رحلة البروتين ( قانون الصدفة وأيديولوجيا العشوائية )

رحلة البروتين

قانون الصدفة.. وأيديولوجيا العشوائية

زعم A.I.OPARIN أبو الكيمياء الحديثة أن نشأة الحياة على الأرض من تطور المادة غير العضوية نتيجة لسلسلة من التفاعلات الكيميائية وبدورها قامت روسيا فوراً بتكليفه بإثبات ذلك عملياً وبذلت في سبيل ذلك كل طاقاتها وإمكاناتها، وبدأ الرجل يتفرغ للبحث العملاق وإثبـات إمكانية إيجـاد حياة عن طريق التفاعل الكيميائي وبعد عمل متواصل قارب عشرين عـاماً خرج الرجل أمام العالم كله وأعلن أن العلم يعجز عن إيجـاد الحياة في مخبر..

"إن التشكيل التلقائي لمثل هذه المنظومات الذرية في جزيئة البروتين تبدو مستحيلة، تمامًا كاستحالة الحصول على ديوان شعر لفركل أنلك - وهو شاعر ملحمي لاتيني - من مجرد الترتيب العشوائي للحروف" A.I.OPARIN.

البروتين: مُركب وظيفي بيولوجي، وحدة بنائه الأساسية هي الأحماض الأمينية. وهو يتكون من سلسلة طويلة جدًا من هذه الأحماض.

وهناك أكثر من 200 حمض أميني في الطبيعة، ولا يوجد في سيتوبلازم الخلية إلا 20 منها - كثير من الأحماض الأمينية غير المُستخدمة في تخليق البروتين تُستخدم في عمليات الأيض الغذائي - عمليات البناء والهدم داخل الخلية - والأحماض الأمينية في الطبيعة أيمن وأيسر كأنهما مرآة، وعلى الرغم من التماثل التام ونفس معدل تواجد الأيمن هو تواجد الأيسر وكلاهما يدخل في تفاعل كيميائي بامتياز إلا أن اختيار البروتين يكون أيسر فقط؛ لأنه الاختيار الوحيد الذي يسمح بالشكل الثلاثي الأبعاد للبروتين بعد ذلك في مرحلة الطي، بينما الأيمن لن يسمح بذلك ولذا فجميع البروتينات يسارية على الإطلاق - حتى أدنى الجراثيم -.

ويوجد في أبسط بكتريا على الأرض ألفا نوع من البروتينات على الأقل..

ولا بد أن ترتبط الأحماض الأمينية بروابط صحيحة، ولابد من حساب زوايا الربط وأنواع الذرات وعددها، وهذه تسمى الروابط الببتيدية ذات القيمة الهامة في فاعلية البروتين فيما بعد.

لو لم تظهر روابط ببتيدية وظهرت مكانها روابط تساهمية مثلا أو روابط هيدروجينية فحسب - وكلها توجد في الطبيعة - فإن البروتين سيتحول إلى سلسلة غير مؤثرة ولا عمل لها.

الآن توجد 3 معضلات أمام الصدفة الداروينية:

1- اختيار 20 حمض أميني فقط من أكثر من 200 حمض موجودة في الطبيعة.

2- الأحماض الأمينية تكون يسارية left-handed.

3- وأن تدخل الأحماض الأمينية في السلسلة المطلوبة لإنتاج البروتين بنفس الترتيب المثالي المطلوب، مثلا بروتين الجلوبين داخل الهيموجلوبين يتكون من 600 حمض أميني، لو اختل حمض أميني واحد مكان واحد؛ فهذا يعني مهمة قاتلة وهي عدم نقل الأوكسجين وهذا مرض لا شفاء له لمجرد اختيار حمض أميني مكان حمض في سلسلة من 600 حمض أميني.

هذه معضلات ثلاثة تجعل من تخليق أبسط بروتين بالصدفة مستحيلا.

فهذه اختيارات واعية إما أن تنشأ فجأة أو لا تنشأ لا يوجد تدرج في الأمر ولا يحتمل التدرج، فسبحان الخالق المدبر!.. ﴿ يُدَبِّرُ الْأَمْرَ مِنَ السَّمَاءِ إِلَى الْأَرْضِ ﴾ [السجدة: 5]

ويوجد داخل جسم الإنسان ملايين البروتينات، لكل بروتين وظيفة محددة للغاية وشكل محدد للغاية ونسق محدد للغاية؛ فهرمون الإنسولين بروتين، وسم الثعبان بروتين، وإنزيمات الهضم بروتينات، والأجسام الدفاعية بروتينات، والكولاجين بروتين....

وأيضا وظائف الخلية تقوم بها بروتينات غاية في التخصصية، وأقل تغيير في الشكل أو النسق يؤدي لنتائج كارثية.

بروتين الكولاجين يحتوي على 1055 حمض أميني وهو يختار حمض الجليسين الأميني في سلسلته الطويلة كثيرًا؛ لأن هذا الحمض يجعل التواء الكولاجين صلب؛ وبالتالي يجعله يؤدي الوظيفة المطلوبة وهي المقاومة في الأنسجة والأربطة فهناك وعي وتخطيط في الاختيار.

يحمل الهيموجلوبين مثلا يوميا 600 لتر أوكسجين إلى 100 تريليون خلية وهو بروتين عملاق؛ لذا تتخلص الكرات الحمراء التي تحمله من النواة والسيتوبلازم لأن وظيفتها حمل الأوكسجين لا أكثر، ويتم التنظيف عبر كرات الدم البيضاء، أيضًا يتخذ الهيموجلوبين الشكل المسموح به لحمل الأوكسجين - لا أكثر - فهذا مُعد بعناية لغاية وهدف لا يتخلف عنه.

طلب إنتاج بروتين:

جميع الطلبات التي يحتاجها الكائن الحي من البروتين توجد مشفرة في نواة الخلية داخل شريط الـDNA بنظام التشفير الرباعي CGTA، هذا التشفير يملأ 1000 مجلد بواقع 500 صفحة لكل مجلد - 3 مليار حرف - كلها موجودة في مساحة 1 على 1000 (1/1000) من الملليمتر مُلتف على نفسه 100 ألف لفة.

التشفير الرباعي:

المعلومات الرقمية على نظام التشفير في شريط DNA مُشفرة بنظام تشفير رباعي " T A C G بتتابع " التشفير الرباعي الموجود في شريط الـ DNA والذي يحمل كل المعلومات الخاصة بالبروتينات التي سيحتاجها الكائن الحي طيلة عمره تُمثل لُغزًا من أكبر الألغاز في الوجود، وهنا يتبادر اللغز العجيب.. مَن الذي قام بالتشفير أولا ثم قام بفك التشفير بعد ذلك؟

فالتشفير عملية في غاية الذكاء، والإعداد للمستقبل، والضبط بعناية، وتخزين المعلومات ونقلها وحفظها واستخدامها بعد ذلك عند الحاجة..

يصل إنزيم بوليمرز إلى نواة الخلية حاملا طلب النَسخ على RNA الرسول ويجد الحروف المطلوبة داخل شريط الـDNA.

طريقة عثور إنزيم بوليمرز على المعلومات المطلوبة لتصنيع بروتين واحد هو مثل محاولة العثور على بضعة سطور في موسوعة مكونة من 1000 مجلد، ويفتح إنزيم بوليمرز شريط DNA كالسوسته ليخرج البيانات، وهذا الفتح السريع ربما يؤدي إلى الحرق لكن الامر مُعد بعناية، والتنظيف والتبريد أولا بأول لا يتوقف.. ويقوم الإنزيم بفتح الجزء اللولبي من الـ DNA، ويُبقيه مفتوحًا حتى يتم استخراج كافة المعلومات - المشفرة - لتصنيع البروتين ولا يتم فتح أي أجزاء أخرى لا حاجة لها...

وأي قفزة خاطئة أثناء النسخ أوترك حرف أو زيادة حرف قد تسبب نشأة بروتين مشوه مما يعني الإصابة بالسرطان؛ فمثلا الجين المسئول عن سرطان الثدي يوجد به 8 آلاف قاعدة نيتروجينية وفي واحدة منها توجد G بدلا من T وهنـا يحدث السرطان بنسبة 85%.. لأن البروتين المُنتج مشوه.

وأحد أشهر أسباب التشوه تكمن في التعرض للإشعاع والبنزين والمواد الكيماوية والمسرطنة.

المسافة التي يقطعها RNA الرسول إلى الريبوزوم - مكان تصنيع البروتين - في أثناء عودته هي مسافة طويلة نسبيًا ويكون عُرضة للتشوه؛ لذا يكون مُحاط دائمًا بإنزيمات الحماية والأمان.

بمجرد وصول الشفرة - شفرة تصنيع البروتين إلى الريبوزوم - مصنع البروتين - تظهر مشكلة جوهرية فلُغة المعلومة في الـ DNA هي لغة الكودون المُكون من 3 حروف - قواعد نيتروجينية - في حين لُغة الحمض الأميني هي لُغة من 20 حرف - 20 نوع حمض أميني - ولأجل ترجمة لغة الكودون إلى لغة الحمض الأميني فإنه يوجد في الريبوزوم قرابة 100 جزيء يختص بالترجمة.

بعد وصول النسخة إلى الريبوزوم - المصنع - يقوم RNA الناقل بنقل الأحماض الأمينية من السيتوسول إلى الريبوزوم لتبدأ عملية التصنيع طبقا للشفرة الموجودة.

ستتحول الآن هذه الشفرة إلى كائن ثلاثي الأبعاد يقوم بوظيفة يُسمى البروتين.

داخل الريبوزوم - مصنع تخليق البروتين - تنتقل الأحماض الأمينية الموجودة في السيتوسول إلى الريبوزوم عن طريق RNA الناقل.

الآن يُشترط للبدء في التصنيع فيتامين سي (C) وبعض الإنزيمات المتخصصة... أي عبث أو خلل أو قصور في هذه الإنزيمات يعني خلل للبروتين، وبالتالي خلل للجسم كله، إنها عملية معقدة غير قابلة للإختزال ولا للتطور إما تظهر فجأة أو لا تظهر، وبعد طباعة الكود وتخليق البروتين يصبح بلا قيمة ولا هدف لأنه سلسلة طويلة غير مبرمجة للقيام بأي عمل.

ليتحول البروتين من مجرد سلسلة طويلة من الأحماض الأمينية إلى بروتين وظيفي مُبرمج للقيام بعمل لا بد أن يدخل مرحلة الطي والانثناء والانحناء؛ ليأخذ الشكل المناسب الخاص به، وهنا ندخل ضرب من الاحتمالات يزيد على مليارات الاحتمالات، فهو يمكن أن يُنتج مليارات الأشكال والمطلوب شكل واحد فقط، وصورة ثلاثية الأبعاد معينة - أي شكل آخر غير مقبول - وفي اللحظة التي يصل فيها للشكل المطلوب نستطيع أن نقول أننا حصلنا على البروتين الوظيفي وشكل البروتين أمر قطعي في وظيفته.

فلابد أن يلتف بروتين الميوسين إلى شكل يشبه سلك سماعة الهاتف لأنه سيغذي الشعر والعضلات وبالتالي سيتعرض للشد والجذب والتفكك ثم الالتحام... وهذه العلاقة التي تُنتج بروتين مُبرمج تحتاج الى وقفة اخرى.

بروتين الفيبرين في شبكة العنكبوت يملك خاصية الالتفاف مع شدة القوة في نفس الوقت وإلا لانقرض العنكبوت.

الانحناء بشكل خاطئ في جهة واحدة أو في حمض أميني واحد يؤدي إلى بروتين غير فعال.

كل هذه الوظائف والمهام والرسائل وعملية تخليق البروتين كاملة لا تتجاوز ثواني معدودة داخل الخلية، وخمسين خلية لن تشغل النقطة الصغيرة في نهاية الجملة.

إذن لإنتاج بروتين فعال فإننا بحاجة إلى:

1- 300 جزيء ضخم يكون بينهم على الأقل 80 ريبوسوم

2- 20 جزيء لإحضار الأحماض الأمينية

3- العشرات من الإنزيمات

4- 100 إنزيم للعملية النهائية - التشطيب-

5- 40 جزيء RNA - مهندسين -.

الآن ما هي احتمالية تكوين بروتين مثل بروتين الكولاجين بالصدفة؟

يوجد في الطبيعة أكثر من 200 حمض أميني مُختلف، ويوجد في سيتوبلازم الخلية 20 حمض أميني، والمطلوب من RNA الناقل أن ينقل لنا في كل مرة حمض أميني يتوافق مع الترتيب الخاص ببروتين كبروتين الكولاجين، وبما أن سلسلة بروتين الكولاجين تتكون من 1055 حمض أميني إذن الاحتمالية لتخليق بروتين الكولاجين بالصدفة تصبح 10 أس 527(52710) والأمر لن يتوقف عند ذلك؛ فلابد أن تكون السلسلة عسراء - فالأحماض الأمينية في الطبيعة أيمن وأيسر كأنهما مرآة، وعلى الرغم من التماثل التام ونفس معدل تواجد الأيمن هو تواجد الأيسر إلا أن الاختيار يكون أيسر فقط لأنه الاختيار الوحيد الذي يسمح بالشكل الثلاثي الأبعاد للبروتين بعد ذلك في مرحلة الطي بينما الأيمن لن يسمح بذلك وهنا يصبح 10 أس 527 مضروبا في 2 ليصبح 10أس 1054 وهذا هو الجنون الرياضي.. فاحتمالية الشيء إذا زادت على 10 أس 50 فإنها تساوي الصفر رياضيا.

وهناك حساب آخر لاحتمالية تخليق بروتين بالصدفة، قام به العالم دوغ إكس الحاصل على الدكتوراه في البيولوجيا الجزيئية من كالتك؛ حيث قام بحساب تكوين جزيء بروتين صغير وظيفي يتكون من 150 حمض أميني، وقال لديك فرصة من اثنين من كل جانب ليتكون لديك الحمض الأميني المناسب، ثم بعد ارتباط حمضين أمينيين بالصدفة ويكونان هما المطلوبان في هذا المكان يصبح لديك فرصة من أربعة لارتباط حمضين أمينيين بالحمضين المتكونين وهكذا إلى أن يترابط 150 حمض أميني، وهنا وصلنا للاحتمال 10 أُس 74(10 74) فكل مرة يصبح الاحتمال مرفوعًا إلى ضعف القوة.. وبعد أن يتكون البروتين تصبح لدينا معضلة التناظر اليساري فأثناء بناء البروتين فلابد أن يكون للأحماض الأمينية ما يُعرف بنسخة يمينية التناظر ونسخة يسارية التناظر.. النسخة اليسارية التناظر هي الوحيدة التي يمكن استخدامها في بناء بروتين؛ إذن هنا سيكون الاحتمال 10 أس 164 هذا احتمال تكوين بروتين وظيفي بسيط.

هل حدث في تاريخ البشرية أن يأتي عاقل ونُطلعه على هذه المعطيات ثم نقول له الحياة نشأت بالصدفة ويصدقنا؟ لا يوجد عالم جاد يعتقد أن الحياة نشأت عن طريق الصدفة.

وللذين يجهلون لغة الرياضيات ولا يعرفون ما معنى 10 أُس أي رقم..

فهذه بعض المعلومات لتوضيح الأمر:

• عدد الذرات الموجودة في الكون كله 10 أس 80.

• مضى على الانفجار الكبير 10 أُس 16 ثانية فقط.

• جميع الأحداث التي حدثت منذ بداية الكون هي 10 أس 139 فمثلا عندما أكتب الان هذه الكلمات حدث بداخلي أنا وحدي آلاف الاحداث.

لذا من أجل إنتاج بروتين واحد بسيط وظيفي نحن بحاجة إلى برميل يوجد بداخله خليط من الأحماض الأمينية بشرط أن يكون حجم هذا البرميل مليارات مليارات مليارات أضعاف حجم الكون ويأخذ فترة من الوقت مليارات مليارات مليارات أضعاف عمر الكون.... كل هذا من أجل انتاج بروتين وظيفي بسيط.

ولو استخدمنا مليارات المليارات من الكمبيوترات بسرعات مذهلة لمحاكاة هذه الاحتمالات فلن يكفيها عمر الكون كلّه لإنتاج بروتين واحد بالصدفة.

هذه الاحتمالية المدهشة ولم ندخل بعد في باب احتمالات طي البروتين، وهو الباب الأوسع.. المهم بعد إنتاج البروتين يتم نقله إلى مكان عمله ليأخذ دوره ووظيفته.. عملية النقل ووسيلة النقل ومعرفة كل بروتين وظيفته ومساندته بالإنزيمات في رحلته كل هذه ألغاز لم تتكشف للعلم بعد.

أقسم بالله أشعر بالحياء من ارتكاب ذنب أستخدم فيه آلاف البروتينات خُلقتْ بمنتهى الحكمة والإتقان وبديع الصنعة؛ فكل نظرة وكل همسة وكل حركة تستغرق بروتينات مُسيَّرة داخل جسدك لتنفيذ أوامرك.. هذه البروتينات جاءت بنظام تشفير رباعي غاية في الإتقان والحفظ والأمانة في النقل فالبروتين يُلزم الإنسان بالخضوع جبرًا للخالق القاهر القادر العظيم في خلقته وصنعته..﴿ وَفِي أَنفُسِكُمْ أَفَلَا تُبْصِرُونَ ﴾ [الذاريات: 21]

إن عملية عملاقة كتخليق البروتين تجري كل لحظة في كل خلية بدون صخب ولا ضوضاء ولا نفايات، وبمنتهى الدقة والعناية والحسابات المستقبلية، وبطريقة معقدة لا تقبل الاختزال، كل هذا في ثوان معدودة.. أي نقص أو تقصير أو خلل يعني عدم الوجود فعدم الاختزال أحد الشروط في تخليق البروتين، وهذا يؤكد مرة أُخرى الضبط بعناية والحساب للمستقبل والخلق المباشر في أعجوبة من أعاجيب الخلق وحسن الضبط.. ﴿ الَّذِي أَحْسَنَ كُلَّ شَيْءٍ خَلَقَهُ ﴾ [السجدة: 7]

ولذا تعترف مجلة الـ AMERICAN SCIENTIST العلمية المتخصصة أن الجواب عن طريقة تخليق البروتين يجب أن يكون خارج آراء داروين لأن الوضع المذكور يشكل دليلا قويًا يستلزم خلقًا مباشرًا[1].

يقول الكيميائي الشهير ميشيل بيتمان:

كما هو معروف أن عدد الذرات في الكون هو 10 أس 80 وقد مضى منذ الانفجار العظيم 10 أس 17 ثانية واستمرار الحياة يحتاج إلى نحو 2000 من الإنزيمات الأساسية إذن عدد الاحتمالات لتكوين إنزيم واحد فقط أكبر من 10 أس 20 أما احتمال تكوينهم جميعاً فيصبح 10 أس 4000 وهذا مستحيل الحدوث حتى لو كان الكون كله سائلاً عضوياً[2].

مراجع للاستزادة:

• هارون يحيى، معجزة البروتين [نسخة إلكترونية].

• The Human Protein Atlas "proteinatlas.org".

• هيثم طلعت، موسوعة الرد على الملحدين العرب، موقع الإلحاد في الميزان.

ينشر بالتعاون مع مجلة "براهين" العدد (1)

www.braheen.com