Bagian 1: Bisakah seseorang menantang gennya
Secara teori, organisme hidup dapat hidup untuk waktu yang sangat lama, hampir selamanya. Dari mana datangnya sifat buruk seperti kematian pada makhluk hidup?
Kita semua akan mati suatu hari nanti. Sayangnya (dan mungkin untungnya, ada sudut pandang yang berbeda), kehidupan diatur sedemikian rupa sehingga kita mendapatkan keajaiban ini lengkap dengan tambahan wajib yang sangat tidak menyenangkan - kematian.
Beberapa ahli biologi percaya bahwa tidak selalu demikian. Tampaknya August Weismann yang terkenal adalah orang pertama yang meragukan "keniscayaan" kematian. Ini adalah nenek moyang dari ahli genetika Weismanist-Morganist, yang sangat dibenci oleh Trofim Lysenko. Dalam ceramahnya, yang diberikan Weismann di Freiburg pada tahun 1881, dia berkata: "Saya melihat kematian bukan sebagai kebutuhan primer, tetapi sebagai sesuatu yang diperoleh untuk kedua kalinya dalam proses adaptasi." Jadi kematian diciptakan oleh alam dengan tujuan untuk memastikan perubahan generasi, tanpanya kehidupan tidak dapat berkembang dan tanpa itu evolusi tidak mungkin.
Peran DNA dalam faktor keturunan belum diketahui. Tidak jelas bagaimana genetika disusun secara umum, dan Weisman merasa bahwa semua ini akan terungkap: "Tidak ada keraguan bahwa organisme yang lebih tinggi dalam versi rancangannya yang turun kepada kita hari ini mengandung benih kematian." Benih apa yang sedang kita bicarakan? Tentu saja, tentang gen. Artinya, jika diterjemahkan ke dalam bahasa yang lebih modern, seorang ahli biologi terkenal menyatakan bahwa gen kematian tertanam di semua organisme hidup (yaitu Anda dan saya). Jadi ternyata suatu saat mereka bisa hidup dan kita akan langsung mati. Mari kita katakan, bunuh diri biologis molekuler.
Seberapa jauh kita telah sepakat? Sampai-sampai organisme hidup entah bagaimana diprogram untuk bunuh diri? Ini mungkin tampak gila, semua orang tahu tentang naluri mempertahankan diri, dan secara umum, apa yang lebih berharga bagi tubuh dan seseorang daripada hidupnya sendiri?
Video promosi:
Tujuan tertinggi dari organisme hidup
Dari sudut pandang kemanusiaan, yaitu keegoisan kemanusiaan kita, tentunya hidup adalah nilai yang tertinggi. Tetapi penulis baris-baris ini adalah seorang ahli biologi profesional, dan bahkan dengan kegemaran akan pengobatan. Jadi saya juga menganggap seseorang hanya sebagai makhluk hidup yang terkait dengan vertebrata, hewan, mamalia, dari ordo primata, genus Homo, spesies sapiens. Dan saya tahu bahwa bagi semua makhluk hidup ada hal yang jauh lebih berharga daripada kehidupan mereka sendiri. Ini adalah genom spesies mereka. Himpunan semua gen, yang menentukan makhluk apa ini, makhluk macam apa itu.
Dan ini adalah hal yang sangat penting. Genom setiap spesies telah terbentuk sebagai hasil evolusi puluhan dan ratusan juta tahun, dan jika pernah hilang, spesies tersebut akan benar-benar hilang, yang berarti jutaan tahun ini telah berlalu dengan sia-sia. Semua makhluk hidup dan dalam jumlah mereka bersama Anda, dari orang tua mereka menerima salinan genom, memeriksa kinerja (salinan) selama hidupnya, dan jika salinan itu ternyata bagus, maka itu diteruskan ke anak-anak mereka. Seseorang bertanya tentang arti hidup? Dari sudut pandang biologi, terlihat seperti ini. Saya mengerti, menggunakannya sedikit dan, jika berfungsi dengan baik, saya menyebarkannya.
Biasanya, kepentingan genom sama dengan kepentingan pembawa sementara sepenuhnya. Jika makhluk itu, karena tidak sempat meninggalkan keturunannya, mati, salinan genomnya akan hilang selamanya. Tetapi terkadang situasi yang sangat tidak menyenangkan terjadi ketika keinginan pembawa itu sendiri tidak sesuai dengan kebutuhan genom. Dan kemudian gen kita segera menunjukkan siapa bos rumah itu.
Contoh yang bagus adalah ragi pembuat bir, salah satu subjek penelitian favorit di kalangan ahli biologi. (Saya menduga ini karena produk sampingan yang luar biasa yang dapat mereka hasilkan.) Ragi adalah jamur uniseluler yang agak primitif, dan dapat hidup dalam dua cara: bereproduksi secara aseksual, atau mengatur reproduksi seksual untuk dirinya sendiri.
Jika semuanya baik-baik saja dalam hidup mereka, maka ragi berkembang biak, mengeluarkan sel-sel baru dari dirinya sendiri, salinan-klonnya yang persis sama. Prosesnya dapat diulang berkali-kali, dan ragi hidup untuk waktu yang sangat lama, mengalikan jumlahnya dan mencoba menangkap ruang sebanyak mungkin. Evolusi dalam mode ini sangat lambat, karena variabilitasnya sangat kecil, sel baru dan lama bercampur di lingkungan, dan ada banyak sel lama. Secara umum, stagnasi.
Namun kemudian kondisinya mulai memburuk (misalnya, semua makanan sederhana yang ada di daerah tersebut telah dimakan). Sel jamur merasa bahwa freebie sudah berakhir dan "memutuskan" untuk mempercepat evolusinya sendiri, mendapatkan kembali kemampuan untuk cepat beradaptasi dengan kondisi baru. Ini dilakukan dengan dua hal:
Reproduksi seksual wajib diperkenalkan.
Untuk melakukan ini, sel-sel ragi menyepakati yang mana yang akan menjadi laki-laki dan mana yang akan menjadi perempuan, dan mengatur pertukaran gen.
Kematian yang cepat muncul.
Kematian sel jamur yang terprogram, yang tidak ada dalam kondisi reproduksi aseksual yang lebih nyaman. Jelaslah penting agar generasi ragi yang lama memberikan ruang bagi yang baru sebagai hasil dari "pengocokan" gen.
Dan tahukah Anda apa sinyal yang memicu kematian terprogram sel jamur? Feromon - zat yang dirasa ragi dari satu jenis kelamin mewakili lawan jenis. Penemuan fakta ini menyebabkan banyak keributan di tengah kerumunan ilmuwan ragi. Inilah kisah cinta dan kematian yang memilukan di dalam ragi pembuat bir.
Pengorbanan adalah aturan umum
Artinya, begitu spesies perlu mempercepat evolusinya sendiri, kepentingan individu segera dikorbankan demi Yang Mulia Genom. Dan aturan ini, menyedihkan bagi individu individu, dapat dilacak pada makhluk dengan kompleksitas apa pun.
Pikirkan semusim yang mati segera setelah buahnya matang. Omong-omong, mereka mungkin tidak tahunan sama sekali. Hanya berkembang biak sekali. Misalnya, bambu hidup berpuluh-puluh tahun, lalu mekar, berbiji, lalu mati. Perhatikan bahwa beberapa mutasi pada gen tanaman tahunan dapat mengubahnya menjadi … abadi. Misalnya, ahli genetika Belgia berhasil melakukan ini, karyanya dianugerahi publikasi di Nature.
Apakah menurut Anda ini hanya berlaku untuk jamur dan tumbuhan? Ini serangga. Mahkota evolusi, ngomong-ngomong! Tanyakan pada ahli zoologi invertebrata mana yang lebih keren - Dipteran atau monyet botak yang canggung? Mayflies tidak hidup lama: dari beberapa jam hingga beberapa hari (tergantung pada spesies tertentu), karena mereka tidak memiliki … mulut. Mereka tidak bisa makan dan mati kelaparan. Apakah setiap lalat capung menyukainya? Saya kira tidak. Apakah mereka senang dengan genom spesies mereka? Saya yakin. Hanya karena ini adalah spesies hewan yang sangat sukses, yaitu spesies hewan yang tersebar luas dan sangat lama. Jauh lebih tua darimu dan aku.
Hancurkan sistem, ubah program
Jadi, anehnya, ada program genetik untuk bunuh diri. Tetapi kami mulai tidak membicarakannya sama sekali untuk sekali lagi membuat kagum pada pengaturan alam yang hidup. Ada pertanyaan yang jauh lebih mendesak yang menyangkut kita masing-masing. Ingat - "kita semua akan mati"? Bukankah genom kita ada hubungannya dengan fakta menyedihkan ini? Bukankah kita telah mewarisi dari nenek moyang primitif kita beberapa program genetik, yang tujuannya adalah untuk membawa kita ke kuburan?
Saya akan mencoba membuktikan kepada Anda bahwa memang demikian adanya. Dan kami cukup mampu untuk menghentikan program ini. Karena itu diperlukan dengan tujuan semata-mata untuk mempercepat evolusi manusia sebagai spesies biologis. Tetapi kita tidak lagi membutuhkan ini, karena alih-alih kecepatan evolusi siput, manusia telah lama menggunakan metode bertahan hidup yang jauh lebih cepat dan lebih efektif sebagai spesies - kemajuan teknis. Ini berarti bahwa dia tidak lagi membutuhkan semua jenis alat evolusi yang tidak menyenangkan dan mereka dapat dimatikan, tidak peduli bagaimana Yang Mulia Genom Manusia memprotes hal ini.
Dengan kata lain, sangat mungkin untuk mengajukan pertanyaan, apakah kita ingin terus menjadi tempat penyimpanan sementara gen dalam perjalanan dari satu generasi ke generasi berikutnya? Mesin biologis, secara membabi buta mengikuti perintah genomnya sendiri? Apakah sudah waktunya untuk pemberontakan mesin?
Bagian 2: Bagaimana program genetika mendorong orang ke kuburan
Ancaman terbesar bagi manusia adalah penuaan biologis, yaitu melemahnya fungsi tubuh secara perlahan, yang secara tak terelakkan meningkatkan kemungkinan kematian. Ada banyak alasan untuk percaya bahwa penuaan adalah hasil dari program genetik.
Dengan semua kebesaran Umat Manusia dan Manusia, Anda dan saya tidak lebih dari mesin biologis. Orang tua kita mengunggah sebuah program ke dalam diri kita - hidup kita, genom kita - eksekusi, sebenarnya, dari program ini. Apa itu? Fakta bahwa kita perlu berkembang dalam bentuk embrio, dilahirkan, tumbuh dan, jika salinan genom yang diunduh berhasil dalam diri kita, transfer salinan ini kepada anak-anak kita. Tetapi program itu tidak berakhir di situ. Karena ada juga tahap terakhir di dalamnya - perlu untuk membebaskan sebuah tempat di gua untuk generasi berikutnya, dengan kata lain, untuk mati.
Jika semua orang setuju dengan tahap pertama program, maka entah bagaimana mereka tidak suka memikirkan bagian terakhir. Dan tidak hanya orang biasa, tapi juga ilmuwan profesional. Mungkin ini karena kebanyakan ahli biologi sangat menyukai kehidupan dan dalam segala manifestasinya. Sebenarnya, itulah mengapa kami menjadi ahli biologi. Itu selalu jauh lebih menarik bagi kita untuk mengeksplorasi dari mana datangnya sesuatu, daripada kemana perginya nanti, bagaimana ia dihancurkan.
Dalam hal ini, sejarah studi tentang protein sangat instruktif (nama lainnya adalah protein, ini secara khusus yang dikodekan dalam gen kita, bagian terpenting dalam sistem kehidupan mana pun). Proses sintesis protein dalam sel mulai dipelajari dengan cermat sejak tahun 50-an dan dengan sangat cepat menemukan bagaimana hal ini terjadi. Sejak tahun 70-an, semua buku pelajaran telah menjelaskan mekanisme terkait, yang bekerja dengan sempurna dan sepanjang waktu menghasilkan semua protein yang kita butuhkan. Pertanyaan: kemana mereka pergi? Mereka tidak hidup selamanya. Sel akan meledak begitu saja dari semua waktu protein yang disintesis. Tetapi untuk beberapa alasan, ahli biologi entah bagaimana "tidak terlalu peduli dengan masalah ini." Dan mengabaikan sistem degradasi protein yang besar dan kompleks. Ini menempati lebih dari 10% dari semua gen kita, dan yang menentukan dengan tepat berapa lama protein tertentu harus hidup,tergantung fungsinya. Beberapa dari mereka hidup hanya beberapa jam, yang lain tetap di kandang selama bertahun-tahun. Mereka mulai mencuci tentang ini hanya di akhir 80-an, dan Hadiah Nobel dianugerahi untuk penemuan sistem penghancuran protein yang ditargetkan.
Manjakan programnya
Bukankah cerita serupa terjadi dengan kematian terprogram dari organisme? Mungkin ahli biologi tidak mau hanya memikirkannya? Dan sia-sia! Karena jika kematian kita juga diprogram, seperti kelahiran kita, maka ini memberi kita kesempatan besar untuk hidup lebih baik dan lebih lama. Faktanya adalah bahwa biologi, dengan segala pencapaiannya, adalah ilmu yang cukup muda. Kita masih tahu persis bagaimana alam hidup diatur dan masih belum tahu bagaimana menciptakan berbagai sistem biologis baru yang bisa berguna bagi kita untuk memperpanjang hidup kita sendiri. Tetapi jika kematian kita terjadi karena aksi program, maka tidak perlu membangun apapun. Sebaliknya, itu perlu dihancurkan. Hancurkan tahap terakhir dari program ini, yang berakibat fatal bagi kami. Selain itu, bahkan mungkin untuk tidak menghancurkannya sepenuhnya (ini bisa berbahaya, dan, mungkin, masih tidak mungkin),cukup sederhana untuk mengganggunya, memasukkan mekanisme ini ke dalam roda tongkat. Untuk semua pemuda teknik biologi dan biologi, entah bagaimana kita sudah tahu bagaimana memecahkannya. Dan kemudian mekanismenya akan bekerja lebih buruk, yang berarti kita akan hidup lebih lama.
Namun, apakah ada mekanisme serupa dari bunuh diri terprogram dalam tubuh manusia? Mungkin para ilmuwan entah bagaimana mengabaikannya, hanya karena tidak ada, dan bukan karena mereka tidak ingin melihatnya? Dengan segala hormat kepada rekan-rekan saya, saya rasa tidak. Dan kemudian saya akan mencoba membuktikan bagaimana mungkin secara umum dalam ilmu pengetahuan yang lemah seperti biologi, bahwa ya, kami memiliki program ini. Dan Anda bisa mulai melawannya. Tetapi untuk mengetahui tentang apa ini, Anda perlu membaca seri artikel ini sampai akhir.
Nah, program seperti apa yang bisa kita bicarakan? Ada beberapa opsi, dan mari kita mulai dengan yang paling sederhana. Ada hal yang sangat keji dan mematikan seperti sepsis. Ini biasanya terjadi ketika darah terinfeksi bakteri. Artinya, jika sejumlah besar mikroba masuk ke dalam darah, itu sangat berbahaya. Suhu seseorang meningkat tajam, yang disebut peradangan sistemik berkembang, dan prosesnya kemungkinan besar berakhir dengan cara yang paling menyedihkan - pasien meninggal. Ngomong-ngomong, ini juga bekerja pada hewan lain - tikus, tikus, dan hewan lainnya.
Mengapa ini terjadi? Tampaknya semuanya jelas. Bakteri mulai berkembang biak di dalam darah, sistem kekebalan tidak dapat mengatasinya dan mereka "memakan" tubuh manusia dari dalam. Dan, orang bertanya-tanya, apa yang mungkin tidak cocok untuk kita dengan penjelasan yang begitu lugas dan mudah dimengerti?
Kekebalan yang mematikan
Tapi inilah masalahnya. Pada titik tertentu ternyata efek yang sama dapat dicapai (tidak pada manusia, tentu saja, tetapi dalam percobaan pada tikus) jika mati (!) Bakteri dimasukkan ke dalam darah. Mereka tidak dapat bereproduksi, atau "memakan" apapun. Dan gejalanya sama - demam dan peradangan, dan sebagai akibatnya, kematian karena kegagalan beberapa organ. Aha! - kata para ilmuwan yang tertarik, - itu berarti bahwa bakteri itu sendiri tidak mengerikan, tetapi karena mereka mengandung zat yang sangat beracun bagi manusia (atau tikus)! Ini juga menyebabkan syok septik. Mereka mulai memahami dan benar-benar mengisolasi zat semacam itu dari bakteri, atau lebih tepatnya dari cangkangnya. Jika itu dibersihkan dan dimasukkan ke dalam darah hewan, maka makhluk malang itu juga akan mati karena syok septik. Apakah zat ini? Sungguh racun bakteri yang mengerikanyang langsung disebut endotoksin - yaitu racun internal bakteri?
Ternyata ini adalah polimer sederhana yang terdiri dari residu gula dan lipid - lipopolysaccharide (singkatan bahasa Inggris - LPS). Pada intisari kimianya, zat ini sama sekali tidak berbahaya, hanya bahan pembangun yang menyusun dinding sel bakteri. Bagaimana LPS bisa menjadi racun bagi mamalia? Mereka mulai memahami lebih jauh dan menemukan bahwa mamalia memiliki protein khusus - reseptor LPS, yang secara konstan memantau darah untuk melihat munculnya zat ini. Dan jika mereka mendeteksi sejumlah LPS, maka mereka memicu serangkaian reaksi biologis yang mengerikan, yang kami sebut syok septik. Jika kita membuat tikus mutan yang memiliki gen rusak untuk reseptor ini, maka untuk tikus transgenik seperti itu, dosis LPS yang paling mematikan sama sekali tidak berbahaya.
Tubuhnya tidak akan menyadari "endotoksin" dan akan terus hidup bahagia. Anda dapat menghentikan program bunuh diri ini dengan cara lain. Kaskade inflamasi yang menakutkan sebagai respons terhadap LPS adalah bagian dari sistem kekebalan tubuh. Kita tahu zat seperti kortikosteroid seperti deksametason yang bagus untuk menekan sistem kekebalan. Dengan demikian, jika LPS diinjeksikan ke dalam tikus bersama dengan dexametozone, maka reseptor LPS tikus tersebut, tentunya akan mendeteksi dan mengirimkan sinyal “ke atas” ke sistem kekebalan. Tetapi ini tidak akan menyebabkan sesuatu yang buruk, karena itu akan dinonaktifkan. Dan tikus itu akan bertahan hidup.
Secara umum, jika kita menghilangkan semua detail mengerikan ini, maka kesimpulannya adalah sebagai berikut: kematian akibat syok septik terjadi sebagai akibat dari program khusus bunuh diri. Tubuh akan mati sendiri jika menemukan di dalam dirinya sendiri sejumlah besar bakteri patogen. Sekarang, banyak yang diketahui tentang program ini: bagaimana program ini dimulai, bagian mana dari sistem kekebalan yang diaktifkannya, bagaimana dan kapan proses tersebut memasuki fase yang tidak dapat diubah.
Korban untuk sisanya
Sebuah pertanyaan yang masuk akal muncul, tetapi sangat tidak disukai oleh para ahli biologi: mengapa? Mengapa mamalia memiliki sistem yang mematikan ini? Ini pasti tidak dibutuhkan oleh organisme yang terpisah. Tanpa sistem syok septik, dia setidaknya memiliki beberapa kesempatan untuk "menghancurkan" infeksi dan bertahan hidup. Namun alam tidak memberikan kesempatan ini, menghabisi yang malang, bahkan jika bakteri yang menginfeksinya sudah mati. Mengapa?
Jawaban pasti untuk pertanyaan ini, tentu saja, tidak dapat diberikan, karena jalur evolusi tidak dapat dipahami … yah, atau orang yang mengarahkannya ke sana. Tapi sebenarnya, keseluruhan cerita ini terlihat sangat masuk akal dan praktis. Benar, bukan dari sudut pandang individu, sebagai mahkota alam, tetapi dari sudut pandang Yang Mulia Genom Homo sapiens.
Pada zaman primitif, yang menurut standar evolusi hanya beberapa detik yang lalu, individu yang terinfeksi sangat berbahaya bagi spesiesnya yang lain. Karena dia dapat menularkan infeksi kepada mereka, menginfeksi seluruh populasi dan … bagaimana jika ini populasi terakhir dari spesies ini? Kemudian dia (spesies) akan menghilang, dan dengan itu genomnya. Lebih buruk lagi, meski penyakitnya tidak fatal, tetap saja sangat berbahaya. Faktanya adalah pada tahap awal, tubuh melawan infeksi dengan mensintesis zat yang sangat beracun - radikal bebas (saya akan membicarakannya di salah satu kolom berikut).
Zat ini bersifat mutagenik. Dan jika infeksinya parah, maka banyak radikal yang disintesis, dan ini sudah menjadi ancaman langsung bagi munculnya terlalu banyak mutasi dalam genom. Nah, bagaimana seorang individu yang sakit dapat bertahan hidup dan, dengan semua mutasinya, melahirkan anak-anak dengan genom yang tidak dapat dimengerti? Berbahaya! Dari sudut pandang spesies dan, yang terpenting, genomnya, lebih disukai jika individu yang terinfeksi tidak lari kemana-mana, berbaring dengan tenang di bawah semak terdekat dan … mati tanpa menulari kerabat dan tidak lagi berpartisipasi dalam reproduksi. Ini adalah tujuan dari program syok septik.
Tetapi di dunia modern, seseorang tidak membutuhkan program seperti itu sama sekali. Karena kita punya antiseptik dan antibiotik.
Dan tentang usia tua
Nah, pembaca gagah yang telah mempertahankan baris-baris ini akan berkata, katakanlah sepsis adalah sebuah program. Namun untungnya, syok septik jauh dari penyebab utama kematian pada manusia. Ada yang lain yang jauh lebih umum. Dan apa hubungannya dengan program, genom, dan pemberontakan mesin biologis?
Jawabannya adalah: tahukah Anda apa penyebab kematian yang paling umum? Mengancam 100% orang di atas, katakanlah, berusia 20 tahun? Ini adalah penuaan biologis! Artinya, melemahnya fungsi tubuh secara perlahan dan konsisten seiring bertambahnya usia, yang tak terelakkan meningkatkan kemungkinan kematian. Jadi, penulis termasuk para ahli biologi yang percaya bahwa kita memiliki banyak alasan untuk mempertimbangkan penuaan sebagai hasil dari aktivitas program genetik semacam itu. Dan dalam terbitan seri-bio kita berikutnya, saya akan mencoba menyajikan kepada Anda bukti hipotesis yang berani ini, dan pendukung evolusi telanjang akan membantu saya dalam hal ini.
