
nukleobaser) og der lader ikke til at være noget plausibelt scenario
for dets præbiotiske dannelse. (Orgel L. Origins of Life and Evolution
of the Biosphere, 2002, 32, 279-281; Shapiro R. Origins of Life and
Evolution of the Biosphere, 2002, 32, 275-278; Shapiro R. Proceedings
of the National Academy of Sciences USA, 1999, 96, 4396-4401).
Professor David Bartel og hans medarbejdere på Massachusets Institute
of Technolgy har i årevis prøvet at skabe et RNA molekyle som kan
kopiere sig selv og andre RNS molekyler. Et sådant molekyle kaldes en
replicase. Et RNA molekyle med en særlig katalytisk evne kaldes et
ribozym. En replicase er således en særlig type ribozym. I Deres
seneste forsøg på at frembringe en replicase, bruger de nukleoside
trifosfater (forkortet som NTP'er) for at forlænge et kort RNA
molekyle, kaldet en primer. Primer'ens 3'-ende skal danne par
(opstille supplerende nukleotider på linie) med skabelonen, dvs. det
RNA molekyle der skal kopieres. Denne "replicase" kan ikke tilføje
flere end 14 nukleotider til primer'en. "Polymerisering er for langsom
til at yderligere forlængelse kan observeres inden for 24 timer, og
længere inkubation giver begrænset udbytte, fordi de for
polimerisering optimale buffer- og ioniske betingelser, også fremmer
ribozym- og skabelon-forringelse." (Page 1323 of Johnston W, Unrau P,
Lawrence M, Glasner M, Bartel D. Science, 2001, 292, 1319-1325).
Således nedbrydes denne "replicase" efter at den har tilføjet de max
14 nukleotider, sammen med det RNA-molekyle den skulle kopiere
(skabelonen), hvilket betyder at den ikke er i stand til
selv-reproduktion eller skabelonkopiereing. Bartel og kolleger skrev:
"Generel skabelonstyret RNA polymerisering kræver erkendelse af et
primer-skabelon-kompleks' genetiske egenskaber, foruden konstant
foranderlig NTP specificitet, som dikteret af den næste skabelonrest.
Det er en kompleks reaktion - en af de mere indviklede reaktioner der
katalyseres af enkle polypeptider. Den korteste aktivitet, hvor vi
kunne fastholde konstruktionen, var 165 nukleotider, med ca. 90
nukleotider der indgik i vigtige Watson-Crick parring, samt mindst
yderligere 30 afgørende nukleotider. Det er muligt at ribozymer med
den virkningsgrad, nøjagtighed, og de andre egenskaber der kendetegner
[ægte] RNA-replicase, må være endnu større end dette." (Page 1324 of
Johnston W, Unrau P, Lawrence M, Glasner M, Bartel D. Science, 2001,
292, 1319-1325). Bartel og hans medarbejdere indrømmede at denne
"replicase" savner den meget vigtige evne til at adskille kopien fra
skabelonen efter plymerisation, og for at opnå denne funktion, kræves
formentlig en længere replicase.
Hvad angår denne "replicase" eller med hans egne ord "polymerase"
skrev Professor Scott Strobel fra Yale Universitetet, at "dens
polymerisation er ikke effektiv nok til at danne 'afkom'-
RNA-molekyler med en hastighed der overgår nedbrydelsesraten af
'forældre'- RNA'et. Endvidere, med udgangspunkt i
skabelonkopiereingens langsomme hastighed, lader polymerasen ikke til
at være 'processiv' - efter tilsætning af den første nukleotid, vil
polymerasen snarere fjerne sig fra skabelonen, end forblive knyttet og
tilføje en anden nukleotid. Skabelonens selvsupplerende dele kunne
danne strukturer der blokerer polymerasen adgang. En mere 'processiv'
polymerase, eller et enzym med en ledsagende 'udrullende' aktivitet,
kan være påkrævet for at opnå effektiv polymerisation. Faktisk kan det
at 'rulle ud' være særlig vigtigt, fordi selv-kopiering i
virkeligheden er en to-trins proces: syntese af den første streng
resulterer i en udvidet dobbeltstreng, som må skilles ad før en ny
streng kan kopieres til gentagelse af originalforløbet." (Strobel S.
Nature, 2001, 411, 1003-1006). Bartel og kolleger vurderede at en sand
replicase sandsynligvis måtte være mindst 200 nukleotider lang.
(Szostak J, Bartel D, Luisi P. Nature, 2001, 409, 387-390).
Et andet problem er, at Bartel og hans medarbejderes "replicase" ikke
er tilstrækkelig nøjagtig. Minimumskravet mht. nøjagtighed er en
fejlrate per nukleotid på højst den reciprokke værdi af det samlede
antal (T) nukleotider i det kombinerede sæt RNA'er som skal kopieres.
(Page 217 of Joyce G. Nature, 2002, 418, 214-221; Eigen M.
Naturwissenschaften, 1971, 58, 465-523). En større fejlrate resulterer
i en generation-for-generation ophobning af så mange mutationer, at
den vitale genetiske information ødelægges. T forekommer at være
mindst 600 nukleotider for at starte RNA-verdenen, fordi der kræves
200 nukleotider til replicasen og yderligere 200 til ribozymet som
forbinder nukleobaserne til ribose. (Unrau P, Bartel D. Nature, 1998,
395, 260-263), og 200 nukleotider er nødvendige for ribozymet der
skiller D-ribose fra L-ribose. (Faktisk, når man betænker hvor subtil
forskellen er mellem D-ribose og L-ribose, vil man være heldig, hvis
dette kan klares med kun 200 nukleotider.) Eftersom den reciprokke
værdi af 600 er 0,00166, laver Bartel og hans stabs "replicase" femten
gange for mange fejl, for at kunne fungere som en sand replicase.
(Johnston W, Unrau P, Lawrence M, Glasner M, Bartel D. Science, 2001,
292, 1319-1325). At formindske dens fejlprocent, vil højst sandsynlig
kræve at den forstørres.
Jeg skrev til professor Joyce i juni 2003 angående fremskridt med at
skabe en replicase, hvortil han svarede: "Bartel replicasen er stadig
det bedste vi har. Jeg talte sidst med Dave Bartel for ca. tre uger
siden, og han sagde at på trods af vedvarende in vitro evolution
bestræbelser, kan de stadig ikke tilføje mere end 14 nukleotider."
Bartel og hans kollegers "replicase" er resultatet af mange omgange
"in vitro evolution", hvilket betyder mange omgange af kopiering med
mutationer og udvælgelse. Dette betyder at fremkomsten af denne
replicase i præbiotisk tid, ville have krævet mange omgange af
replikkation med mutationer og naturlig udvælgelse. Eftersom disse
replikkations-omgange må have fundet sted før replicasens fremkomst,
kan de kun være blevet udført af den to-trins skabelonstyrede proces
til dannelse af en supplerende kopi. Men, som ovenfor nævnt, fungerer
denne to-trins proces ikke. Det lader derfor til, at der ikke findes
nogen mekanisme, der muliggør de mange omgange af replikkation, med
mutationer og naturlig udvælgelse, der er nødvendige for at danne et
sandt replicase molekyle. Som nævnt ovenfor mislykkes denne to-trins
proces, selv når alle sukkertyper er ens, for ikke at tale om den
blanding af forskellige typer sukker og deres enantiomerer der
angiveligt må have været tilstede i præbiotiske miljøer.
Når RNA-verdenens fortalere konfronteres med disse fakta, svarer de
typisk at der må have været en præ-RNA verden, men dette medfører
lignende, eller større problemer. Som tidligere beskrevet, kan
sukkertypen ribose eksistere i to former: pyranosyl og furanosyl.
Moderne organismer bruger furanosyl formen, og dens polymer kaldes
ganske enkelt RNA. Der er betydelige forskelle mellem den dobbelte
spiral (dupleks) der dannes af to RNA tråde og den dupleks der dannes
af to puranosyl RNA (p-RNA) tråde. "Følgelig kan p-RNA'er og RNA'er
ikke danne dupleks med hinanden, hvilket udelukker uveksling af
information mellem disse to molekyler. Dette tyder på at p-RNA
formentlig ikke har været RNA's genetiske forgangsmateriale. Det samme
problem opstår for mange af de andre nukleinsyre-analoger der
syntetiseres af Eschenmoser gruppen." (Orgel L. Science, 2000, 290,
1306-1307). I et brev til mig i maj 2003, skrev professor Arrhenius:
"Der er ingen glidende overgang fra p-RNA til furanosylformen; man må
ty til indbildning mht. en succesfuld konkurrencedygtig mutation til
RNA, endnu et spring i troen. Af samme årsag er der megen entusiasme
omkring TNA (den treose-baserede nukleinsyre analog), som direkte
forbinder sig med RNA." Ved imidlertid at konsulterer litteraturen,
opdager man at tetrose-fosfater (der er to slags tetrose: treose og
erytrose) som blev dannet i mineralmellemlag ved dimerisation af
glykolaldehydfosfat, fortsætter med at forbinde sig med
glykolaldehyd-fosfat (hvilket danner hexose-fosfater) uden at
oligomeresere til nukleinsyre-rygrader eller forbinde sig med
nukloebaser for at danne nukleotider. Tetrosefosfater forsvinder
typisk inden for et par uger. Man har hverken observeret at TNA
monomerer eller TNA selv, er blevet dannede under præbiotiske forhold.
(Page 322 of Pitsch S, Eschenmoser A, Gedulin B, Hui S, Arrhenius G.
Origins of Life and Evolution of the Biosphere, 1995, 25, 297-334). I
et andet brev til mig i maj 2003, indrømmede professor Arrhenius at
dette er sandt.
I juni 2003, skrev jeg følgende brev til professor Orgel: "I en nyligt
publiceret artikel (Orgel L. Science, 2000, 290, 1306-1307) skrev De
at, under præbiotiske forhold er TNA syntese mere plausibel end RNA
syntese. Den eneste præbiotiske TNA syntese jeg kender er den
mineralinducerede tetrosefosfat syntese. (Pitsch S, Eschenmoser A,
Gedulin B, Hui S, Arrhenius G. Origins of Life and Evolution of the
Biosphere, 1995, 25, 297-334). I denne syntese produceres både L- og
T-enetiomerer af treose og erytrose. Ville en polymer sammensat af en
tilfældig kombination af disse fire sukkertyper være i stand til
selv-reproduktion? Findes der nogen måde, hvorpå man kan få en
polymer, der udelukkende består af disse sukkertyper? Hvad mener De om
jordisk eller ikke-jordisk foto-induceret enantiomer-adskillelse af
disse tetroser, og tillige ribose?" Professor Orgel svarede i juni
2003 følgende: "Efter min mening er TNA syntese mere plausible end RNA
syntese under præbiotiske forhold, med alligevel højst usandsynlig.
Jeg mener der må findes meget simplere genetisk materiale. Jeg tvivler
på at fotokemi kunne være særlig effektiv mht. at fjerne uønskede
enantiomerer."
Bemærk at hexosefosfater, på trods af at de er mere stabile end
tetrosefosfater, heller aldrig er blevet observerede at oligomerisere
til nukleinsyre-rygrader eller forbinde sig med nukleobaser, til
dannelse af nukleotider.
Nukleinsyre-analoger med helt anderledes rygrad, så som
peptidnukleinsyre (PNA) og glycerolnukleinsyre er også blevet
foreslået, men plausible præbiotiske scenarier for disses syntese, er
aldrig blevet opdaget (Joyce G. Nature, 2002, 418, 214-221). Selv om
PNA "er blevet studeret omfattende" (Page 69 of Joyce G, Orgel L. in
The RNA World, Second Edition, 1999, ed. R. Gesteland. New York: Cold
Spring Harbor Lab), har kemikere aldrig rigtig fået fat på præbiotisk
PNA monomer syntese, eller præbiotisk oligomerisation af disse
monomerer, til dannelse af PNA. (Page 3871 of Nelson K, Levy M, Miller
S. Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 2000, 97,
3868-3871; Joyce G. Nature, 2002, 418, 214-221). Professor Stanley
Miller og hans kolleger skrev at "præbiotiske plymerisationer pålægger
et hvilken som helst potentielt tidligt genetisk system problemer.
Desuden findes det endnu sværere problem med PNA kopiering, der kan
vanskeliggøres af monomercyklisation." (Page 3871 of Nelson K, Levy M,
Miller S. Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 2000,
97, 3868-3871).
Eftersom dette er skrevet for tre år siden, spekulerede jeg på nyere
arbejde omkring PNA. En litteratursøgning viste ingen nye rapporter,
så jeg skrev til professor Stanley Miller fra University of Calfornia
i San Diego, som er en fremtrædende PNA tilhænger. Han er den samme
Miller, som for 50 år siden opnåede international berømmelse ved at
vise dannelse af glycin og andre biologisk relevante molekyler i sine
eksperimenter med gnistudladning. Professor Miller bad sin medarbejder
Dr. James Cleaves svare på mit brev. Den 20. juli 2003 skrev Dr.
Cleaves: "Leslie Orgel har lavet noget arbejde, der viste at der er en
vej til N-terminal degradering af PNA, som er temmelig hurtig under
basale betingelser, hvilket efter hans mening begrænsede PNA's
relevans. Vi udførte en række eksperimenter her, med henblik på at
danne korte PNA polymerer, men ærlig talt lod det til at dannelsen af
amidforbindelsen mellem den N-acetatsyre-substituerede base, og den
sekundære aminoetylglycin-amin, var overordentlig ugunstig. Personlig
har jeg mine tvivl omkring PNA."
Den reduktive citronsyre er ude af stand til selv-organisering
Professor Orgel har skrevet en detaljeret kritik (Orgel L. Proceedings
of the National Academy of Sciences USA, 2000, 97, 12503-12507) af
professorerne Wächterhäuser og Morowitz' teorier. Professor
Wächtershäuser har fremlagt den teori, at reduktiv citronsyrecyklus og
anden organiseret kemi fandt sted på overfalden af
jernsulfidmineraler. Men den reduktive citronsyrecyklus er en kompleks
cyklus der involverer en familie af forskelligartede reaktioner, og
der findes ingen beviser på at en familie af forskelligartede
reaktioner organiserer sig selv på overfladen af jernsulfid eller
noget andet mineral. Der findes intet der tyder på, at et enkelt
mineral katalyserer en familie af forskelligartede reaktioner. En
samling af mineraler er også blevet foreslået, men: "En hvilken som
helst samling mineraler, der inkluderede katalysatorer for hvert af
cyklens trin, ville desuden formentlig have inkluderet katalysatorer
af reaktioner der modvirker cyklen. Effektiv transport af
mellemstadierne fra et katalytisk mineral til et andet, ville også
være særdeles problematisk." (Orgel L. Proceedings of the National
Academy of Sciences USA, 2000, 97, 12503-12507).
Professor Orgels skrev denne kritik for tre år siden. I de sidste tre
år har professor Wächtershäuser publiceret adskillige rapporter om
præbiotisk kemi, men så vidt jeg kan se, har han ikke taget fat på
Orgels kritik. Dette lader formode at Wächtershäuser indrømmer, at
hans teori mangler eksperimentel støtte. Jeg skrev til Wächtershäuser
den 18. juni 2003, men har endnu ikke, per 19. august 2003, fået svar.
Professor Morowitz har foreslået at posteringerne i Beilstein's
Handbook of Organic Chemistry støtter teorien om at den reduktive
citronsyrecyklus faktisk organiserede sig selv. Beilstein håndbogen er
en database, af millioner af organiske forbindelser, studeret i
detaljer af kemikere. Det har gjort indtryk på Morowitz, at han har
opdaget nogle nedskærende regler som reducerer disse millioner af
posteringer til kun 153 forbindelser, hvilke tilfældigvis inkluderer
alle citronsyrecyklens mellemstadier.
Men disse nedskæringsregler er blevet formuleret på en sådan måde, at
de inkluderer disse mellemstadier, og ekskluderer de andre molekyler,
som er indført i Beilsteins håndbog: "Forbindelserne er kun blevet
medregnet, hvis de indeholder højst seks kulstofatomer, kun indeholder
kulstof, brint, og ilt i særlige forbindelsesled, hvis de indeholder
en 'karbonyl-gruppe' osv. Andre ligeledes plausible regler, hvilke
ville have faldet en biokemiker ind, er tilsyneladende ikke blevet
overvejede. Mange ville enten udelukke citronsyrens mellemstadier,
eller tilladt medregning af andre forbindelser i et betydeligt større
omfang. Hvorfor begrænse antallet kulstofatomer til seks, hellere end
fem eller syv? Hvis man valgte fem, ville det medføre udelukkelse af
mange af citronsyrens mellemstadier, hvorimod valget af syv ville
medføre medregning af en lang række ubeslægtede forbindelser. …Vi kan
således forstå, at alle citronsyrens mellemstadier er medregnede i
Beilstein, fordi de er vigtige biokemikalier, og af interesse for
organiske kemikere, samt at de ikke udelukkes af nedskæringsreglerne,
eftersom disse regler blev formuleret for at medregne dem." (Orgel L.
Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 2000, 97,
12503-12507).
Et system der består udelukkende af proteiner, er ude af stand til
evolution.
Evolution kræver mere end blot selv-kopiering. Evolution kræver
selvkopiering med mutationer, for at kunne frembringe variation. Uden
variation er alle kopier identiske med originalen, hvilket udelukker
muligheden for evolution. Kan proteiner have opnået evnen til
selvkopiering med mutationer? Selv om man har beskrevet proteiner, der
katalyserer to peptiders (korte proteiners) underbindinger, for at
danne kopier af sig selv (Paul N, Joyce G. Proceedings of the National
Academy of Sciences USA, 2002, 99, 12733-12740), kan evolution ikke
forekomme, eftersom kopierne er identiske med originalen. Nogle af
disse proteiner katalyserer peptidernes underbindinger med forskellige
rækker aminosyrer, og danner derved nye proteiner. Hvad ville disse
proteiners skæbne have været? Med mindre proteiner og nukleinsyrer
regelmæssigt kopieres, nedbrydes de under præbiotiske betingelser
(Joyce, G. Nature, 2002, 418, 214-221). Gentagelse af den særlige
rækkefølge aminosyrer i et protein, kræver en gruppe af komplicerede
molekyler som ikke eksisterede i præbiotisk tid (Page 1319 of Johnston
W, Unrau P, Lawrence M, Glasner M, Bartel D. Science, 2001, 292,
1319-1325). Jeg skrev til professor Joyce i juni 2003 følgende
spørgsmål: "Har et system af proteiner nogensinde vist sig i stand til
selvgentagelse med mutationer, hvilke er nødvendige for darwinistisk
evolution?" Han svarede "Nej." Ingen har vist en samling proteiner,
dannede under præbiotiske forhold, blive noget som helst andet end
nedbrudt.
Bhakti yoga muliggør direkte kontakt til Skaberen
Ifølge professor Joyce har ingen, under præbiotiske forhold, lykkedes
at vise dannelsen af noget molekylært system der besidder evnen til
selvgentagelse med mutationer, hvilke er nødvendige for at starte
evolution. (Page 12739 of Paul N, Joyce G. Proceedings of the National
Academy of Sciences USA, 2002, 99, 12733-12740). Jeg skrev til
professor Joyce desangående i juni 2003, og han bekræftede at dette er
sandt. De eneste undtagelser er uhvælvede proto-celle-samlinger
producerede ved katalyseret optagelse af amfifiliske og vandskyende
forbindelser. Der er ingen grund til at tro at disse proto-cellulære
samlinger skulle blive til noget andet, end lettere varierede
proto-cellulære samlinger, hvilke er lysår fra noget der blot ligner
selv de enkleste celler. Der er i sær ingen grundt til at formode at
disse samlinger skulle give ophav til nukleinsyrer og proteiner,
hvilke, eftersom de dominerer i moderne organismer, må vise sig før
eller siden i evolution.
Dette indikerer at jordiske organismer blev skabt, hvilket giver ophav
til det interessante spørgsmål "Hvem var skaberen?" Det er rimeligt at
antage at skaberens natur er mindst lige så kompleks som vor egen,
hvilket fører til det næste spørgsmål "Hvem skabte skaberen?" Eftersom
jordiske organismer er for indviklede til at kunne opstå uden
tilsigtet design, må det samme gælde for skaberen. Øjensynlig fører
skabelseshypotesen således til en uendelig række af tilbagegående
skabere. Der findes imidlertid et andet alternativ, nemlig en
oprindelig skaber, hvis form ikke består af indviklede systemer af
bevidstløse enheder så som molekyler, atomer og subatomare partikler,
og hvis form således ikke kræver en skaber.
Der findes beviser for en type krop, der ikke består af indviklede
systemer af bevidstløse dele. I sandhed indikerer disse beviser at vi
alle besidder en sådan krop (see my article entitled Evidence That
Each One of Us Is Inherently Different from His or Her Physical Body
and Capable of Functioning Independently of It, which is on my
website: www. kickdarwin.org). Vi er således alle transkorporale.
Den designhypotese som fremlægges i den oprindelige
vaishnav-litteratur, oversat af A.C. Bhaktivedanta Swami Prabhupada
(Srimad-Bhagavatam, The Nectar of Devotion, Bhagavad-gita As It Is,
Caitanya Caritamrta, etc. Los Angeles: Bhaktivedanta Book Trust:
www.webcom.com/ara/col/books/) indeholder en metode, kendt som bhakti
yoga, hvilken gør hver og en af os i stand til direkte at komme i
kontakt med Skaberen og erfare vor transcendentale natur. Personer der
udøver bhaktiyoga kaldes bhaktiyogi'er eller vaishnav'er.
Man kunne stille spørgsmålet, hvis vi rent faktisk altid er
transcendentale, hvorfor identificerer hver person sig da med sin
fysiske krop? Ifølge vaishnav-filosofi, eksisterer der en yderst
subtil energi kaldet ahankara, som vildleder hvert individuelt selv og
får ham til falsk at identificere sig selv med sin fysiske krop.
Uanset hvilken type krop det måtte gælde, menneske, kat, hund eller
hvad som helst, bevirker ahankara at det bevidste selv identificerer
sig med den krop. Selv en kakerlak der farer rundt på gulvet, er meget
omhyggelig med at opretholde sin fysiske eksistens, og bliver meget
frygtsom hvis nogen truer med at tilintetgøre den. Dette skyldes alt
sammen ahanakara.
Ved at udøve bhaktiyoga opløser man gradvist ahanakara. Når ahankara
er helt opløst, er man fri for falsk at identificere sig med sin
fysiske krop. På dette stadium opvækkes ens naturlige transcendentale
sanser, og man kan direkte opfatte sin og andre væseners
transcendentale natur, samt sit naturlige forhold til Skaberen, Herren
Vishnu. Dette stadium kaldes selverkendelse. Et selverkendt menneske
kan direkte opfatte det bevidste selv i alle kroppe, også i planter,
insekter osv. De som ikke kan bruge sine iboende transcendentale
sanser, kan ikke opfatte hverken deres egen, eller Herren Vishnus
transcendentale natur. Sådanne personer kan måske hævde, at de
selverkendtes erkendelser blot er indbildning. Men en gruppe
selverkendte mennesker kan fælles diskutere deres opfattelse af selvet
og Vishnu, og være sikker på at de ser det samme reelle fænomen, på
samme måde som en gruppe seende mennesker kan diskutere deres
opfattelse af en solnedgang, og være sikkre på at de ser det samme
reelle fænomen. Personer med medfødt blindhed, der lytter til
diskussionen om solnedgangen, konkluderer måske at alle de seende
personer er under illusion, men de seende er sikre på at de ser noget
virkeligt. Det ville helt klart være uberettiget for en blind person
at erklære, at alle seende personer er under illusion og har opdigtet
noget de kalder en solnedgang. Den blinde er simpelt hen ude af stand
til opfatte det fænomen som diskuteres af de seende. Han kan ikke med
rette afgøre om et sådant fænomen eksisterer. Han kan kun konstatere,
at han selv er ude af stand til at opfatte disse fænomener. Det ville
være ligeledes uberettiget for en person, der er ude af stand til at
bruge sine transcendentale sanser, at erklære at selvet og Vishnu ikke
eksisterer. Alt han ærligt kan sige, er at han selv er ude af stand
til at opfatte selvet og Vishnu.
Nogle mennesker indvender at bhaktiyoga forudsætter at man har blind
tro på selvets og Herren Vishnus eksistens. Imidlertid forudsætter det
faktisk ikke mere blind tro, end hvad der kræves for at påbegynde et
videnskabeligt studium af f. eks. fysik. I begyndelsen af studiet
forventes man at acceptere mange ting man aldrig har erfaret, så som
elektroner, protoner osv. Udfordrer man fysiklæreren ved at hævde, at
han forlanger at man godtager disse ting på blind tro, vil han sige at
man ikke skal acceptere tingene blindt, men som brugbare
arbejdsbegreber, samt at han vil forelægge en række forsøg til
verifikation af disse ting. Det samme gælder for bhaktiyoga: Der er
forsøg der muliggør direkte personlig verifikation af selvets og
Vishnus eksistens. (see the genuine Vaisnava literature translated by
A. C. Bhaktivedanta Swami Prabhupada (Srimad-Bhagavatam, The Nectar of
Devotion, Bhagavad-gita As It Is, Caitanya Caritamrta, etc. Los
Angeles: Bhaktivedanta Book Trust:
www.webcom.com/ara/col/books/).
Disse forsøg er med held blevet gentaget mange gange, over en meget
lang tidsperiode.
Den subtile krop
Ifølge vedaerne er ahankara en del af, hvad der kaldes den "subtile
krop". Den subtile krop udgøres af ahanakara (falsk ego, som ovenfor
beskrevet), buddhi (intelligensen) og manas (sindet). Ahankara, buddhi
og manas er ikke blot navne for indviklede systemer af biokemiske
reaktioner i hjernen. De er faktiske elementer som fungerer uafhængigt
af den fysiske hjerne. Den subtile krop forbliver intakt efter at den
fysiske krop er ødelagt, og ledsager selvet på dets rejse til den
næste fysiske krop (se min artikkel Evidence That Each One of Us Is
Inherently Different from His or Her Physical Body and Capable of
Functioning Independently of It som findes på min hjemmeside). Faktisk
ledsager subtilkroppen selvet uafbrudt gennem alle dets fysiske
inkarnationer indtil, i en særlig inkarnation, selvet engagerer sig
selverkendelse og påbegynder processen af at opløse den subtile krop.
Når den subtile krop er fulstændig opløst, er man selverkendt. Selvet
er i sin rene tilstand ikke afhængig af subtilkroppens elementer (ego,
intelligens og sind), da selvet i sin rene tilstand har sit eget ego,
sind og sin egen intelligens. Ahankara, buddhi og manas bliver kun
nødvendige, når selvet glemmer sin rene transcendentale natur, og
ønsker at beherske materien. I dette tilfælde overdækker
subtilelementerne deres transcendentale sidestykker, uden dog at
udslette dem.
Vaishnavismens skabelsesbillede som jeg her præsentrer, ville af
professor Ken Miller fra Brown University blive kategoriseret som
"Gud, fidusmageren" (se hans bog Finding Darwin's God). Miller mener
at denne type skabelsesplan bør smides i den intellektuelle papirkurv.
Personlig accepterer jeg vaishnavismens skabelsesfremstilling, fordi
den understøttes af stærke beviser, som ovenfor beskrevet. Herren
Vishnu har anbragt os i illusion fordi vi ønskede det (dette beskrives
i detaljer neden under). Vi har således kun os selv at bebrejde for
dette.
www.iskcon.com www.krishna.dk www.harekrishna.dk
www.in2-mec.com www.krishna.com