powrót; do indeksunastwpna strona

nr 1 (BRE1)
Beatrycze Nowicka 2022

Bardzo dobry pomysł miałam, tyle że bez sensu
Kolejny przykład tego, że nie należy pisać o rzeczach, których się nie rozumie. A także wyraz mojej wiary w to, że ignorancję należy piętnować. Przy okazji zaś trochę o enzymach, antybiotykach, wirusach i bakteriach.

UWAGA – artykuł zdradza wiele z fabuły „Trawy” Sheri S. Tepper.

Brak ilustracji w tej wersji pisma
Brak ilustracji w tej wersji pisma
W „Trawie” Sheri S. Tepper, akcja toczy się w odległej przyszłości, kiedy to rozprzestrzeniająca się po kosmosie zaraza zagraża całej ludzkości. Temat poszukiwania lekarstwa jest jednym z głównych wątków powieści. A gdy znajduje on swoje rozwiązanie…
Moja nauczycielka matematyki z liceum miała w zwyczaju wykrzykiwać „co ty mi tu za herezje piszesz!”, kiedy ktoś mylił się podczas rozwiązywania zadania przy tablicy. Ja miałam ochotę zakrzyknąć to samo, kiedy oczy me ujrzały wyjaśnienie zagadki wirusa.
Częsty błąd – uniwersalna biochemia
Jak większość autorów SF, Tepper milcząco założyła, że biochemia obcych form życia będzie niemal identyczna, jak nasza. Osobiście uważam, że jeśli kiedykolwiek odnajdziemy życie pozaziemskie, będzie ono oparte na polimerach węglowych, ale już na to, że będzie ono stosować niemal dokładnie takie same rozwiązania (ten sam zestaw aminokwasów, w ogóle białka jako podstawowe makrocząsteczki strukturalne, DNA – i to zawierający te same zasady azotowe – jako nośnik informacji itp.) jest znikome (chyba, że prawdziwa jest hipoteza o panspermii, czyli pozaziemskim pochodzeniu życia).
Ale, jak już wspominałam, zwykle tak bywa w SF, więc można od biedy machnąć na to ręką i potraktować jako element sztafażu. Idziemy zatem krok dalej – oto wirus pochodzący z Trawy, nie tylko kiedyś doprowadził do wyginięcia rasę Arbaiów, lecz teraz zagraża ludziom. To oznacza, że zarówno istoty z Trawy, Arbaiowie, jak i życie ziemskie posiadają identyczny sposób zapisu i odczytu informacji genetycznej. Co więcej, wirusy raczej są wyspecjalizowane – najczęściej powodują choroby u jednego gatunku, lub też gatunków spokrewnionych (wiąże się to choćby z ich sposobem wnikania do komórek – wirusy zawierają cząsteczki odpowiedzialne za rozpoznawanie określonych, specyficznych dla gatunku, a często przecież dla konkretnego typu komórek markerów powierzchniowych). Trudno mnie więc przekonać do sensowności istnienia takiego, który zaatakowałby formy życia pochodzące z różnych planet. A przy tym – cuda i dziwy – ów z jednej strony niewybredny wirus „ogranicza się” tylko i wyłącznie do pozatrawiańskich ras inteligentnych.
O alaninie i jej izomerach optycznych
A teraz przejdźmy do szczegółów. Kluczem do zrozumienia zagadki wirusów jest, jak to określa bohaterka powieści „substancja o długiej nazwie” (tak długiej, że kobieta z początku nie może jej zapamiętać), która to nazwa brzmi D-Alanina. Prawda, że długa? Alanina zresztą bywa w książce również nazywana… białkiem. Bo co to za różnica, cegła czy dom?
Dłuższy fragment z książki:
„Tutaj, na Trawie, wyewoluował wirus, który w ramach swojego procesu reprodukcji tworzy pewien enzym, izomerazę, przekształcającą typową L-alaninę w D-alaninę (…) izomer, który, z tego co wiemy, nie występuje nigdzie indziej we wszechświecie. (…)
Po setkach tysięcy lat wirus rozpowszechnił się w komórkach tutejszych roślin. Kiedy rośliny umierały D-alanina była uwalniana do środowiska (…) Gdy tylko wysiedliśmy ze statku, zostaliśmy zarażeni. Wirus jest w powietrzu, kurzu i wodzie. (…) W ciągu kilku minut zapewne wniknął niemal do każdej komórki naszego ciała.
Jednakże wirus (…) potrzebuje aktywatora. Jest nim D-alanina. Białko wirusa łączy się z nią, a następnie błyskawicznie przemienia formę L w D. Jednakże wirus działa w obie strony. Może także połączyć się z L-alaniną, a wtedy jego białko przekształca formę D w L.
Na Trawie łączenie się wirusa z D-alaniną następuje niemal natychmiastowo, ponieważ jest jej bardzo dużo. Z kolei na innych planetach, takich jak Terra, gdzie występuje najwyżej kilka cząstek tej substancji, ten proces może potrwać znacznie dłużej. (…) Z tego samego powodu zaraza nie występuje na Trawie. Kiedy tylko zaczęliśmy oddychać tutejszym powietrzem, dostarczyliśmy naszym komórkom obu form alaniny. Zatem tutaj (…) wirus zmienia formę L, której potrzebujemy do przeżycia, w formę D, której nasze ciała nie mogą używać. Ale skoro oba rodzaje alaniny występują w dużej obfitości, wirus przekształca je równocześnie, a każda z naszych komórek znajduje wystarczająco dużo L-alaniny, żeby przetrwać. Na innych planetach było niewiele D-alaniny, bądź nie było jej wcale. Kiedy forma L uległa odwróceniu, pozostała tylko forma D, a komórki nie mogły z niej korzystać. (…) Na Trawie zarówno D-alanina, jak i L-alanina występują w dużej ilości, więc nasze komórki mogą przetrwać (…)
A zarazę rozprzestrzeniały nietoperze? (…) Lees twierdzi, że nietoperze nie wykorzystują alaniny. Jednakże alanina jest obecna we krwi innych zwierząt. (…)
Nie powiedziałaś, co jest lekarstwem (…) Wystarczy rozpowszechnić olbrzymie ilości D-alaniny. Jeżeli ktoś otrzyma małą dawkę, D-alanina połączy się z enzymem i człowiek umrze. Ale jeśli dostarczymy potężną dawkę, która nie może się w całości połączyć, wtedy doprowadzimy do równowagi między przemianą formy L w D oraz formy D w L.”
Punkt pierwszy – „nigdzie indziej we wszechświecie”
Owszem, w skład białek ziemskich organizmów wchodzi drugi izomer, L-Ala1). Jednak D-Ala występuje w przyrodzie – choć rzadziej – choćby w ścianach komórkowych niektórych bakterii, o czym szerzej napiszę później. Zresztą Tepper za chwilę sama sobie przeczy i to dwukrotnie.
Punkt drugi – „po setkach tysięcy lat”
Akurat ewolucja wirusów, zazwyczaj przebiega w ten sposób, że powodowane przez nie choroby mają coraz łagodniejszy przebieg. Na dłuższą metę korzystniejszą strategią jest wbudowanie własnego materiału genetycznego w genom gospodarza tak, by był on powielany wraz z nim. Szybkie i gwałtowne infekcje może i pozwolą wirusowi intensywnie się rozprzestrzeniać, ale jeśli gospodarz wymrze, wymrze i wirus. Ostatecznie, taki „oswojony” wirus, który zamiast szybko wyeksploatować zasoby gospodarza, „przyczaja się” w jego genomie, może stać się fragmentem niekodującego DNA gospodarza.
Punkt trzeci – „w powietrzu, kurzu i wodzie”
Jak to się ma do późniejszych wynurzeń, że nosicielami były nietoperze? Z tego by wynikało, że wystarczy, by jakaś osoba lub rzecz przebywała na Trawie, a potem trafiła na inną planetę, by roznieść wirusa. Zatem cały wątek o złych Hippae (trawiańskie istoty inteligentne), podrzucających Arbaiom zdechłe nietoperze do teleporterów i tak unicestwiających tę rasę jest bez sensu, bo wystarczyłoby, żeby rzeczony Arbai wysłał komuś prezent, bądź wybrał się w odwiedziny, by wirusa rozpowszechnić. No i bez przesady z tymi „kilkoma minutami” wystarczającymi do wniknięcia do każdej komórki.
Punkt czwarty – regulacja aktywności izomerazy
Owszem, liczne izomerazy występują w przyrodzie a katalizowane przez nie reakcje zwykle są odwracalne (czyli – enzym może przekształcać zarówno A w B, jak i B w A). Prawa równowagi chemicznej mówią, że w stanie równowagi stosunek stężeń reagentów jest wartością stałą. Gdyby umieścić taki enzym katalizujący reakcję „w obie strony” w roztworze substratu A, przekształcałby A w B, dopóki konkretny stosunek stężeń A/B nie zostałby osiągnięty. Potem w danej jednostce czasu tyle samo cząsteczek A byłoby przekształcane w B, co B w A i sumarycznie stężenia by się nie zmieniały. Jednak w komórce zachodzi wiele reakcji – jeśli więc związek B będzie wykorzystywany w dalszych reakcjach chemicznych, będzie on zużywany, a enzym cały czas będzie go „uzupełniał” i dominować będzie reakcja przekształcania A do B.
A teraz o regulacji. Większość enzymów, jeśli już to jest hamowana przez swój produkt. Ta pętla sprzężenia zwrotnego działa jako zawór bezpieczeństwa – komórka musi utrzymywać stężenia swoich cząsteczek w ściśle określonym zakresie. Nie jest dla niej korzystna sytuacja, gdzie konkretny związek jest produkowany w nadmiarze, bo po pierwsze niepotrzebnie zużywa to zasoby komórki a po drugie, powstaje problem składowania takiego związku.
Tepper opisuje sytuację odwrotną – enzym jest stymulowany przez swój produkt – związanie D-Ala „przestawia” go na reakcję L w D. Taki sposób regulacji prowadzi do amplifikacji procesu i można jeszcze przyjąć, że jest sensowny w przypadku wirusa. Tak, jak u części bakterii chorobotwórczych, u których występuje zjawisko tzw. „quorum sensing” – bakterie są w stanie wyczuć, kiedy ich ilość przekroczy pewien próg i dopiero po tym momencie zaczynają np. produkować toksyny (na zasadzie – póki jesteśmy słabi, siedzimy względnie cicho, ale gdy zbierze się nas wystarczająco dużo – ruszamy do zmasowanego ataku). Ostatecznie wirusowi powodującemu ostrą infekcję „nie zależy” na komórkach gospodarza, chodzi tylko o to, by doszło do jego gwałtownego namnożenia.
ciąg dalszy na następnej stronie
powrót; do indeksunastwpna strona

612
 
Magazyn ESENSJA : http://www.esensja.pl
{ redakcja@esensja.pl }

(c) by magazyn ESENSJA. Wszelkie prawa zastrzeżone
Rozpowszechnianie w jakiejkolwiek formie tylko za pozwoleniem.