Рисунок 1: Сравнение контроля транскрипции в E. Coli (слева) с графиком вызовов Linux (справа). Бактериальная клетка способна контролировать многие гены, кодирующие белки (зеленые линии внизу), с помощью относительно небольшого количества элементов управления (желтые и фиолетовые линии). Linux, хотя и является очевидным результатом интеллектуального проектирования, значительно уступает в этом отношении, поскольку требует гораздо большего количества высокоуровневых инструкций для управления относительно небольшим количеством выходов. Из Yan et al. 2010.¹Геном человека – это самая сложная компьютерная операционная система во всей известной вселенной. Он контролирует сверхсложную биохимию, которая действует с точностью до одной молекулы. Он контролирует сеть взаимодействия сотен тысяч белков. Это чудесное свидетельство творческого гения Бога и отличный пример научной несостоятельности неодарвинистской теории. Почему? Потому что чем сложнее жизнь, тем менее обоснованной становится эволюционная теория. Сверхсложные машины нельзя бездумно ремонтировать, иначе они сломаются. А сверхсложные машины не возникают в результате случайных изменений.

Я серьезно сравниваю геном с операционной системой компьютера. Единственная проблема этой аналогии заключается в том, что у нас нет компьютеров, которые можно было бы сравнить с геномом по сложности или эффективности. Аналогия работает только на самом базовом уровне, но именно это делает сравнение таким убедительным. После миллионов часов написания и отладки мы сумели создать только операционные системы, которые могут работать на ноутбуке или сервере, и они часто выходят из строя. Геном же управляет сверхсложной машиной, называемой человеческим телом. Организация этих двух систем также радикально различается. Команда, состоящая из ученых- компьютерщиков, биофизиков и экспертов в области биоинформатики (другими словами, очень умных людей), сравнила геном скромной бактерии E. coli с операционной системой Linux (рисунок 1) и обнаружила, что наши искусственные операционные системы гораздо менее эффективны, потому что они гораздо более «тяжеловесны».¹ Оказалось, что бактериальный геном содержит несколько инструкций высокого уровня, которые контролируют несколько процессов среднего уровня, которые, в свою очередь, контролируют огромное количество генов, кодирующих белки. Linux – полная противоположность. Он гораздо более «верхушечный» и, следовательно, гораздо менее эффективен в выполнении задач. Бактерия может сделать гораздо больше с меньшим количеством элементов управления. Я прогнозирую, что изучение геномики повлияет на будущее развитие компьютеров.

Кроме того, наши компьютеры используют сравнительно простые программы. Программисты говорят о «строках кода». Все мы учили в школе на уроках математики, что строка – это одномерный объект. Таким образом, наши компьютерные программы по сути являются одномерными. Человеческий геном же функционирует в четырех измерениях. Это одно из величайших свидетельств творческого гения Бога.

Первое измерение: молекула ДНК

Длина человеческого генома составляет около 1,8 м. Он полностью помещается в ядре клетки. Чтобы представить себе это, представьте, что если бы ваша ДНК была толщиной с человеческий волос, то ее длина составила бы более 50 километров, сжатых в комокРисунок 2: Начало Y-хромосомы человека, как его можно увидеть с помощью инструмента визуализации генома Skittle.² На этом изображении мы видим много повторяющихся элементов ДНК (полоски). Эти повторения могут не содержать «генов», но они служат для удержания генов в определенном месте в трехмерном пространстве (третье измерение будет обсуждаться ниже). Большая черная область – это повторение, которое проект по изучению генома человека пропустил (у них еще не было технологии для секвенирования высокоповторяющейся ДНК). Четыре буквы, используемые для обозначения первого измерения генома, содержат много информации, но это даже не верхушка айсберга общего информационного содержания генома. размером с мяч для гольфа. Уже на этом этапе мы должны понять, что Бог – невероятный инженер.

Если бы мы посмотрели на последовательность букв в ДНК, она могла бы выглядеть так:

Это первые 700 букв Y-хромосомы человека. Не очень впечатляет, правда? Но если взять ту же последовательность и заменить четыре буквы четырьмя цветными пикселями, получится нечто похожее на рисунок 2.

Первое измерение генома – это просто порядок букв. Они составляют гены, а гены дают клетке команды. Это не так уж и сложно, но дальше все меняется.

Второе измерение: сеть взаимодействий

Второе измерение генома касается взаимодействия одной части ДНК с другой. Как мы уже видели, первое измерение можно легко изобразить графически. Но если вы попытаетесь изобразить второе измерение, вам Рисунок 3: Небольшая часть регуляторной сети микроРНК служит отличным примером второго измерения генома. Здесь оранжевые области представляют 13 генов, которые активируются в связи с атеросклерозом 262 микроРНК (зеленые точки с метками), которые, в свою очередь, производятся в других частях генома. (по Lin et al. 2014³)сначала нужно будет нарисовать множество стрелок, соединяющих разные части линейной цепи ДНК. Изобразить всю сеть взаимодействий генома невозможно, поэтому придется ограничиться небольшим примером. Микро-РНК (miRNA) – это очень маленькие молекулы (около 22 нуклеотидов), которые участвуют в регуляции функций генов. На рисунке 3 показана часть сети регуляции miRNA, которая воздействует только на 13 генов, которые активируются в связи с атеросклерозом (затвердением артерий). Эти гены являются мишенью для 262 miRNA, создавая 372 «регуляторных взаимосвязи». На рисунке 3 не показаны 33 других гена, экспрессия которых снижается под действием 295 miRNA, когда организм борется с этим заболеванием. Помните, что это лишь небольшая часть второго измерения генома!

Второе измерение касается таких вещей, как факторы специфичности [аминокислотная последовательность, которая распознает мишени в РНК-полимеразе – прим. перев.], энхансеры, репрессоры, активаторы и факторы транскрипции. Это белки, которые кодируются в ДНК, но после синтеза перемещаются в другую часть генома и включают или выключают что-либо. Но в этом измерении происходят и другие вещи. В процессе синтеза белка ген «считывается» клеткой в ходе процесса, называемого транскрипцией. Здесь ДНК копируется в молекулу, называемую РНК. Затем РНК транслируется в белок. Но в процессе, называемом посттранскрипционной регуляцией, РНК может быть инактивирована или активирована другими факторами (такими как miRNA), закодированными в других частях генома.

Масштабный многомиллионный проект ENCODE раскрыл некоторые особенности генома, которые мы до сих пор пытаемся полностью понять. Одной из величайших загадок является то, как всего около 22 000 генов могут производить более 300 000 различных белков. Ответ заключается в том, что клетка проходит процесс, называемый альтернативным сплайсингом, при котором гены разрезаются на части, и разные части используются разными клетками в разное время и при разных обстоятельствах для производства множества различных белков. Этот невероятно сложный процесс является лишь одной из частей второго измерения генома.

Третье измерение: трехмерная архитектура ДНК

Третье измерение касается того, как форма молекулы ДНК влияет на экспрессию и контроль различных генов. Мы узнали, что участки ДНК, которые находятся глубоко внутри свернутой молекулы, не могут быть легко активированы.Рисунок 4: Трехмерное расположение хромосом человека в ядре. Гены, которые находятся глубоко, недоступны, поэтому трехмерное сворачивание хромосом чрезвычайно важно для общей функции генома. (из Bolzer⁵)⁴ Поэтому гены, которые используются часто, как правило, легко доступны. Таким образом, когда Бог записал информацию в геноме вдоль этой одномерной нити, Он намеренно расположил ее в определенном порядке, чтобы она оказалась в нужном месте, когда ДНК свернется в трехмерную форму.

Одним из важных открытий проекта «Геном человека» было то, что гены, которые используются вместе, не обязательно находятся рядом друг с другом в геноме. Появились утверждения типа «Это просто мусор» и «Геном – не более чем результат миллионов лет генетических случайностей». Однако это длилось недолго, поскольку, как только люди начали изучать организацию генома в ядре,⁵ они поняли, что не только каждая хромосома имеет определенное положение в ядре, но и гены, которые используются вместе, как правило, находятся рядом друг с другом в трехмерном пространстве, даже если они расположены на разных хромосомах!

Четвертое измерение: изменения в первых трех измерениях

Четвертое измерение генома связано с тем, как первые три измерения изменяются в четвертом измерении, времени. Да, вы правильно прочитали. Форма (3-е измерение), сеть взаимодействий (2-е измерение) и последовательность букв (1-е измерение) – все это изменяется. Это настолько превосходит возможности даже самых современных компьютеров, что аналогия уже не является справедливой.

Это четвертое измерение можно проиллюстрировать несколькими способами. Мы знаем, что разные клетки печени имеют разное количество хромосом.⁶ Это связано с тем, что печень нуждается в большом количестве копий определенных генов, участвующих в метаболизме и детоксикации. Вместо того, чтобы заполнять геном множеством копий этих генов, печень просто создает их копии для собственного использования. Мы также знаем, что различные клетки мозга имеют разное количество и расположение различных транспозонов.⁷ Это «прыгающие гены», которые, по мнению эволюционистов, являются остатками древних вирусных инфекций. Проблема в том, что они жизненно важны для развития человеческого мозга. Вы это поняли? Геном динамически перепрограммирует себя. Это то, над чем компьютерные ученые давно работают. Как можно создать самомодифицирующийся (или самоизменяющийся) код, который не выйдет из-под контроля? Мы также знаем, что транспозоны имеют решающее значение для контроля эмбрионального развития у мышей.⁸ Так что не стоит называть их «мусорной ДНК»!

Выводы

Геном представляет собой многомерную операционную систему для сверхсложного биологического компьютера со встроенными кодами исправления ошибок и самомодификации. Существует множество перекрывающихся кодов ДНК, кодов РНК и структурных кодов. Есть гены ДНК и гены РНК. Геном был специально разработан с большим количеством избыточности высокоинтеллектуальным существом, которое при его создании использовало надежные инженерные принципы. Несмотря на избыточность, он демонстрирует удивительную степень компактности, поскольку всего около 22 000 кодирующих белки генов комбинаторно создают несколько сотен тысяч различных белков.

У меня есть задача для эволюционистов: объясните происхождение генома! Чарльз Дарвин писал в «Происхождении видов»:

«Если бы можно было доказать, что какой-либо сложный орган не мог образоваться в результате многочисленных, последовательных, незначительных изменений, моя теория была бы полностью опровергнута».

Я знаю, что эта цитата была злоупотреблена (обеими сторонами спора), но давайте на секунду задумаемся над этим. Чем проще жизнь, тем легче ее объяснить с точки зрения дарвинизма. С другой стороны, чем сложнее становится жизнь, тем более неразрешимой становится проблема для эволюционной теории. Мы только что увидели, что геном – это полная противоположность простоты. Это должно вызывать сильное беспокойство у всех дарвинистов.

Я утверждаю, что геном не мог возникнуть в результате известных естественных процессов. Эволюционисты, желающие принять этот вызов, должны представить нам реалистичный сценарий, включающий источник информационных изменений, оценку необходимого количества мутаций и описание необходимых селективных сил, и все это в рамках соответствующих временных рамок. Они обнаружат, что эволюция не может сделать то, что от нее требуется, даже за миллионы лет.