Bài “DNA
discovery opens new door to develop tools, therapies for hereditary
cancers” (Một khám
phá DNA mở
đường cho sự chế tạo
những dụng cụ, phương pháp trị bịnh ung
thư về di truyền) trong báo Bioscience Technology có đưa tin một nhóm nghiên cứu tại đại học McMaster, Ontario, Canada vừa
khám phá ra một protein có tên là MutL, có khả năng điều khiển sự sửa chữa các
mẫu tự nền trong DNA, bị so le trong khi DNA được sao chép. Trong bài này
chúng ta sẽ bàn tới ý nghĩa của sự khám phá này trong bối cảnh của vấn đề tiến
hóa hay thiết kế thông minh (intelligent design).
Trước khi
đi vào điểm
chính, chúng ta
cần ôn qua
về cấu trúc
và vận hành
của DNA, protein, và quan hệ giữa
chúng.
I- Đơn vị cơ bản của sinh vật:
Cơ thể sinh vật
được cấu tạo bởi nhiều tế bào. Trong mỗi
tế bào có nhân (nucleus). Trong nhân tế
bào có nhiều nhiễm sắc thể (chromosomes)
đi với nhau thành từng cặp. Một giải nhiễm sắc thể này được cấu tạo bởi hai sợi DNA (Deoxyribo Nucleic Acid) cuốn vào nhau
như lò
xo (Hình 1). Một
sợi DNA được cấu
tạo bởi các
phân tử đường
(màu hồng) và Phosphor (màu chàm) xen kẻ nhau. Hai sợi
DNA trong một giải nhiễm sắc thể kết vào nhau nhờ các nối hóa học, gọi là nối
hi-drô, giữa các phân tử Adenine (A), Thymine (T), Guanine (G), và Cytosine (C)
(trượng trưng bằng các hộp có màu xanh dương lạt trong Hình 2) theo nguyên tắc
sau:
. A nối với T
bằng hai nối
. G nối với C
bằng ba nối
Một nối hy-drô được
tương trưng bằng một gạch ~~~~~~. Mỗi phân tử A, T, G và C được kết hợp từ các
nguyên tử Carbon, Nitrogen, Hydrogen. Chúng được gọi là các “mẫu tự nền.”
Một cặp A-T hay
G-C được gọi là một cặp nền (base pairs). Một sự sắp xếp theo thứ tự nào
Hình 1.- Vị trí
và vai trò của DNA Hình 2.- Cấu trúc
hóa học của DNA Sự kiểm tự trong tiến trình sao chép DNA đó của chúng là chỉ
thị được mã hóa để cơ thể sinh vật biết cách sản xuất ra protein, các tế bào
của các bộ phận khác và cách vận hành chúng. Phần DNA mang chỉ thị đó gọi là
dzin (gene). Phần DNA không mang chỉ thị
nào, hay có mang chỉ thị mà loài người
chưa hiểu, được gọi là DNA rác mà chúng tôi đã có bàn tới [2]. Tổng hợp tất cả
các chỉ thị này được gọi là bộ di truyền (genome). Hiện nay, chúng ta biết được
bộ di truyền có khoảng từ 20 tới 25 ngàn dzin, nằm trong 23 cặp nhiễm sắc thể;
tất cả nhiễm sắc thể có tổng cộng khoảng 3 tỉ (3,000,000,000) cặp nền. Tương tự
như bộ nhớ của máy vi tính có chứa phần mềm, DNA là bộ nhớ của sinh vật, trong
nó có chứa tin liệu về di truyền.
Cũng như DNA,
protein là một chuỗi rất lớn, được tạo thành bởi các phần nhỏ hơn. Mỗi phần nhỏ
này là một amino acid. Mỗi tổ hợp
sắp xếp của ba
mẫu tự
nền trong DNA quyết định
một loại amino
acid. (Tỉ dụ:
T-G-G quyết định Triptophan.) Có tất cả 20 loại amino
acid cơ bản. Thứ tự sắp xếp của các
amino acid trong một
protein quyết định
đặc tính của protein đó. Sự sắp xếp thứ tự của hàng trăm mẫu tự nền
trong DNA nào đó quyết định thứ tự sắp xếp của các amino acids trong một
protein gọi là hemoglobin, tức là vật tải dưỡng khí trong máu của sinh vật.
II- Sự sao chép DNA:
Khi cơ
thể của một sinh
vật lớn lên
thì gia tăng
về kích thước. Muốn vậy,
các tế bào
của nó phải
gia tăng về số
lượng. Tiến trình này gọi là sự nhân đôi (replication) của tế bào: mỗi tế bào
tách ra thành hai giống y nó. Trước đó, thì bộ DNA phải được nhân đôi.
Tiến trình nhân đôi của DNA bắt
đầu bằng việc
kích thích tố
(enzyme) Helicase uốn thẳng hai sợi DNA và tách chúng ra khỏi
nhau. Sau đó, các mẫu tự A, T, G và C
mới được gắn vào hai sợi “lò xo” mới
tách ra khỏi nhau này theo nguyên tắc A nối với T, G với C.
Do vậy, từ một
cặp DNA ban đầu, bây giờ chúng ta có đến hai cặp DNA mới giống hệt như cặp DNA cũ.
Sau khi sự sao chép của DNA kết
thúc, thì đến lượt
tế bào cũ tách thành hai. Tiến trình sao chép của DNA thường
xảy ra rất chính xác với tỉ lệ sai trật khoảng 1 cặp nền bị hư trong mỗi 50
triệu cặp nền được lắp ráp. Một trong các loại hư hoại là hiện tượng “đũa so
le” trong đó nguyên tắc A-T và G-C bị phá vỡ; nghĩa là có sự hiện diện của các
cặp so le G-T hay A-C. Các quang tuyến như cực tím (Ultra Violet), X, Gamma,
v.v. có thể gây ra sự sai trật trong khi DNA rập khuôn. Các quang tuyến này là sóng điện từ có tầng số rất
cao, có thể từ không
gian lọt vào trái
đất do tầng ozone trong khí quyển bị phá mỏng, hay
đến đến từ các vật liệu phóng
xạ (radioactive) như
Uranium. Tiếp xúc với các chất hóa học cũng có thể phá hư
DNA nữa. Cuối cùng, có thể DNA bị hư chỉ vì lý do ngẫu nhiên trong lúc sao
chép. Tất cả các sai trật này là nguyên nhân gây nên biến dị (mutations); từ đó
gây ra bịnh ung thư và các rối loạn di truyền khác.
Để cho sự sao
chép DNA đạt được độ chính xác cao phải có
một tiến trình
kiểm soát gọi
là kiểm tự
(proof reading), tức là kiểm tra và
sửa chữa (nếu cần) sự sắp xếp các mẫu tự nền. Chúng tôi mượn ý và tên
“kiểm tự”
Hình 3.-
Tiến trình rập
khuôn: hai sợi DNA
tách ra, các
chữ nền mới được gắn vào.
Hình 4.- Quan hệ
mật thiết giữa protein
MutL và DNA Sự kiểm tự trong tiến trình sao chép DNA 3
từ nghề in, tức là sự kiểm chữ
của một bài báo, hay sách trước khi nó được đem ra in. Từ sự khám phá của nhóm
nghiên cứu viên của Canada
III- Protein MutL trong bối cảnh của vấn đề
tiến hóa hay thiết kế thông minh:
Từ khám phá ra
protein MutL công bố trong bài báo trên, chúng ta rút ra vài điều:
1- Theo các nhà
tiến hóa, trước hết, cái “có” xuất phát từ cái “không,” rồi cái “có mà chưa
tốt, chưa mạnh, chưa đẹp” đó tiến hóa thành cái “tốt hơn, mạnh hơn, đẹp hơn”
theo một hàm số
liên tục với
thời gian. Theo
điều chúng ta
học được từ môn
sinh hóa học (biochemistry) tức là môn học nghiên cứu
về khía cạnh hóa học của vật sống, proteins phải thật là hoàn chỉnh thì sinh
vật mới sinh hoạt được. Tỉ dụ như MutL phải thật là hoàn chỉnh thì mới điều
khiển tiến trình kiểm tự cho sự sao chép DNA. Nếu tiến hóa thật sự xẩy ra thì
MutL sẽ có nhiều cấu trúc nhỏ lớn, xấu đẹp, đơn giản phức tạp khác nhau vì tiến
hóa là một tiến trình ngẫu nhiên. Nếu có nhiều dạng như vậy thì MutL sẽ không
thể nào làm trọn chức năng kiểm chữ của mình. MutL phải là một cấu trúc
phức tạp không thể giảm
thiểu được, mà giáo sư Michael Behe gọi là irreducible complexity trong cuốn sách “Darwin
2- Muốn có
tiến hóa, trước hết cần phải
có biến dị,
tức là các
thay đổi nhỏ trong DNA. Biến
dị là nguồn
chất liệu của tiến hóa. Không có chúng,
tiến hóa không thể xẩy ra.
Trên các biến
dị ngẫu nhiên này,
chọn lọc tự
nhiên (natural selection) mới hành động để loại bỏ ra những
biến dị không thuận lợi và cố kết những cái có lợi. Từ đó, chúng được truyền
qua đời sau. Tuy nhiên, qua nhiều
khám phá khoa
học, chúng ta biết
rằng những thay
đổi trong DNA có thể gây nên các bịnh trí mạng cho sinh vật như ung thư hơn là làm
cho chúng tiến hóa cao
hơn. Tỉ dụ
như sự hư hỏng
trong DNA của
người có thể
gây ra các bệnh như thấp khớp và tiểu đường theo như
một báo cáo khoa học [4]. Biến dị có thể gây ra
các bệnh nguy
hiểm khác theo
như thống kê
của Đại học
Indiana University-Purdue
University Indianapolis tại Hoa Kỳ [5].
3- Sự hiện diện
của cả ba cơ chế: tầng ozone ngăn cản quang tuyến độc hại, MutL sửa chữa hư
hoại trong DNA, và khả năng tự hủy của
tế bào, tất cả nhắm vào sự bảo vệ
cho sự ổn định của bộ di truyền của sinh vật. Do đó, chúng ta thấy rằng biến dị
mà tiến hóa đòi hỏi là điều mà thiên nhiên “không muốn,” hơn là “muốn.” Điều
này thật dễ hiểu, vì chỉ thị về di
truyền, như phần mềm của máy vi
tính, phải được bảo vệ để ngăn ngừa máy vi tính bị hư liệt.
Hình 5.- Phức
tạp không thể giảm phủ nhận thuyết tiến hóa. Sự kiểm tự trong tiến trình sao
chép DNA 4
IV- Kết luận:
Sự khám phá ra
protein MutL cho chúng ta biết rằng thiên nhiên có những cơ chế để bảo vệ
sự ổn
định của DNA, nhờ
đó, mà sinh vật được
sinh tồn. Thiên
nhiên “không muốn” có những biến dị trong DNA vì chúng đem đến
bịnh tật gây chết cho sinh vật. Một phân tử sinh học muốn hoạt động hữu hiệu,
thì phải có một mức độ phức tạp không thể giảm thiểu được. Vì thế, nó không thể
nào là sản phẩm của quá trình tiến hóa, mà là sản phẩm của một thiết kế thông minh có
trước. Sự thiết kế đó phải là công
trình của Đấng Tạo Hóa mà Cơ-đốc
nhân nhận là Đức Chúa Trời.
Ghi chú:
1- Bioscience Technology, “DNA discovery opens
new door to develop tools, therapies for hereditary cancers,”
http://www.biosciencetechnology.com/News/Feeds/2010/07/disease-research-dna-discovery-opens-new-door-to-develop-tools-the/
2- Lê Anh Huy, “DNA rác,”
http://www.hoptinhhoply.net/?q=node/129
3- Micheal Behe, Darwin
4- Tina Hesman Saey, “Genetic defect tied to
autoimmune diseases,” in Science News,
Vol.178 #2, p.
14 (July 17th 2010)
http://www.sciencenews.org/view/generic/id/60330/title/Genetic_defect_tied_to_autoi
mmune_diseases
5.Genetic
disorders and birth defects center: http://geneinfo.medlib.iupui.edu/
