”Nemirstības” gēna meklējumi

DAUDZĀM tautām ir nostāsti un pasakas, kuros mēģināts izskaidrot, kāpēc cilvēki ir mirstīgi. Kādā afrikāņu leģendā, piemēram, stāstīts, ka Dievs sūtījis pie cilvēkiem hameleonu, kas tiem būtu varējis dot nemirstību, taču hameleons pārvietojies tik lēni, ka ceļā to apsteigusi ķirzaka ar vēsti par nāvi. Lētticīgie cilvēki noticējuši ķirzakas teiktajam un zaudējuši iespēju dzīvot mūžīgi.

Gadsimtu gaitā arī filozofi ir centušies atbildēt uz jautājumu, kāpēc cilvēki mirst. Ceturtajā gadsimtā p.m.ē. sengrieķu filozofs Aristotelis mācīja, ka cilvēka dzīves turpināšanās ir atkarīga no organisma spējas līdzsvarot siltumu un aukstumu. Viņš rakstīja: ”Nāve vienmēr iestājas siltuma trūkuma dēļ.” Savukārt Platons mācīja, ka cilvēkam ir nemirstīga dvēsele, kas turpina dzīvot pēc ķermeņa nāves.

Mūsdienās, par spīti iespaidīgajiem zinātnes sasniegumiem, biologi joprojām nespēj atbildēt uz lielāko daļu jautājumu par novecošanas un nāves cēloņiem. Londonas izdevumā The Guardian Weekly bija teikts: ”Viens no lielākajiem noslēpumiem medicīnas zinātnē ir nevis tas, kāpēc cilvēki mirst ar sirds un asinsvadu slimībām vai vēzi, bet gan tas, kāpēc viņi mirst pat tad, ja nekādu slimību nav. Ja šūnas cilvēka organismā dalās un šādā ceļā atjaunojas 70 gadus, kāpēc tās pēkšņi visas reizē pārstāj to darīt?”

Cenšoties izprast novecošanas procesu, ģenētiķi un molekulārbiologi ir pievērsuši uzmanību šūnām. Daudzi zinātnieki uzskata, ka tieši šajās mikroskopiskajās struktūrās slēpjas ilgākas dzīves atslēga. Piemēram, daži paredz, ka drīzumā zinātnieki ar gēnu inženierijas metodēm uzveiks vēzi un sirdsslimības. Bet cik tuvu zinātne ir tam, lai piepildītu cilvēces sapni par mūžīgu dzīvi?

Ieskats šūnas noslēpumos

Atklāt šūnas noslēpumus mēģināja jau iepriekšējo paaudžu zinātnieki, taču viņus ierobežoja tehniskās iespējas. Tikai 20. gadsimtā zinātniekiem izdevās ielūkoties šūnas iekšienē un izpētīt daudzas no tās galvenajām sastāvdaļām. Ko viņi atklāja? Populārzinātnisku darbu autors Riks Gors rakstīja: ”Izrādījās, ka šūna ir vesels Visums miniatūrā.”

Lai sniegtu priekšstatu par šūnas ārkārtīgi sarežģīto uzbūvi, minēsim, ka ikvienu šūnu veido triljoniem daudz mazāku daļiņu, ko sauc par molekulām. Tomēr, pētot šūnas struktūru, zinātnieki novēro pārsteidzošu kārtību un mērķtiecīgas konstrukcijas pierādījumus. Filips Hanvalts, Stenforda universitātes ģenētikas un molekulārbioloģijas docents, raksta: ”Pat visvienkāršākā dzīvā šūna var normāli augt tikai tad, ja norisinās tūkstošiem koordinētu ķīmisku reakciju.” Viņš arī norāda: ”Šo niecīgo ķīmisko ”rūpnīcu” ieprogrammētie sasniegumi tālu pārsniedz to, ko zinātnieki spēj panākt savās laboratorijās.”

 Tāpēc cilvēka mūža paildzināšana ar bioloģiskām metodēm ir neaptverami grūts uzdevums. Ir ne tikai vajadzīgas pamatīgas zināšanas par pamatelementiem, no kuriem sastāv viss dzīvais, bet arī jāspēj ar šiem elementiem manipulēt. Pievērsīsim mazliet sīkāku uzmanību tam, kā veidota cilvēka šūna, jo tas mums ļaus labāk iztēloties, cik sarežģīta problēma jāatrisina biologiem.

Viss ir atkarīgs no gēniem

Katrā šūnā ir sarežģīts ”vadības centrs”, ko sauc par kodolu. Kodols vada šūnas darbību, sekojot kodētām instrukcijām. Šīs instrukcijas glabājas hromosomās.

Hromosomas sastāv galvenokārt no olbaltumvielām un dezoksiribonukleīnskābes, saīsināti — DNS *. Kaut gan par DNS pastāvēšanu ir zināms jau kopš 19. gadsimta 60. gadu beigām, tikai 1953. gadā zinātniekiem beidzot izdevās noskaidrot tās molekulāro struktūru. Un arī tad pagāja vēl gandrīz desmit gadi, kamēr biologi sāka saprast ”valodu”, ar kuras palīdzību DNS molekulas nodod ģenētisko informāciju. (Skat. ielogojumu 22. lpp.)

20. gadsimta 30. gados ģenētiķi konstatēja, ka ikvienas hromosomas galā atrodas īsa DNS virkne, kas stabilizē hromosomu. Šos DNS veidojumus nosauca par telomērām (no grieķu telos ’gals’ un meros ’daļa’), un to funkciju varētu salīdzināt ar uzdevumu, ko pilda kurpju auklu galos esošās skaviņas. Bez telomērām hromosomas izirtu un sašķeltos īsos fragmentos, saliptu cita ar citu vai zaudētu noturīgumu kādā citā veidā.

Taču vēlākos pētījumos tika novērots, ka lielākajā daļā šūnu pēc katras nākamās dalīšanās telomēras saīsinās. Pēc kādām 50 dalīšanās reizēm šūnas telomēras ir kļuvušas pavisam strupas, šūna pārstāj dalīties un iet bojā. Uz faktu, ka šūnas acīmredzot ir spējīgas dalīties tikai galīgu skaitu reižu, 1960. gadā pirmo reizi norādīja Dr. Leonards Heifliks, un tagad daudzi zinātnieki šo parādību sauc par Heiflika robežu.

Vai Dr. Heifliks bija atklājis šūnu novecošanas mehānismu? Daži tā domāja. Kā 1975. gadā bija teikts izdevumā Nature/Science Annual, progresīvākie novecošanas pētnieki uzskatot, ka ”visās dzīvajās būtnēs atrodas precīzi noregulēts pašiznīcināšanās mehānisms, novecošanas pulkstenis, kuram ejot, izzūd dzīvības spēks”. Bija radušās cerības, ka zinātniekiem beidzot ir izdevies sākt pētīt pašu novecošanas procesu.

90. gados zinātnieki, kas pētīja vēža šūnas cilvēka organismā, atklāja vēl kādu svarīgu faktu par šo ”šūnu pulksteni”. Viņi konstatēja, ka ļaundabīgās šūnas kaut kā ir iemācījušās gūt virsroku pār savu ”šūnu pulksteni” un dalīties bezgalīgi. Šis atklājums biologiem lika no jauna pievērst uzmanību kādam ļoti neparastam fermentam, kas tika atklāts 80. gados un, kā vēlāk noskaidrojās, ir sastopams lielākajā daļā vēža šūnu. Šo fermentu sauc par telomerāzi. Kādas ir  tā funkcijas? Vienkārši runājot, telomerāzi varētu salīdzināt ar atslēgu, kas ļauj uzvilkt šūnas ”pulksteni”, pagarinot tās telomēras.

Novecošanas gals?

Telomerāzes pētījumi drīz kļuva par vienu no aktuālākajām jomām molekulārbioloģijā. Pastāvēja cerības, ka tad, ja biologiem izdotos ar telomerāzes palīdzību novērst telomēru saīsināšanos normālu šūnu dalīšanās procesā, iespējams, varētu likvidēt vai vismaz būtiski aizkavēt novecošanu. Kā norādīts ziņojumā Geron Corporation News, zinātnieki, kas veic eksperimentus ar telomerāzi laboratorijas apstākļos, jau tagad ir pierādījuši, ka normālas cilvēka šūnas ir iespējams modificēt, piešķirot tām ”neierobežotas dalīšanās spējas”.

Visi šie sasniegumi tomēr neļauj cerēt, ka tuvā nākotnē biologiem izdosies manāmi paildzināt cilvēka mūžu, izmantojot telomerāzi. Kāpēc tā var teikt? Viens iemesls ir tas, ka novecošana sevī ietver daudz ko vairāk nekā tikai telomēru nolietošanos. Lūk, piemēram, ko domā Dr. Maikls Fosels, grāmatas Reversing Human Aging autors: ”Ja mēs uzvarēsim novecošanu, kādu to pazīstam mūsdienās, mēs tomēr novecosim kādā citā, mazāk pazīstamā veidā. Ja mēs bezgalīgi pagarināsim telomēras, tad, iespējams, neslimosim ar slimībām, ar kurām tagad cilvēki parasti slimo vecumā, bet tomēr ar laiku mūsu organisms nolietosies un mēs nomirsim.”

Tā tiešām ir — novecošanas procesu acīmredzot ietekmē vairāki bioloģiski faktori, un pagaidām zinātnieki nespēj tos izprast. Leonards Gverents no Masačūsetsas Tehnoloģiskā institūta saka: ”Patlaban novecošana vēl joprojām lielā mērā ir ”melnā kaste”.” (Scientific American, 1999. gada rudens.)

Mēģinot saprast, kāpēc cilvēki noveco un mirst, biologi un ģenētiķi pēta šūnas, bet Dieva Rakstos ir atklāts šīs situācijas patiesais cēlonis. Tajos teikts: ”Viena cilvēka vainas dēļ pasaulē ienācis grēks un ar grēku — nāve, un tādā kārtā visu cilvēku dzīvē ienākusi nāve, jo visi viņi ir grēkojuši.” (Romiešiem 5:12.) Cilvēku nāves iemesls ir stāvoklis, ko zinātne nekad nespēs novērst, — iedzimtais grēks. (1. Korintiešiem 15:22.)

Savukārt Radītājs ir apsolījis likvidēt iedzimtā grēka sekas ar Kristus izpirkuma upura palīdzību. (Romiešiem 6:23.) Mēs varam būt pārliecināti, ka Radītājs zina, kā darīt galu novecošanai un nāvei, jo 139. psalma 16. pantā ir teikts: ”Tavas acis mani redzēja kā vēl bezmiesas iedīgli, un Tavā grāmatā bija rakstītas visas manas dienas [”daļas”, NW].” Dievs Jehova ir radījis ģenētisko kodu un to it kā pierakstījis. Paša noteiktā laikā viņš izdarīs tā, ka cilvēkiem, kas paklausa viņa prasībām, gēni ļaus dzīvot mūžīgi. (Psalms 37:29; Atklāsmes 21:3, 4.)

[Zemsvītras piezīme]

[Papildmateriāls 22. lpp.]

DNS ”VALODA”

DNS valodas pamatvienības jeb ”burti” ir ķīmiski komponenti, ko sauc par bāzēm. Ir četru veidu bāzes: timīns, adenīns, guanīns un citozīns, un parasti tās saīsināti apzīmē ar burtiem T, A, G un C. ”Šīs četras bāzes var iztēloties kā burtus alfabētā, kurā ir četri burti,” sacīts žurnālā National Geographic. ”Tāpat kā mēs sakārtojam sava alfabēta burtus vārdos, kam ir kāda nozīme, A, T, G un C, no kuriem sastāv gēni, tiek sakārtoti trīs burtu ”vārdos”, kas saprotami šūnas ”mašinērijai”.” Savukārt šie gēnu ”vārdi” veido ”teikumus”, kas paziņo šūnai, kā sintezēt noteiktu olbaltumvielu. Secība, kādā ir savienoti DNS burti, nosaka, vai attiecīgā olbaltumviela būs ferments, kas jums palīdzēs sagremot vakariņas, antiviela, kas uzveiks infekciju, vai kāda no tūkstošiem citu olbaltumvielu, kas atrodas jūsu organismā. Nav nekāds brīnums, ka grāmatā The Cell DNS nosaukta par ”galveno dzīvības plānu”.

[Attēls 21. lpp.]

Hromosomu gali (attēlā tie ir spīdīgi) ļauj šūnām kādu laiku dalīties

[Norāde par autortiesībām]

Courtesy of Geron Corporation