Mechanizm krzepnięcia krwi - system nieredukowalnie złożony Jednym ... (@bioslawek)

Mechanizm krzepnięcia krwi - system nieredukowalnie złożony

Jednym z przykładów nieredukowalnej złożoności jest proces, który większość z nas w chwili skaleczenia się uważa za coś oczywistego - chodzi o krzepnięcie krwi. Kiedy byłem małym chłopcem i zdarzyło mi się skaleczyć to byłem przekonany, że krew na mojej ranie krzepnie, ponieważ ma kontakt z powietrzem. Uważałem że w kontakcie z nim wysusza się i dlatego robi się strup.

Karol Darwin być może miał podobne wyjaśnienie, kiedy obserwował tworzący się skrzep, ponieważ nie miał najmniejszego pojęcia o zawiłościach biochemicznych, które towarzyszą powstawaniu skrzepu tamującego upływ krwi. Być może gdyby miał choć część tej wiedzy na swoim naukowym koncie, to jego teoria nigdy nie ujrzałaby światła dziennego!

Normalnie dzieje się tak, że z przedziurawionego naczynia natychmiast zaczyna wypływać zawarty w nim płyn i cieknie dopóty, dopóki się ono nie opróżni. Jeżeli jednak przekłujemy czy przetniemy sobie skórę, upływ krwi szybko ustaje, gdyż tworzy się skrzep. Ale jak o tym dobrze wiedzą lekarze, krzepnięcie krwi jest bardzo złożonym, wielostopniowym procesem, w którym biorą udział liczne, oddziałujące na siebie białka. Uczestniczą one w tak zwanej kaskadowej aktywacji krzepnięcia. Ten delikatny proces leczniczy w ogromnej mierze zależy od tego, kiedy i z jaką szybkością zachodzą różne reakcje. Gdyby coś się źle potoczyło, człowiek mógłby się wykrwawić na śmierć albo przeciwnie, cała jego krew mogłaby ulec skrzepnięciu. Moment rozpoczęcia reakcji i ich szybkość mają więc żywotne znaczenie.

Z badań biologicznych wynika, iż w krzepnięciu krwi bierze udział wiele czynników i żadnego z nich nie może brakować. Chociaż istnieją różnice w składzie białek tworzących kaskadę krzepnięcia u pewnych gatunków, to zawsze konieczna jest minimalna ilość tych cząsteczek, która tworzy nieredukowalnie złożony rdzeń: https://bioslawek.files.wordpress.com/2015/01/kaskada-krzepnic499cia-krwi-a-koncepcja-nieredukowalnego-rdzenia.pdf

Biochemik Michael Behe zadaje pytanie: „Jak to się dzieje, że raz rozpoczęty proces krzepnięcia zostaje przerwany, zanim jeszcze cała krew (…) zamieni się w ciało stałe?” Wyjaśnia następnie, „iż tworzenie się skrzepu, wstrzymywanie dalszego krzepnięcia, wzmacnianie skrzepu oraz usuwanie go” stanowią zintegrowany system biologiczny. Jeżeli któryś element źle zadziała, cały system nie spełni swej funkcji.

Ewolucjonista Russell Doolittle, będący profesorem biochemii na Uniwersytecie Kalifornijskim, pyta: „Jakimże sposobem mógł powstać w wyniku ewolucji tak skomplikowany i precyzyjny proces? (…) Paradoksalna sytuacja: skoro każde białko musi zostać uaktywnione przez inne, to jak ten system mógł się rozwinąć? Jakiż pożytek przynosiła dowolna jego część, dopóki nie działała całość?” Doolittle stara się wyjaśnić pochodzenie tego procesu, posługując się ewolucyjną argumentacją. Jednakże profesor Behe zwraca uwagę, że „aby odpowiednie geny znalazły się na odpowiednich miejscach, potrzebny byłby niezwykle szczęśliwy traf”. Wskazuje także, iż wyjaśnienie podane w nonszalancki sposób przez Doolittle’a skrywa olbrzymie trudności [1].

Tak więc jednym z podstawowych zarzutów wobec modelu ewolucyjnego jest fakt, że nie wyjaśnia on pochodzenia tego, co prostsze być nie może, czyli nieredukowalnego rdzenia. Profesor Michael Behe oznajmia: „Chciałbym podkreślić, że dobór naturalny, będący motorem darwinowskiej ewolucji, działa jedynie wtedy, gdy istnieje coś, co może zostać wyselekcjonowane - coś, co przynosi pożytek już teraz, a nie dopiero w przyszłości”. No tak; dobór naturalny nie ma możliwości proroka :) Nawet uczciwi przeciwnicy teorii inteligentnego projektu w przyrodzie przyznają, że darwiniści nie mają pojęcia, w jaki sposób układy niekompletne, które rzekomo były ewolucyjnymi prekursorami dzisiejszych systemów biochemicznych, mogły zdobywać przewagę selekcyjną:
https://bioslawek.files.wordpress.com/2014/12/zrzut-ekranu-z-2014-12-19-045102.png?w=626&h=597&zoom=2

Co to jest nieredukowalny rdzeń, obecny w zintegrowanych systemach biochemicznych i jaka jest istota koncepcji nieredukowalniej złożoności?

W swojej głośnej książce „Czarna skrzynka Darwina” profesor biochemii Michael Behe opisał kilka kompleksów biochemicznych i uznał je za nieredukowalnie złożone pod względem pełnionej funkcji:

W „Czarnej skrzynce Dasrwina” Michael Behe opisał kilka układów nieredukowalnie złożonych.

Jest to wiciowy silnik bakteryjny

https://www.youtube.com/watch?v=fFq_MGf3sbk

Kaskada krzepnięcia krwi

https://www.youtube.com/watch?v=_yQD0U3ZtCs

Transport pęcherzykowy

https://www.youtube.com/watch?v=cYtGcy8VAMw

Fototransdukcja

https://bioslawek.wordpress.com/2015/04/13/nieprzebyte-problemy-z-ewolucja-oka-nieredukowalna-zlozonosc-niemal-na-kazdym-poziomie/

Układ odpornościowy

https://www.youtube.com/watch?v=QNj40YuBsMI&t=4s

https://www.youtube.com/watch?v=IO8RqAa8tuc

https://www.youtube.com/watch?v=UDCf1j_bgGU&t=5s

Jak zdefiniować taki układ? Można go porównać do pułapki na myszy. Składa się ona z:

https://www.reddit.com/r/gifs/comments/5peqts/hotdog_vs_mouse_trap/

- Deseczki,

- sprężynki,

- dyszla utrzymującego ramkę w naprężeniu,

- ramki przyciskającej mysz.

- haczyka z przynętą, który uwalnia dyszel a co za tym idzie naciągniętą ramkę, którą podtrzymuje, gdy mysz zacznie szarpać ser,

- przynajmniej 4 skobelki, które pozwalają to wszystko przyczepić do deseczki.

Funkcją pułapki na myszy jest ich łapanie. Po to została zaprojektowana. Gdyby takie urządzenie przenieść do żywej komórki, która się rozmnaża i mutuje, to czy po zbadaniu jego funkcji można by było wyjaśnić, jak stopniowo wyewoluowało? Przecież po usunięciu jakiegokolwiek z elementów pułapka traci możliwość pełnienia swojej funkcji, więc jak mogła ewoluować STOPNIOWO, poprzez dodawanie kolejnych elementów i tym samym zachowywać funkcję łapania myszy?

Można sobie wyobrazić pułapkę na myszy nieco zmodyfikowaną. Np. w celu zwiększenia nacisku ramki na mysz dokładamy dodatkową sprężynkę. Kiedy ją później usuniemy pułapka dalej będzie łapała myszy. Ale jak usuniemy wszystkie sprężynki, to straci swoją funkcję, ponieważ podstawowa pułapka na myszy tworzy nieredukowalnie złożony RDZEŃ, którego nie można dalej redukować! Podobnie jest z silnikiem czterosuwowym. Samochód z takim motorem pojedzie na 3, 2, a nawet 1 tłoku, ale nie pojedzie bez żadnego.

Można oczywiście założyć, że podczas ewolucji pułapki na myszy prekursory tego urządzenia pełniły różne funkcje. Np. że dyszel był komórkową wykałaczką,

https://www.garneczki.pl/galeria/320x320/s/z/szpilki--patyczki-do-zrazow-ze-stali-nierdzewnej-palo-10-szt-_1.jpg

deseczka służyła komórce do krojenia marchewki,

https://gerlach.pl/uploads/products/2531/deska-do-krojenia-debowa-natur-3.jpg

haczyk do łapania ryb,

https://static.wixstatic.com/media/b44116_32005404d0cb4bbda1bce6879346c8db~mv2.jpg/v1/fill/w_280,h_183,al_c,lg_1,q_80,usm_4.00_1.00_0.00,blur_2/haczyk.jpg

ramka jako podstawka do obrazu,

http://www.strefafona.pl/wp-content/uploads/2018/03/27556-47e56ad99597d54b6ac29db1644c30fe.jpg

sprężynka pełniła jakąś funkcję w klamerce:

https://allegro.pl/oferta/sprezyna-do-klamry-klamerki-krawieckiej-r11-r-11-7309970313

https://f.allegroimg.com/s512/03c4d0/0db2fcfa4037923d663bd7d47a5f/SPREZYNA-DO-KLAMRY-KLAMERKI-KRAWIECKIEJ-R11-R-11

Rozważając sprawę z punktu widzenia ewolucjonizmu molekularnego, należy stwierdzić, że każdy z tych elementów nie był na początku taki sam, jak te w pułapce na myszy. Istniały tylko podobieństwa (powierzchowne homologie), ale też zasadnicze różnice, ponieważ kiedy pełniły inne funkcje, będąc elementami innych skomplikowanych układów (maszyn molekularnych), to do nich były odpowiednio dopasowane;

https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcT4xWih7K6mr3DLQgpKV-j09IS1G8Twu42ZxY9gYMldlliymP0KNA

https://bioslawek.files.wordpress.com/2011/09/777-pompa-rozchwiana-i-dopasowana-a-mareckim-2.png?w=602&h=398

Innymi słowy ewentualna ewolucja komórkowej pułapki na myszy nie mogła polegać jedynie na pozbieraniu tych składników, w ciągu setek tysięcy lat i na ułożeniu ich w pułapkę. Najpierw należało je odpowiednio przerobić, aby można je było komplementarnie dopasować!

http://www.swiat-uslug.pl/wp-content/uploads/handel-i-przemysl/charakterystyka-zawodu-slusarza.jpg

Mam w domu dwie maszynki do mięsa. Jedna została wyprodukowana w latach osiemdziesiątych, druga w roku 2005. Wiele elementów jest bardzo podobnych, ze względu na pełnione funkcje, ale kiedy biorę ślimaka ze starej maszynki i chcę włożyć do nowej, to mimo podobieństw nie chce pasować. To samo dotyczy innych elementów:

lllllllllllllllll

Rozpatrując problem z punktu widzenia ewolucjonizmu, każdy z elementów pułapki musi być kodowany przez jakiś gen. Zanim taka część zacznie spełniać nową funkcję, to hipotetycznie taki gen musi ulec duplikacji – co w efekcie daje dwie kopie genu:

https://bioslawek.files.wordpress.com/2014/04/journal-pbio-1001446-g007.png

Jeden dalej pełni starą funkcję, drugi to materiał do tworzenia elementu pułapki na myszy. Początkowo dobór naturalny nie widzi nowej kopii genu, więc kumuluje ona różne mutacje. Żeby dobór naturalny zaczął odcedzać mutacje, które przerabiają zduplikowany gen na taki, który koduje jakąś część pułapki, to taki prekursor musi pełnić jakąś funkcję: jaką?

Poza tym nawet jak się założy że jakąś pełni, co daje komórce przewagę selekcyjną na każdym etapie ewolucji, to nie jest to element pułapki na myszy tylko zupełnie innej struktury, więc problem pozbierania i dopasowania wszystkich elementów dalej pozostaje.

Dobór naturalny nie ma charakteru proroczego, więc z założenia dopasowuje dany element do nowej funkcji, takiej jaka jest pod ręką:

„Wbrew wszelkim pozorom jedynym zegarmistrzem w przyrodzie są ślepe siły fizyczne (...). Dobór naturalny - odkryty przez Darwina ślepy, bezrozumny i automatyczny proces, o którym wiemy dziś, że stanowi wyjaśnienie zarówno istnienia, jak i pozornej celowości wszystkich form życia - działa bez żadnego zamysłu. Nie ma ani rozumu, ani wyobraźni. Nic nie planuje na przyszłość. Nie tworzy wizji, nie przewiduje, nie widzi. Jeśli w ogóle można o nim powiedzieć, że odgrywa w przyrodzie rolę zegarmistrza - to jest to ślepy zegarmistrz.

Dobór naturalny to ślepy zegarmistrz - ślepy, bo nie patrzy w przód, nie planuje konsekwencji, nie ma celu.' (Richard Dawkins, 'Ślepy zegarmistrz – jak ewolucja dowodzi że świat nie został zaprojektowany', strona 27 i 47.)

Nie może być to pułapka na myszy, bo ona spełnia swoją funkcję dopiero wówczas, gdy są w kupie wszystkie dopasowane elementy – jako układ NIEkompletny jest bezużyteczna. Czy potrafi ktoś zaproponować funkcję dla niekompletnej pułapki, poza tą żeby przywalić myszy w głowę? Pomijając problem trafienia w myszy, pojawia się następujące pytanie: skoro do upolowania myszy wystarczy ją uderzyć deską, to po co do tego reszta tego zaawansowanego technicznie urządzenia? Przeciwnik koncepcji Inteligentnego Projektu oraz nieredukowalnej złożoności, biochemik Bruce Weber napisał :

„Należy przyznać, że przedstawienie tego, w jaki sposób aktualne dane biologii molekularnej sugerują procesy duplikacji genu, tasowania domen i eksonów oraz ewolucji dywergentnej nie wyjaśnia, jak NIEKOMPLETNE SYSTEMY [biochemiczne] zyskują przewagę selekcyjną.”

Czy w przyszłości problem nieredukowalnej złożoności zostanie rozwiązany przez darwinistów? Mają taka nadzieję, o czym świasczy wypowiedź profesora Pawła Golika:

„Geny tworzą cechy wpółpracując ze sobą – w żargonie nazywamy to oddziaływaniem epistatycznym. I trzeba to uwzględniać, dlatego że działanie doboru naturalnego na gen zależy nie tylko od wariantu genu, ale od całego jego otoczenia w genomie – mówimy wówczas o tle genetycznym. (…) Dlatego zamiast mówić o samolubnym genie należałoby mówić o samolubnych genach, samolubnych systemach, samolubnych genotypach, samolubnych genomach. Dobrze rozumiemy jak jest zbudowany gen i jak jest realizowany w komórce. Mało wiemy o wyższych poziomach interakcji genów. (…) Można to przyrównać do rozumienia czym jest cegła i poznawania czym cała budowla, która jest tym wyższym poziomem odnośnie którego teoria ewolucji będzie się musiała dużo dowiedzieć, jak dobór naturalny działa na geny. Jak ewolucja działa na pojedyńczy gen jest [hipotetycznie] dobrze opisane, jak na interakcje w sieciach genetycznych jest złożonym problemem, choć idea jest ta sama. (…)
[Epigenetyka] jest ciekawym rozbudowaniem tego, co wiemy o genetyce – tego jak geny są regulowane, ale to cały czas są geny, a właśnie zmiany (mutacje) w genach są podstawowym mechanizmem ewolucji. Natomiast to, jak zmiany w genach przekładają się na fenotyp organizmu jest procesem bardzo skomplikowanym i dopóki do końca nie zrozumiemy istyty tych mechanizmów nie będziemy do końca rozumieli jak działa ewolucja. Dobór naturalny nie odczytuje genów, on działa na kodowane wielogenowo cechy fenotypowe i właśnie w tym aspekcie musimy się bardzo dużo dowiedzieć. Osobiście jestem przekonany, że teoretycy ewolucji za 10, 20, 30 lub 40 lat będą wiedzieć na ten temat znacznie więcej.[(neo)arwinizm] nadal będzie teorią, której rdzeń zasadniczo pozostanie ten sam – działanie doboru naturalnego przy udziale losowych czynnioków na losową zmienność genetyczną. Natomiast poznanie tego, jak współpracujące ze sobą geny wpływają na fenotyp i jakie są interakcje ewolucyjne fenotypu ze środowiskiej jest kwestią przyszłości – teoria ewolucji ma charakter rozwojowy. Racjonalnej alternatywy dla niej na horyzoncie jak nie było, tak nie ma!”

Biolog profesor Paweł Golik – DEBATA: Więcej niż samolubny gen – gen w dialogu ze środowiskiem” – debata XXII FN – 22.09.2018

TUTAJ jest moje sprawozdanie z tej debaty: https://bioslawek.files.wordpress.com/2018/10/o-tym-jak-profesor-biologii-pawec582-golik-rc3b3wnoczec59bnie-podwac5bcac582-i-bronic582-hipotezy-samolubnego-genu-cda1c2b0-cd9cca96-cda1c2b01.pdf

Jak podsumować argumetację profesora Golika? Każdy, kto jest zapoznany z metodologią naukową i zasadami logicznej argumentacji wie, że nauka bazuje na tym co wiemy, a nie na tym czego być może się dowiemy za 10, 20, 30 lub 40 lat :)

https://bioslawek.files.wordpress.com/2018/05/29572460_1697048903723125_5651371441289923408_n.jpg

„Silna, pozytywna epistaza” - Co naukowcy mówią na temat nieredukowalnej złożoności systemów biochemicznych?

https://bioslawek.wordpress.com/2019/05/23/silna-pozytywna-epistaza-co-naukowcy-mowia-na-temat-nieredukowalnej-zlozonosci-systemow-biochemicznych-angielscy-biolodzy-edytorzy-wikipedii-czesto-o-inteligentnym-projekcie-w-b/

Problem mnogich mutacji

Nukleotydy - wchodzące w skład kodonów kodujących poszczególne rodzaje aminokwasów, odpowiedzialne za tworzenie miejsca aktywnego białka/ strukturalnego czy enzymu są rozproszone wzdłuż całego polipeptydu i to one determinują prawidłową kolejność zwijania się białka, więc jest logiczne, że odpowiednie mutacje musiały powstawać w konkretnej kolejności/ sekwencji zdarzeń. Odpowiednie zwijanie zbiera różne aminokwasy w jednym miejscu, w celu utworzenia funkcjonalnej domeny. A więc do wytworzenia się funkcjonalnego białka potrzeba odpowiednich aminokwasów na swoim miejscu, które są odpowiedzialne za fałdowanie i tych za tworzenie funkcjonalnej domeny, np. kieszeni na jakiś substrat, który musi pasować do niego jak zamek do klucza:
https://d2jmvrsizmvf4x.cloudfront.net/skVLFMvtQ7eC20FlzZuF_lock_and_key_model.jpg

https://www.youtube.com/watch?v=swEc_sUVz5I

https://www.youtube.com/watch?v=2dV5s6v2v8Q

https://www.youtube.com/watch?v=gFcp2Xpd29I

https://www.youtube.com/watch?v=meNEUTn9Atg

https://www.youtube.com/watch?v=qBRFIMcxZNM

https://www.youtube.com/watch?v=--NcNeLc1mo&t=15s

Mój model, mający wyjaśnić działanie doboru kumulatywnego zakłada, że podczas ewolucji białka kolejne mutacje dają przewagę selekcyjną, ale w rzeczywistości tak nie mogło się dziać i z tego względu dobór kumulatywny nie wyjaśnia powstania białek – ewolucji złożonych narządów i tak dalej. Dlaczego?

PROBLEM MNOGICH MUTACJI

Wyobraź sobie, że do powstania jakieś niezbędnej korzystnej funkcji potrzebne są aż 4 mutacje: A,B,C,D. Że dopiero zestaw A,B,C,D może dać korzyść selekcyjną (dostosowanie). Jaka więc korzyść z pojedynczych mutacji: A, B , C czy D, skoro żadna z nich z osobna nie daje żadnej przewagi selekcyjnej? Każda z osobna jest neutralna, bezużyteczna? W tym przypadku, żeby cecha określana przez mutacje: A,B,C,D mogła dać przewagę selekcyjną, to te 4 [kompletny zestaw] mutacje musiałyby nastąpić za jednym zamachem, a prawdopodobieństwo takiego zdarzenia jest znikome. Jeżeli każda z tych 4 mutacji z osobna nie da przewagi selekcyjnej, to taka ewolucja po prostu nie ma szans nastąpić, ponieważ wtedy nie zadziała dobór kumulatywny. Istnieje wiele cech, których funkcję określają nierozerwalne zestawy konkretnie ulokowanych w genach nukleotydów. Jeżeli mutacja wprowadzi zmiany w takich konserwatywnych sekwencjach gen przestaje spełniać swoje funkcje i organizm ginie [efekt letalny]. Wiele enzymów, czy białek strukturalnych, posiadają takie konserwatywne domeny (centra aktywne) i jakiekolwiek zaburzenia paraliżują ich funkcję. W podobny sposób zachowuje się enzym zatruty jakimś antybiotykiem. Kontakt z toksyną powoduje, że jego centrum aktywne traci swoją funkcję i przestaje pasować, jak klucz do zamka do konkretnego substratu.

MMMMM

Jeżeli nie byłoby kompletu potrzebnych mutacji za jednym razem, tylko powstawałyby stopniowo, to białko zwinęłoby się do pewnego momentu i ewolucja utyka w martwym punkcie. Tak też się dzieje w komórce. Zmutowane białka nie zwijają się prawidłowo i dlatego przestają być chronione przez inne białka, zwane chaperonami, ponieważ nie mają się jak przyczepić do źle sfałdowanego białka. Wówczas specjalny białko zwane ubikwityną. Naznacza ono mutanta do kasacji. Następnie zostaje ono poddane recyklingowi, polegającemu na zmieleniu na poszczególne aminokwasy w specjalnej maszynie zwanej proteasomem:

https://pl.wikipedia.org/wiki/Proteasom

https://www.youtube.com/watch?v=JTR0XeRkyk0

https://www.youtube.com/watch?v=hvNJ3yWZQbE

https://www.youtube.com/watch?v=4DMqnfrzpKg

https://www.youtube.com/watch?v=HIRz5hJf3mU

https://www.youtube.com/watch?v=6LGyPRZxirI

Tutaj jest naukowy artykuł, który dotyczy problemu mnogich mutacji. Jak więc widać przeszkodą dla działania doboru kumulatywnego jest nie tylko NIEREDUKOWALNA ZŁOŻONOŚĆ i potrzeba ścisłego, komplementarnego dopasowania domen tworzących złożone systemy komórkowe:

https://youtu.be/9kP79bTd5aA

https://bioslawek.files.wordpress.com/2011/09/777-pompa-rozchwiana-i-dopasowana-a-mareckim-2.png?w=560&h=370

https://bioslawek.files.wordpress.com/2014/02/c9.jpg

https://bioslawek.files.wordpress.com/2014/02/c10.jpg?w=490&h=502

http://www.chirurgenoperatie.nl/wp/wp-content/uploads/borst/er_receptor.jpg

https://www.hormoonormaal.nl/wp-content/uploads/2016/07/insuline-800x675.jpg

Podsumowanie

Niejeden z nas bawił się pionkami domina. Układał je w rzędzie i popychając pierwszy obserwował, jak jeden pionek przewraca kolejny aż przewrócił się cały rząd. Zjawisko takie nazywamy kaskadą. Kaskady są też obecne w biologii. Jedną z nich jest kaskada wiodąca do powstawania skrzepu tamującego upływ krwi. W niniejszym poście nie będę się szczegółowo rozwodził nad zawiłościami kaskady krzepnięcia. Każdy zainteresowany może sam się dokształcić w tej dziedzinie, np. czytając ten artykuł: http://www.kzf.ump.edu.pl/files/wspolne/Krzepniecie-nowe.pdf

Skoro darowaliśmy sobie szczegółowe opisy wróćmy do prostych. Co by się stało, gdyby wyciągnąć jeden pionek domina gdzieś w połowie z rzędu, jaki ustawiliśmy? Przewracanie zatrzymałoby się właśnie tam. Z analogiczną sytuacją mamy do czynienia z kaskadą krzepnięcia krwi. J

Aktywne Wpisy

mówicie u Was jo?

Aktywne Znaleziska

Godzinna kompilacja najlepszych klasyków polskiego Internetu - same klasyki

Wyniki wyborów samorządowych 2024. Dane exit poll

Exit poll : Trzaskowski bierze Warszawę

Co mówią: AKTYWIŚCI KLIMATYCZNI

Pani sędzia

Popularne tagi