April 2020
Bildkälla: Wikipedia
Om du inte läst så mycket biologi kanske du undrar vad vinjettbilden föreställer. Är det kanske uppfinnar-Jockes medhjälpare (om nu någon läsare skulle minnas ”honom”), eller en modern rymdsond?
Nej, det är faktiskt ett litet virus i färd med att angripa en bakterie. Det handlar nämligen om en representant för en grupp virus som kallas bakteriofager, eller som namnet betyder: ”bakterieätare”. Bildserien föreställer en fag med namnet Escherichia coli T4, men vi kallar den i fortsättningen rätt och slätt för T4.
Visste du att virus har viktiga funktioner i jordens ekosystem? Det gäller inte minst bakteriofagerna som troligen reglerar den artsammansättning av bakterierna i vår tjocktarm som är viktig för att vi ska må bra.
Och inte nog med det, vissa av dem uppvisar omisskännliga tecken på design, inte minst T4. Du har nog redan insett det genom att titta på vinjettbilden, men jag ska förklara lite närmare.
T4:s design
Precis som alla andra virus är en isolerad bakteriofag tämligen livlös. Den rör sig inte, andas inte, saknar helt ämnesomsättning – kort sagt den är lika levande som en gråsten. Det som skiljer den från gråstenen är materialet, den består av organiska ämnen i form av protein och ett stycke nukleinsyra (DNA). De materialen är i sig själva inte mer levande än en sida ur en bok, men de möjliggör T4:s fortplantning som vi snart ska se.
T4 är för liten för att kunna ses med vanliga ljusmikroskop, men med elektronmikroskop ser de ut som på Wikipediabilden nedan.
”Huvudet” kallas med ett finare namn för kapsid och innehåller virusets genom - en DNA-tråd. Kapsiden fäster i en krage med sex små ”morrhår” som man tror läser av olika kemiska faktorer i omgivningen. Under kragen sitter en cylinderformad svans som påminner om en spiralfjäder. Den bildar en sorts ihålig ”muskelfiber” runt ett proteinrör som går uppifrån huvudet och ända ner. Längst ner sitter en basplatta med sex långa svansfibrer som påminner om insektsben. Slutet av varje ben innehåller små ”sensorer” som känner igen och binder till lämpliga fästpunkter på bakteriens utsida.
Så snart bakteriofagen kommer i kontakt med en lämplig bakterie börjar det hända saker. När en bakteriofag närmar sig en bakterie tror man att morrhåren ”försäkrar” T4 om att det är bakterie av rätt art, så att det är dags att gå in för landning. De långa svansfibrerna som normalt ligger virade upp efter svansen kommer nu att fällas ner i ”landningsläge” som på bilderna. Nu landar T4. När sensorerna i svansfibrernas ändar registrerar att T4 hamnat i rätt position på bakterien böjer sig T4 ner på huk så att basplattan kommer i kontakt med bakterieytan. Nu drar sig svansen samman som en muskelfiber, det går hål på bakterien och T4:s DNA skjuts in i bakterien, som genom en injektionsnål.
Väl därinne tar T4-DNA:t ”befälet” över bakteriens eget DNA genom att helt enkelt lösa upp det och förvandla det till ”lösa bokstäver”. Därmed avbryts bakteriens egen tillverkning av proteiner och nukleinsyra. Nu börjar den i stället tillverka proteiner enligt recepten i T4-DNA:t. Efter en stund är bakteriecellen full av tomma kapsider, svansar, lösa svansfibrer med mera.
Efter det startar kopieringen av T4-DNA. Av ett original finns det inom några minuter mer än hundra kopior tack vare tillgången på lösa bokstäver. Nu uppstår ett problem: De nytillverkade kapsidhuvudena är tomma och har bara en minimal liten öppning på ett ställe – hur ska DNA:t kunna komma in i dem? Problemet har en finurlig lösning: Det ”råkar” vara så lyckligt att det i T4-DNA:t finns en gen som kodar för en liten proteinförpackningsmotor! Bakterien kommer därför nu snällt att tillverka ett antal sådana. Varje motormolekyl fattar tag i en nykopierad T4-DNA-molekyl och nyper samtidigt tag i proteinet som omger den lilla öppningen i en närliggande kapsid. Nu kommer den lilla motorn att förpacka DNA:t i kapsiderna. Och undan går det, 2000 DNA-bokstäver (nukleotider) i sekunden. Eftersom T4-DNA:t innehåller 166 000 sådana så går det på en dryg minut att förpacka hela DNA-molekylen. Det går åt en hel del energi, men den energin frigörs igen när DNA:t till slut ska skjutas in i en ny bakterie. Skalar man upp de här små förpackningsmotorerna har de faktiskt samma effekt som en bilmotor.
Bakteriecellen är nu fullproppad med lösa delar så att det räcker till mellan 150 - 200 nya T4:or. Nu händer något märkligt: de lösa virusdelarna börjar montera ihop sig själva helt automatiskt. Hur kan det vara möjligt? Jo, tack vare att de olika proteindetaljerna är försedda med plus- och minusladdningar fördelade på ett sådant sätt att de bara passar ihop på ett enda sätt.[1]
Det sista receptet i T4-DNA:t får bakterien att tillverka ett enzym som löser upp bakteriens egen cellvägg. Det har nu gått ungefär en halvtimma sen alltihop startade, bakterien är borta, och ett par hundra nya T4-or ger sig ut för att hitta nya bakterier.
Slutsats
Vad ska man nu säga om det här?
För det första att de minsta av naturens strukturer inte på något sätt är ”primitiva”, utan uppvisar ofrånkomliga tecken på medveten formgivning.
För det andra hur funktionssäkra och pålitliga naturens system är. Varje halvtimma blir det både nya generationer av både bakterier och bakteriofager. Dag för dag, fag för fag, år ut och år in, millennium efter millennium, så fungerar de här processerna med samma geniala precision. Mikroorganismerna som svarar för 90% av jordens biomassa balanserar varandra i ett komplext samspel som möjliggör allt annat liv på jorden.
Och för det tredje - hur centralt begreppet ”genetisk information” är som grunden för livet i alla dess former, även de mest anspråkslösa av alla. Trots sin obetydliga storlek är de små T4:orna bokstavligen sprängfyllda med sofistikerade och djupt meningsfulla instruktioner, som vittnar om dess Designer.
Som kristna har vi den svindlande förmånen att få känna Designern vid namn. Det är Han som en gång i sin obegränsade visdom skapade allt levande – inklusive T4 – genom sitt eget Ord – Jesus Kristus!
Videotips
Det finns många datoranimerade videor på internet som illustrerar T4:s livscykel. Det räcker att gå in på Youtube och söka på T4, så kommer du att hitta många. En av de bättre är den här. Se, förundras och beundra Honom som äras bör!
Källor
https://en.wikipedia.org/wiki/Escherichia_virus_T4#cite_note-21
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3746776/
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19229296/
Not
[1] Caroline Larsson vid Linköpings universitet har konstruerat ett självmonterande modellvirus genom att fästa små magneter med nord- och sydpol på genomtänkta ställen på små plastbitar. Man lägger bitarna i en påse och skakar runt en stund och vips så bilda små virusbollar. Hennes syfte är att gymnasieelever ska inse att naturens molekyler har självorganiserande egenskaper och att det vi intuitivt uppfattar som design i naturen kan vara något skenbart. Jovars, men hur fick naturen den egenskapen, månntro? Själv fick hon ägna många timmars tankemöda och tålamod för att få till sina modeller.
Artikelförfattaren citerar Caroline: ”Det är viktigt att man tillhandahåller trovärdiga förklaringar”. Visst är det så. Laborationen är mycket illustrativ för att visa att små delar spontant kan självorganisera sig till en komplex struktur, men givetvis bara under villkoret att de dessförinnan är noggrant genomtänkta och förberedda av en intelligent designer, i det här fallet Caroline. Laborationens verkliga implikation – att självmonterade virus vittnar om en annan Designer – Gud – får man förstås inte berätta för eleverna ifall Skolinspektionen skulle komma på besök. Man hoppas att eleverna inser det ändå, men det är tyvärr långtifrån säkert. Det är därför det behövs bibeltroende lärare som prenumererar på Genesis.
