Em Defesa do Design Inteligente

Início » Posts etiquetados como 'complexidade irredutível'

Arquivo da tag: complexidade irredutível

Funcionamento de “Engrenagens Mecânicas” Vistas Na Natureza Pela Primeira Vez.

Por Phys Org 

 

[Obs: Texto adaptado – Contem links em inglês – O texto também não é tão recente; é de 2013, mas é pertinente, e registra um caso positivo para o design inteligente, mesmo com o forte viés evolucionista assumido no artigo, pelos pesquisadores – Imagem do PO]

 

functioningm.jpg

 

Um inseto de plantas encontrado em jardins em toda a Europa – tem articulações nas pernas traseiras com engrenagem curvada como tiras de “dentes” opostas (umas as outras), que se unem, girando como engrenagens mecânicas para sincronizar as pernas do animal quando ele salta.

A descoberta demonstra que os mecanismos de engrenagem anteriormente pensados como sendo exclusivamente feitos pelo homem, têm um precedente evolutivo. Os cientistas dizem que esta é a “primeira observação de engrenagem mecânica em uma estrutura biológica“.

Através de uma combinação de análise anatômica e captura de vídeo de alta velocidade de movimentos comuns do Issus, os cientistas da Universidade de Cambridge foram capazes de revelar estas engrenagens naturais em funcionamento pela primeira vez. Os resultados foram relatados na última edição da revista Science.

As engrenagens na perna traseira do Issus ostentam  semelhança de uma engenharia notável, como aquelas encontradas nas bicicletas e dentro de cada engrenagem de carro.

Cada dente de engrenagem tem um canto arredondado no ponto em que ele se conecta a tira de engrenagem; um recurso idêntico a engrenagens feitas pelo homem, como engrenagens de bicicleta – essencialmente um mecanismo de absorção de choque para impedir que os dentes se cortem.

Os dentes da engrenagem nas pernas traseiras opostas se fecham como aqueles em uma caixa de engrenagem do carro, garantindo sincronia quase completa no movimento das pernas, – as pernas sempre se movem dentro de 30 ‘microssegundos‘ dentre si, com um microssegundo igual a um milionésimo de um segundo.

Isso é crítico para os potentes saltos que são o principal modo de transporte desse inseto, pois as discrepâncias minúsculas na sincronização entre as velocidades das pernas no ponto de propulsão resultariam em “rotação de guinada” – fazendo o Issus, irremediavelmente, girar descontroladamente.

cvbnfgj.jpg

“Esta sincronização precisa seria impossível de se alcançar através de um sistema nervoso, visto que os impulsos neurais levariam muito tempo para uma coordenação, extraordinariamente estreita, necessária”, disse o autor principal, Professor Malcolm Burrows, do Departamento de Zoologia de Cambridge.

“Ao desenvolver engrenagens mecânicas, o Issus pode simplesmente enviar sinais nervosos aos músculos para produzir aproximadamente a mesma quantidade de força – assim, se uma perna começa a impulsionar o salto, as engrenagens se interligarão, criando uma sincronia absoluta.

“No Issus, o esqueleto é usado para resolver um problema complexo que o cérebro e o sistema nervoso não podem“, disse Burrows. “Isso enfatiza a importância de considerar as propriedades do esqueleto, na forma como o movimento é produzido.”

“Costumamos pensar em engrenagens como algo que vemos em máquinas projetadas por humanos, mas descobrimos que isso é apenas porque não observamos com atenção, empenho suficiente”, acrescentou o co-autor Gregory Sutton, agora na Universidade de Bristol.

“Estas engrenagens não são projetadas, elas são evoluídas – Representando máquinas de alta velocidade e precisão, evoluídas para sincronização no mundo animal.”

Curiosamente, as engrenagens mecânicas só são encontradas nos estágios juvenis – ou ninfa – do inseto, e são perdidas na transição final para a idade adulta. Essas transições, chamadas de “muda”, ocorrem são quando os animais soltam a pele rígida em pontos-chave de seu desenvolvimento de crescimento.

Ainda não se sabe por que o Issus perde suas engrenagens traseiras ao atingir a idade adulta. Os cientistas apontam que, um problema com qualquer sistema de engrenagem é que, se um dente na engrenagem quebra, a eficácia de todo o mecanismo é danificada. Embora a ruptura dos dentes de engrenagem nas ninfas pudesse ser reparada na muda seguinte, qualquer dano na idade adulta, permanece inalterado.


[Salto espontâneo de uma ninfa vista de lado. As imagens foram capturadas a uma taxa de 5.000 imagens s-1(por segundo) e com um tempo de exposição de 0,03 ms e foram reproduzidas em 30 quadros s-1. Crédito: Malcolm Burrows]

Também pode ser reduzida, nos adultos, que são maiores, consequentemente, no seu “trocanter” – O equivalente ao fêmur ou aos ossos da coxa [do inseto]. O trocanter adulto grande, pode permitir que eles possam criar fricção o suficiente para impulsionar os grandes saltos, feitos de folha em folha, sem a necessidade de engrenagens dentadas para fazer isso, dizem os cientistas.

Cada faixa de engrenagem no Issus juvenil, tinha cerca de 400 micrómetros de comprimento e tinha entre 10 a 12 dentes, com ambos os lados da engrenagem em cada perna contendo o mesmo número – dando uma relação de engrenagem de 1: 1.

Ao contrário das engrenagens feitas pelo homem, cada dente da engrenagem é assimétrico e curvo em direção ao ponto em que as engrenagens se interligam – uma vez que as engrenagens feitas pelo homem, precisam de uma forma simétrica para trabalhar em ambas as direções rotacionais, enquanto as engrenagens dos Issus estão alimentando somente uma forma de lançar o animal para frente.

Embora existam exemplos de engrenagens aparentemente ornamentais no reino animal – como no casco da “tartaruga de roda dentada” ou na parte traseira do inseto de roda (Arilus cristatus) – as engrenagens com um papel funcional permanecem evasivas ou se tornaram extintas pela evolução.

O Issus é o primeiro exemplo de um mecanismo de engrenagem natural com função observável, dizem os cientistas.


****

Eu dei algumas ênfases que você não encontrará no original, você pode conferir que o artigo é farto em linguagem teleológica, em vermelho você pode perceber alguma coisa desse tipo, oque é uma clara evidência para o design inteligente. E em verde você percebe a inferência injustificada de evolução, pura petição de princípio. Como eles sabem que esse mecanismo não foi projetado, mas, sim, evoluiu? Qual foi o método, como eles testaram isso e falsearam? Você não encontrará respostas para isso. Apenas uma inferência enviesada.

Como diz Cornelius Hunter, é a religião dirigindo a ciência, e isso é oque importa.


Mais informaçoes: “Interacting Gears Synchronize Propulsive Leg Movements in a Jumping Insect,” by M. Burrows et al Science, 2013.

Journal reference: Science

Fornecido porUniversity of Cambridge

Anúncios

Testando a complexidade irredutível?

Por Evolution News – Ann Gauger

[ Obs:Texto adaptado – Titulo original: #7 of Our Top Stories of 2016: An Engineered “Minimal” Microbe Is Evidence of Intelligent Design – Imagem do EnV com os devidos créditos ]

syn-3-0bmat09-colored

 

 

O artigo a seguir foi publicado originalmente em 24 de março de 2016:

Science Magazine publicou um artigo na semana passada, “Design e síntese de um genoma bacteriano mínimo“, descrevendo a criação de uma bactéria com um genoma “descascado”. O artigo representa vinte anos de trabalho de muitos cientistas, incluindo o célebre bioquímico J. Craig Venter. Eles conseguiram reduzir o genoma quase na metade, de mais de 900 genes para 473, um pouco de cada vez. O papel borrifou pela Internet (ver, por exemplo, artigos da Associated Press e Bloomberg   o link original da AP está dando erro, mas mantive o link da AP, que apenas mostra a pagina da AP,  porque no original deste texto ele ainda está lá)

Por que diabos os pesquisadores farão tal coisa? A esperança é que esta bactéria mínima irá fornecer um veículo útil para a futura biologia sintética, permitindo a produção de medicamentos úteis para tratar doenças.

Mas há outra razão deles gastarem vinte anos neste projeto. É uma tentativa de responder a uma pergunta básica. Qual é a quantidade mínima de informação genética necessária para obter uma célula em funcionamento? Estimativas variaram de 250 a 300 genes, dependendo do tipo de célula e onde eles estão vivendo. Para a bactéria M. mycoides, o ponto de partida de seu trabalho, a resposta parece ser cerca de 470 genes. Os cientistas querem saber a resposta, porquanto a célula simplificada pode permitir que eles desvendem como os genes interagem e o que todos fazem. É mais fácil lidar com 400 genes do que com mais de 900, ou no caso da bactéria comum E. coli, mais de 4.000.

Este trabalho já produziu alguns resultados interessantes. Eles ainda não sabem o que 30% do genoma reduzido faz, apenas que os genes são essenciais. Em segundo lugar, os genes que parecem ser não essenciais por si só, podem tornar-se essenciais quando outro gene é excluído. Claramente, existem interações complexas acontecendo entre os 473 genes.

Tudo isso leva a uma pergunta óbvia. Esta pequena bactéria tem que ser capaz de copiar o seu DNA, transcrever e traduzi-lo em proteínas, além de ser capaz de coordenar todas as etapas envolvidas na divisão celular. Tem que ser capaz de fazer todas as coisas que não pode obter de seu ambiente. Isso é um monte de informações a serem armazenadas e usadas adequadamente. Daí 473 genes.

Mas de onde veio a célula, em primeiro lugar? É o problema da galinha e o ovo. Dado o número de coisas que a célula tem que fazer para ser um organismo em funcionamento, por onde começar? DNA ou RNA por si só não é suficiente, porque a proteína é necessária para copiar o DNA e para realizar processos celulares básicos. Mas a proteína não é suficiente por si só. O DNA é necessário para herdar de forma estável a informação genética sobre como produzir proteínas.

Algumas pessoas propõem que o RNA poderia fazer o truque, porque bastando somente as circunstâncias certas, e com a ajuda de um experimentador, o RNA pode copiar a si mesmo, parcialmente. A ideia é que, se apenas a sequência correta do RNA viesse junto, poderia servir tanto como uma enzima de RNA (ou ribozima) como o modelo para se reproduzir.

Isso deixa de lado problemas maiores. Ribozimas só podem realizar algumas reações químicas simples, enquanto mesmo uma célula mínima precisa de muitos tipos de reações. Em segundo lugar, como o interruptor ao DNA e às proteínas ocorreram? Ninguém tem uma pista. Por fim, não esqueçamos o problema da interdependência, ou da complexidade irredutível, como o bioquímico Michael Behe chama em seu livro Darwin’s Black Box. A célula mínima, ele escreve, é um sistema “composto por várias partes bem-correspondentes, em muitos casos, que contribuem para a função básica, em que a remoção de qualquer uma das partes faz com que o sistema deixe de funcionar efetivamente”.

Os sistemas irredutíveis são evidências de um design inteligente, porque somente uma mente tem a capacidade de projetar e programar uma rede tão interdependente e rica em informações como uma célula mínima.

Pense sobre o projeto de um carro básico. Você precisa de um motor, uma transmissão, um eixo de transmissão, um volante, eixos e rodas, além de um chassi para mantê-los todos juntos. Depois, vem o gás e uma maneira de começar tudo. (Eu, sem dúvida, deixei algo de fora, mas você entendeu meu ponto). Ter uma ou duas dessas coisas não vai fazer um carro funcional. Todas as peças são necessárias antes que ele seja usado. E é preciso um designer para imaginar o que é necessário, como ajustá-lo em conjunto, e depois construí-lo.

Se você está falando sobre um carro ou uma célula mínima, não vai ocorrer sem um designer.

 

“Prático como Batatas” – Eric Metaxas em Behe, ID e Revolutionary.

By Evolution News – David Klinghoffer

[Obs: Esse artigo é uma adaptação – Possui links no original em inglês]

07

Eric Metaxas é uma raridade, comentando sobre uma impressionante gama de assuntos, todos com inteligência, sagacidade e senso comum incomum. Em uma transmissão de BreakPoint hoje, ele reflete sobre o vigésimo aniversário da Caixa Preta de Darwin do bioquímico Michael Behe  e destaca o nosso novo documentário Revolutionary: Michael Behe e o mistério das máquinas moleculares, escrito e dirigido por John West.

Metaxas oferece um novo encomium (elogio) para os argumentos científicos para o projeto (design) na natureza. O caso de Behe para ID é “prático como batatas“.

À medida que os cientistas ganham acesso cada vez mais detalhado ao funcionamento interno das células, o caso contra o darwinismo a partir da complexidade irredutível só se torna mais forte. E o movimento do design inteligente – uma comunidade que considera Behe um pai fundador – continua a questionar a viabilidade da evolução materialista com base em seu raciocínio.

Para tornar os argumentos meticulosos de Behe mais acessíveis ao público, os membros do Discovery Institute acabaram de produzir um documentário resumindo a “Caixa Preta de Darwin“. É chamado de “Revolutionary”, uma homenagem ao fato de que o livro de Behe mudou para sempre a maneira como pensamos sobre a evolução. Ele também documenta como, como David Klinghoffer escreve na Evolution News and Views, “Black Box” provocou um debate público que enfurece até hoje.

Por que é tão importante entender isso? Bem, como Ben Stein documentou em seu filme de 2008, “Expelled”, não é um raciocínio científico que está mantendo o design inteligente marginalizado.

Em vez disso, é uma campanha de desinformação e intimidação por parte do establishment darwinista, muitos dos quais estão interessados em criticar a pintura como “criacionistas”, cuja teoria é “a religião mascarada como ciência”.

Mas “design”, insiste Behe, “não é qualquer conclusão mística”. É um argumento científico fundamentado que é prático como batatas.

Sim, seria difícil ser mais prático do que isso. Não é interessante, entretanto, que enquanto “o caso da complexidade irredutível contra o darwinismo só se torna mais forte“, à medida que a ciência avança mais dentro da caixa preta da célula, a resistência e a negação do significado dela persistem teimosamente.

Há a evidência objetiva de propósito no funcionamento de máquinas moleculares e outras maravilhas da vida. Ou seja, por Eric Metaxas, as batatas. Mas então, vamos ser francos, há o investimento emocional que os negadores do projeto têm em sua resistência a essa evidência.

As razões para este investimento são complicadas e profundas. Eles são motivo de compaixão.

Eu sou menos simpático aos esforços de adultos deliberadamente manipularem as crianças a negarem suas intuições de design natural. Francamente, esses esforços são desprezíveis.

É um caso fascinante de trabalho de psicologia de massa, no caso, e mais uma prova de que muitas pessoas muito inteligentes pensam muito mais com o coração do que com a cabeça.

O que é realmente a Teoria do Design Inteligente?

Resumindo este tópico do Evolution News… >>>> “O que é realmente a Teoria do Design Inteligente?”

 

Quem é o designer?
O que faz o designer?
Como é que ele faz?
Onde ele faz?
Quando ele faz?

 

b032

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Muitos críticos do ID promovem versões falsas, espantalhos da TDI:

O design inteligente afirma que a vida é tão complexa, que não poderia ter evoluído, portanto, ela foi projetada por uma inteligência sobrenatural.

 

Bom,

 

Parte A O que o design inteligente não é.

 

1. ID não é somente um argumento negativo contra evolução.

ID não é apenas mero argumento contra evolução, ID oferece um forte argumento positivo, baseando-se em encontrar na natureza o tipo de informação e complexidade que vem somente de inteligência (baseando-se em nossa experiência).

2. ID não é uma teoria sobre o designer ou sobre o sobrenatural.

É um dos erros dos críticos, sugerir que a teoria está focada em estudar o designer; mais especificamente forças sobrenaturais ou uma divindade. Quando o ID estuda objetos naturais para determinar se eles carregam uma assinatura informativa indicando uma causa inteligente.
ID não se propõe a identificar a natureza ou a identidade dessa causa.

Como William Dembski explica:

 

O design inteligente é a ciência que estuda os sinais de inteligência. Note que um sinal não é a coisa significada ….. Como um programa de pesquisa científica, design inteligente investiga os efeitos da inteligência, não a inteligência como tal.[1]

 

Michael Behe explica:

Muitas pessoas (inclusive eu) vão atribuir o projeto a Deus – com base, em parte, em outros, julgamentos não científicos que fizeram – eu não afirmo que a evidência bioquímica leva inevitavelmente a uma conclusão sobre quem é o designer . Na verdade, eu disse diretamente que, de um ponto de vista científico, a questão permanece em aberto. … A evidência bioquímica indica fortemente design, mas não mostra aonde o designer estava.” [2]

 

3. ID não é uma teoria de tudo.

ID é uma teoria científica de detecção de design, e isso é tudo.
ID não é uma teoria em pleno desenvolvimento, sobre tudo.Quem esperar ou exigir que o ID explique tudo sobre a história da vida e do cosmos, vai se decepcionar.

Se você quer saber se algo foi projetado ou não, tudo bem, volte-se para o ID.

 

 

Parte B... O que é o design inteligente.

 

1. ID utiliza argumento positivo baseado em encontrar elevados níveis de informação complexa e especificada.

A teoria do design inteligente começa com observações de como agentes inteligentes agem quando eles projetam coisas. A inteligência humana proporciona um grande conjunto de dados empíricos para estudar os produtos da ação de agentes inteligentes. Este conjunto de dados, baseado em observação atual estabelece relações de causa e efeito entre a ação inteligente e certos tipos de informação.

William Dembski observa que “[o] princípio característico da agência inteligente é contingência dirigida, ou o que chamamos de escolha.” [3] Dembski chama o ID de “uma teoria da informação”, onde “a informação torna-se um indicador confiável de design, bem como um objeto adequado para a investigação científica. [4] A relação de causa e efeito pode ser estabelecida entre mente e informações. Como o teórico da informação Henry Quastler observou, a “criação de novas informações é habitualmente associada à atividade consciente.[5]

2. O projeto inteligente é uma ciência histórica que é metodologicamente equivalente ao neo darwinismo.

Como já vimos, o design inteligente é essencialmente uma ciência histórica, o que significa que estuda as causas atuais e, em seguida, as aplica ao registro histórico para inferir a melhor explicação para a origem dos fenômenos naturais. O design inteligente usa o raciocínio uniformista com base no princípio de que “o presente é a chave para o passado.”

Darwinistas usam este método para mutações e seleção. Afim de reconhecer capacidades causais e efeitos no mundo atual.Em seguida, tentam explicar o registro histórico em termos dessas causas, por exemplo buscando a reconhecer os efeitos conhecidos da mutação e seleção no registro histórico.

O design inteligente aplica esse mesmo método, estudando causas como a inteligência, a fim de reconhecer as suas capacidades causais e efeitos no mundo atual. Os teóricos do DI estão interessados em compreender os poderes de informação-generativa de agentes inteligentes. Os teóricos do DI, em seguida, tentam explicar o registro histórico, incluindo apelos para essa causa, procurando reconhecer os efeitos conhecidos de design inteligente (por exemplo, alta CSI) no registro histórico.

Então, se nós apelarmos para causas materialistas como mutação e seleção, ou causas não materiais, como o design inteligente, estamos usando o mesmo raciocínio uniformista básico e métodos científicos que são bem aceitos em ciências históricas. ID e neo-darwinismo são, portanto, metodologicamente equivalentes, o que significa que ambos são ou ciência, ou ambos não são ciência. No entanto, podemos saber que ID é ciência, porque ele usa o método científico.

3. O design inteligente usa o método científico.

ID usa o método científico para fazer suas reivindicações. Este método é comumente descrito como um processo de quatro etapas de: observações, hipóteses, experimentos e conclusão. Agora vou ilustrar isto referindo-se a quatro áreas científicas: bioquímica, paleontologia, sistemática e genética.

 

° ID e Bioquímica:

Observação: Os agentes inteligentes resolvem problemas complexos, atuando com um objetivo final em mente, produzindo altos níveis de CSI. Em nossa experiência, os sistemas com grandes quantidades de complexidade específica – como códigos e linguagens – invariavelmente são originários de uma fonte inteligente. Da mesma forma, em nossa experiência, a inteligência é a única causa conhecida de máquinas irredutivelmente complexos. [6]

Hipótese (Previsão): estruturas naturais que contêm muitas peças dispostas em intrincados padrões (incluindo a complexidade irredutível) que realizam uma função específica – indicando altos níveis de CSI.

Experiência: investigações experimentais de DNA indicam que ele é composto de um código baseado em linguagem rica em CSI. Os biólogos realizaram testes de sensibilidade mutacionais em proteínas e determinaram que as suas sequências de aminoácidos são altamente especificadas. [7] Além disso, experimentos genéticos inesperados e outros estudos têm mostrado que algumas máquinas moleculares, como o flagelo, são irredutivelmente complexas. [8]

Conclusão: Os altos níveis de CSI – incluindo a complexidade irredutível – em sistemas bioquímicos são melhor explicadas pela ação de um agente inteligente.

 

° ID e Paleontologia:

Observação: Os agentes inteligentes infundem rapidamente grandes quantidades de informação em sistemas. Como quatro teóricos do DI escreveram: “design inteligente fornece uma explicação causal suficiente para a origem de grandes quantidades de informação … o design inteligente de um projeto muitas vezes precede a montagem de peças de acordo com um projeto ou plano de projeto preconcebido.” [9]

Hipótese (Previsão): Formas que contêm grandes quantidades de novas informações aparecem no registro fóssil de repente e sem precursores semelhantes.

Experiência: Estudos sobre o registro fóssil mostram que as espécies geralmente aparecem de forma abrupta, sem precursores semelhantes. [10] A explosão cambriana é um excelente exemplo, embora existam outros exemplos de explosões na história da vida. Grandes quantidades de informações complexas e especificadas tiveram que surgir rapidamente para explicar o aparecimento abrupto dessas formas.[11]

Conclusão: O aparecimento abrupto de novos planos corporais totalmente formados no registro fóssil é melhor explicado por design inteligente.

° ID e Sistemática:

Observação: Os agentes inteligentes, muitas vezes reutilizam componentes funcionais em diferentes projetos. Como Paul Nelson e Jonathan Wells explicam: “. Uma causa inteligente pode reutilizar ou reimplantar o mesmo módulo em sistemas diferentes … [e] gerar padrões idênticos de forma independente” [12]

Hipótese (Previsão): Os genes e outras partes funcionais, normalmente, serão reutilizados em diferentes organismos. [13]

Experiência: Estudos de anatomia comparativa e genética descobriram peças semelhantes comumente existentes em organismos muito diferentes. Exemplos de “evolução extrema convergente” mostram reutilização de genes funcionais e estruturas de um modo não previsto pela ancestralidade comum.[14]

Conclusão: A re-utilização de partes altamente complexas e semelhantes, em organismos amplamente diferentes do padrão de árvore (arvore da vida) é melhor explicado através da ação de um agente inteligente.

 

° ID e Genética:

Observação: Os agentes inteligentes constroem estruturas com finalidade e função. Como William Dembski argumenta: “Considere o termo ‘DNA lixo’. … Em uma visão evolucionista esperamos uma grande quantidade de ADN inútil. Se, por outro lado, os organismos foram concebidos, esperamos que o ADN, tanto quanto possível,venha exibir função “. [15]

Hipótese (Previsão): Muito do chamado “DNA lixo” vai revelar que desempenha funções valiosas.

Experiência: Numerosos estudos têm descoberto funções no “DNA lixo”. Exemplos incluem funções para pseudogenes, íntrons e DNA repetitivo. [16]

Conclusão: A descoberta da função para vários tipos de “DNA lixo” foi prevista com sucesso pelo design inteligente.

Desta forma, podemos verificar que o design inteligente é uma teoria científica de boa-fé que usa o método científico para fazer suas reivindicações em vários campos científicos.

 

 

 

Referências usadas neste artigo:

[1.] William Dembski, The Design Revolution (InterVarsity Press, 2004), p. 33.

[2.] Michael Behe, “Philosophical Objections to Intelligent Design: Response to Critics,” (July 31, 2000) at

[3] William A. Dembski, The Design Inference: Eliminating Chance through Small Probabilities (Cambridge University Press 1998), p. 62.

[4] William A. Dembski, “Intelligent Design as a Theory of Information,” in Intelligent Design Creationism and Its Critics: Philosophical, Theological, and Scientific Perspectives (Robert T. Pennock ed., MIT Press 2001), p. 553.

[5] Henry Quastler, The emergence of biological organization, (Yale University Press, 1964), p. 16.

[6] Scott A. Minnich and Stephen C. Meyer, “Genetic analysis of coordinate flagellar and type III regulatory circuits in pathogenic bacteria,” Proceedings of the Second International Conference on Design & Nature, Rhodes Greece, edited by M.W. Collins and C.A. Brebbia (WIT Press, 2004).

[7] Douglas D. Axe, “Extreme Functional Sensitivity to Conservative Amino Acid Changes on Enzyme Exteriors,” Journal of Molecular Biology, Vol. 301:585-595 (2000); Douglas D. Axe, “Estimating the Prevalence of Protein Sequences Adopting Functional Enzyme Folds,” Journal of Molecular Biology, 1-21 (2004); Ann K Gauger, Stephanie Ebnet, Pamela F Fahey, Ralph Seelke, “Reductive Evolution Can Prevent Populations from Taking Simple Adaptive Paths to High Fitness,” BIO-Complexity, Vol. 2010; Ann K. Gauger and Douglas D. Axe, “The Evolutionary Accessibility of New Enzyme Functions: A Case Study from the Biotin Pathway,” BIO-Complexity, Vol. 2011(1) (2011).

[8.] See Kitzmiller Transcript of Testimony of Scott Minnich pp. 99-108, November 3, 2005; Robert M. Macnab, “Flagella,” in Escherichia Coli and Salmonella Typhimurium: Cellular and Molecular Biology Vol. 1, eds. Frederick C. Neidhardt, John L. Ingraham, K. Brooks Low, Boris Magasanik, Moselio Schaechter, and H. Edwin Umbarger (Washington D.C.: American Society for Microbiology, 1987), pp. 73-74.

[9.] Stephen C. Meyer, Marcus Ross, Paul Nelson, and Paul Chien, “The Cambrian Explosion: Biology’s Big Bang,” in Darwinism, Design, and Public Education, eds. John A. Campbell and Stephen C. Meyer (East Lansing, MI: Michigan State University Press, 2003), pp. 367, 386.

[10.] See Meyer, Ross, Nelson, and Chien, “The Cambrian Explosion: Biology’s Big Bang;” Wolf-Ekkehard Lönnig, “Dynamic genomes, morphological stasis, and the origin of irreducible complexity,” Dynamical Genetics, eds. Valerio Parisi, Valeria De Fonzo, and Filippo Aluffi-Pentini (Kerala, India, Research Signpost, 2004), 101-119; A.C. McIntosh, “Evidence of Design in Bird Feathers and Avian Respiration,” International Journal of Design & Nature and Ecodynamics, Vol. 4: 154-169 (2009).

[11.] Meyer, “The origin of biological information and the higher taxonomic categories.”

[12.] Paul Nelson and Jonathan Wells, “Homology in Biology,” in Darwinism, Design, and Public Education, eds. John Angus Campbell and Stephen C. Meyer (East Lansing: Michigan State University Press, 2003), p. 316.

[13.] In this case of systematics, neo-Darwinism might make some of the same predictions. Is this a problem for the positive case for design? Not at all. The fact that another theory can explain some data does not negate ID’s ability to successfully predict what we should find in nature. After all, part of making a “positive case” means that the arguments for design stand on their own and do not depend on refuting other theories. Moreover, there are many cases of supposed extreme “convergent evolution” that are better explained by common design. Additionally, regarding the predictions from biochemistry), paleontology, and genetics, neo-Darwinism has made different predictions from ID. In any case, in this example ID makes a slightly different prediction in that it does not predict that re-usage of parts must necessarily occur in a nested hierarchical pattern–a prediction which is in fact confirmed. See chapters 5-6 in Stephen C. Meyer, Darwin’s Doubt: The Explosive Origin of Animal Life and the Case for Intelligent Design (HarperOne, 2013).

[14.] John A. Davison, “A Prescribed Evolutionary Hypothesis,” Rivista di Biologia / Biology Forum, Vol. 98 (2005): 155-166; Nelson and Wells, “Homology in Biology;” Lönnig, “Dynamic genomes, morphological stasis, and the origin of irreducible complexity;” Michael Sherman, “Universal Genome in the Origin of Metazoa: Thoughts About Evolution,” Cell Cycle, 6: 1873-1877 (August 1, 2007).

[15.] William A. Dembski, “Science and Design,” First Things, Vol. 86 (October, 1998).

[16.] See Jonathan Wells, The Myth of Junk DNA (Discovery Institute Press, 2011); Richard Sternberg, “On the Roles of Repetitive DNA Elements in the Context of a Unified Genomic-Epigenetic System,” Annals of the NY Academy of Science, Vol. 981: 154-188 (2002); James A. Shapiro, and Richard Sternberg, “Why repetitive DNA is essential to genome function,” Biological Reviews of the Cambridge Philosophical Society, Vol. 80: 227-250 (2005); A.C. McIntosh, “Information and Entropy–Top-Down or Bottom-Up Development in Living Systems?,” International Journal of Design & Nature and Ecodynamics, Vol. 4: 351-385 (2009); The ENCODE Project Consortium, “An integrated encyclopedia of DNA elements in the human genome,” Nature, Vol. 489: 57-74 (September 6, 2012).

Matemática e a teoria da evolução

By Darwinismo WordPress

Por Granville Sewell

No ano de 1996, Michael Behe, bioquímico da Universidade de Lehigh, publicou o seu livro com o título de “Darwin’s Black Box”, cujo tema central era a tese de que as células vivas encontram-se preenchidas com características e processos bioquímicos que são “irredutivelmente complexos” – isto é, eles requerem a existência de componentes numerosos e complexos, cada um deles essencial para o funcionamento. Logo, estes traços e processos não podem ser explicados através duma gradual melhoria Darwiniana uma vez que até que todos os componentes estejam operacionais, estas estruturas são inúteis e não conferem qualquer vantagem selectiva.

Behe passa mais de 100 páginas a descrever detalhadamente alguns destes sistemas bioquímicos irredutivelmente complexos, e depois sumariza os resultados duma exaustiva busca na literatura bioquímica por explicações Darwinianas. Ele conclui que, embora os textos de Bioquímica frequentemente prestem homenagem verbal à ideia de que a selecção natural das mutações aleatórias pode explicar tudo o que existe dentro da célula, tais alegações são puro “ruído” visto que “não existe qualquer publicação dentro da literatura científica que descreva a forma como a evolução molecular de qualquer sistema bioquímico, real e complexo, ocorreu ou pode vir a ocorrer.”

Quando o Dr Behe esteve na Universidade do Texas – El Paso – em Maio de 1997 como palestrante convidado, disse-lhe que ele poderia encontrar um maior apoio às suas ideias nos departamentos de Matemática, Física e Ciência Computacional do que na sua própria área. Conheço muitos bons matemáticos, físicos e cientistas computacionais que, como eu, estão estarrecidos com o facto das explicações de Darwin para o desenvolvimento da vida serem tão amplamente aceites pelas ciências da vida [ed: biologia, zoologia, microbiologia, fisiologia, bioquímica, e áreas relacionadas]. Poucos desses matemáticos, físicos e cientistas computacionais chegam a falar ou a escrever sobre este assunto – muito provavelmente porque sentem que o assunto encontra-se fora do seu domínio.

Apesar disso, acredito que existem dois argumentos centrais contra o Darwinismo, e ambos parecem ser muito do agrado daqueles que se encontram dentro das ciências matemáticas.

1. A pedra angular do Darwinismo é a ideia de que melhorias maciças (complexas) podem-se ir acumulando através de melhorias menores; que novos órgãos e novos sistemas de órgãos, que deram origem às novas ordens, novas classes, e novos filos, desenvolveram-se gradualmente, através de muitas melhorias menores.

Temos que salientar inicialmente que o registo fóssil não confirma esta ideia; por exemplo, George Gaylord Simpson, paleontólogo de Harvard, escreve:

É característica do registo fóssil conhecido que a maior parte dos táxons apareçam abruptamente. Em regra geral, eles não se vão formando através duma sequência de mudanças quase imperceptíveis de precursores, tal como Darwin acreditou que seria normal dentro da evolução… Este fenômeno torna-se mais universal e mais intenso à medida que a hierarquia de categorias é ascendida. As lacunas entre as espécies conhecidas são esporádicas e pequenas. As lacunas entre as ordens, as classes, e os filos são sistemáticos e quase sempre enormes.

Estas peculiaridades do registo fóssil são um dos mais importantes problemas teóricos de toda a história da vida: É o aparecimento súbito das categorias mais elevadas um fenômeno da evolução, ou só do registo devido à recolha tendenciosa [de fósseis] e outras inadequações? – [“The History of Life,” in Volume I of “Evolution after Darwin,” University of Chicago Press, 1960]

Em Abril de 1892, um artigo da Life Magazine (excerto do livro de Francis Hitching “The Neck of the Giraffe: Where Darwin Went Wrong”) contém a seguinte informação:

Quando procuramos elos entre os principais grupos de animais, eles pura e simplesmente não estão lá….“Em vez de encontramos um desdobramento gradual da vida”, escreve David Raup, Curador do Field Museum of Natural History em Chicago, “o que os geólogos do tempo de Darwin, bem como os geólogos actuais, encontram é um registo fóssil altamente desigual e irregular; isto é, as espécies aparecem no registo fóssil muito subitamente, exibem pouca ou nenhuma modificação durante a sua existência, e depois desaparecem abruptamente.” Isto não são falhas insignificantes mas sim períodos, presentes nas principais transições evolutivas, durante os quais mudanças fisiológicas imensas teriam que ter acontecido.

Mesmo entre os biólogos, a ideia de órgãos novos, e desde logo categorias superiores, se poderem desenvolver gradualmente através de pequenas melhorias, tem sido alvo de contestação. De que forma é que a “sobrevivência do mais apto” poderia controlar o desenvolvimento de órgãos durante as fases iniciais sem utilidade, durante as quais elas obviamente não apresentavam qualquer vantagem selectiva (isto é frequentemente identificado como “o problema das novidades”), ou orientar o desenvolvimento total de novos sistemas, tais como o sistema nervoso, o circulatório, o digestivo, o respiratório, e o reprodutor – algo que exigiria o desenvolvimento simultâneo de vários órgãos interdependentes, nenhum deles útil ou possuindo alguma vantagem selectiva isoladamente?

O biólogo Francês Jean Rostand, por exemplo, escreveu:

Não parece totalmente impossível que as mutações tenham introduzido para dentro do reino animal as diferenças que existem entre uma espécie e a próxima…..logo, é muito tentador deixar também à sua porta as diferenças entre as classes, famílias, e ordens, e, basicamente, toda a evolução. Mas é óbvio que tal extrapolação envolve uma atribuição gratuita, às mutações do passado, duma magnitude e dum poder inovador muito maior do que aquele que é mostrado pelas mutações de hoje. – [“A Biologist’s View,” Wm. Heinemann Ltd. 1956]

O livro de Behe é, primordialmente, um desafio a esta pedra angular da Darwinismo ao nível microscópico. Embora nós possamos não estar familiarizados com os sistemas bioquímicos complexos que são estudados no seu livro, acredito que os matemáticos encontram-se muito bem qualificados para avaliar as ideias gerais envolvidas. E embora uma analogia seja apenas uma analogia, talvez a melhor forma de entender o argumento de Behe seja comparando o desenvolvimento do código genético da vida com o desenvolvimento dum programa de computador.

Imaginem que um engenheiro tenta criar uma análise estrutural dum programa de computador, escrevendo a análise numa linguagem de máquina totalmente desconhecida para ele. Ele simplesmente digita caracteres aleatórios com o seu teclado, e periodicamente executa testes ao programa de modo a reconhecer e escolher as melhorias fortuitas sempre que elas ocorrem. As melhorias são permanentemente incorporadas no programa ao mesmo tempo que as outras mudanças são rejeitadas.

Se o nosso engenheiro continuar com este processo de alterações aleatórias e testes durante um longo período de tempo, será que ele eventualmente seria capaz de desenvolver um sofisticado programa de análise estrutural? (Claro que quando seres humanos inteligentes decidem o que é uma “melhoria”, isto é, na verdade, selecção artificial, e devido a isso, esta analogia é demasiado generosa para o Darwinismo).

Se mil milhões de engenheiros estivessem a digitar ao mesmo ritmo um carácter aleatório por segundo, não há qualquer possibilidade de qualquer um deles, e no espaço de 4,5 mil milhões de anos da idade da Terra [ed: segundo os crentes nos milhões de anos] duplicar acidentalmente uma melhoria com 20 caracteres. Logo, o nosso engenheiro não pode contar em fazer algum tipo de melhoria só de forma aleatória.

Mas será que o engenheiro não conseguiria talvez fazer algum tipo de progresso através da acumulação de pequenas melhorias? O Darwinista presumivelmente diria que sim, mas para alguém com experiência mínima de programação, esta ideia é igualmente implausível. As melhorias principais dum programa de computador normalmente exigem uma adição ou modificação de centenas de linhas [de código] interdependentes, e nenhuma delas faz qualquer sentido, ou resulta em alguma melhora, se adicionada/modificada por si só.

Até a mais pequena das melhorias normalmente requer o adição de várias linhas. É concebível que um programador, incapaz de olhar mais além que 5 ou 6 caracteres, seja capaz de fazer algumas melhorias ínfimas a um programa de computador, mas é inconcebível que ele seja capaz de criar algo minimamente sofisticado sem uma habilidade de olhar mais além e modificar as suas alterações tendo em vista um plano geral.

Se arqueólogos duma sociedade futura por acaso desenterrarem as muitas versões do meu PDE solver, PDE2D , que eu criei durante os últimos 20 anos, certamente que eles iriam notar um aumento constante de complexidade com o passar do tempo, e iriam notar também nas muitas óbvias semelhanças entre cada uma das novas versões e as prévias. No princípio, o programa só era capaz de resolver uma equação linear única, 2D, steady-state numa região poligonal. Desde então, o PDE2D desenvolveu muitas novas habilidades (…).

Um arqueólogo que tentasse explicar a evolução deste programa de computador em termos das suas muitas pequenas melhorias, ficaria confuso se por acaso viesse a descobrir que todos estes avanços maiores (novas classes ou filos??) haviam aparecido subitamente como versões novas; por exemplo, a capacidade de resolver problemas em 3D [três dimensões] apareceu pela primeira vez na versão 4.0. Outras melhorias maiores (novas famílias ou ordens??) apareceram subitamente nas novas sub-versões – por exemplo, a capacidade de resolver problemas em 3D com condições de contorno periódicas apareceram pela primeira vez na versão 5.6.

De facto, o registo do desenvolvimento do PDE2D seria muito semelhante ao registo fóssil, com lacunas enormes onde os traços principais apareceram, e lacunas menores onde os traços menores surgiram. Isto prende-se com o facto da multitude de programas intermediários entre as versões e sub-versões que os arqueólogos poderiam esperar encontrar nunca terem chegado a existir porque – por exemplo – nenhuma das modificações que eu fiz à versão 4.0 fazia algum sentido, ou disponibilizava ao PDE2D alguma vantagem na resolução de problemas em 3D (ou qualquer outra coisa), até que centenas de novas linhas de código foram acrescentadas.

Quer seja ao nível microscópico ou ao nível macroscópico, os principais e complexos avanços evolutivos, envolvendo novos traços (em oposição às quantitativas mudanças menores tais como o aumento do comprimento do pescoço da girafa (1), ou o escurecimento das asas das mariposas, que claramente poderiam ocorrer de foram gradual) também envolvem a adição de muitas peças interligadas e interdependentes.

Estes avanços complexos, tais como aqueles feitos aos programas de computador, nem sempre são “irredutivelmente complexos” – por vezes existem fases intermédias úteis. Mas da mesma forma que as melhorias principais ao programa de computador não podem ser feitas com 5 ou 6 caracteres de cada vez, certamente que nenhum avanço evolutivo considerável é redutível a uma série de pequenas melhorias – cada uma delas suficientemente pequena para ser unida através duma simples mutação aleatória.

2. O outro ponto, que é bastante simples mas que também só parece ser apreciado pelas pessoas com orientação mais matemática, é: atribuir o desenvolvimento da vida na Terra à selecção natural é atribuir a ela – e só a ela, acima de todas as outras “forças” naturais – a capacidade de violar a 2ª Lei da Termodinâmica (SLT), e causar a que a ordem apareça da desordem.

É alegado com frequência que, visto que a Terra não é um sistema fechado – por receber energia do Sol, por exemplo – a 2ª Lei da Termodinâmica não se aplica neste caso. É verdade que a ordem pode aumentar localmente se esse aumento de ordem for compensado com uma diminuição de ordem noutro sítio qualquer – isto é, um sistema aberto pode ser visto como um estado menos provável através da importação de ordem externa. Por exemplo, podemos transportar um camião cheio de enciclopédias e computadores para a Lua sem que com isso violemos a 2ª Lei.

Mas esta Lei da Termodinâmica – pelo menos o princípio básico da lei – diz simplesmente que as forças naturais não conseguem causar o acontecimento de eventos extremamente improváveis (2), e consequentemente, é um absurdo alegar que, visto que a Terra recebe energia do Sol, este princípio não foi violado quando ocorreu o arranjo original de átomos para enciclopédias e computadores.

O biólogo estuda os detalhes da história natural, e quando olha para as semelhanças entre duas espécies de borboletas, ele está compreensivelmente relutante em atribuir ao sobrenatural a causa das pequenas diferenças. Mas o matemático ou o físico é mais susceptível de olhar para as coisas duma forma mais alargada. Eu imagino-me a visitar a Terra quando ela era nova, e voltar agora e encontrar auto-estradas com carros sobre elas, aeroportos com aviões, e edifícios altos cheios de equipamentos complicados tais como televisões, telefones e computadores.

Depois imagino a construção dum gigantesco modelo informático que começa com as condições inicias da Terra há 4 mil milhões de anos atrás [ed: posição refutada pela ciência] e que tenta simular os efeitos que as quatro forças físicas conhecidas (gravitacional, electromagnética, força nuclear forte, e força nuclear fraca) teriam em todos os átomos e partículas sub-atômicas do nosso planeta (provavelmente usando geradores de números aleatórios como forma de simular as incertezas quânticas!).

Se por acaso nós executássemos essa simulação até aos dias de hoje, será que isso iria prever que as forças básicas da Natureza iriam reorganizar as partículas básicas da Natureza até que elas formassem livrarias cheias de enciclopédias, textos científicos e novelas, usinas eléctricas, porta-aviões com jatos supersônicos estacionados no convés, e computadores ligados a impressoras a laser, CRT e teclados? Se por acaso nós pudéssemos exibir graficamente a posição dos átomos no final da simulação, será que ficaríamos a saber que carros e camiões haviam sido formados, e que super-computadores haviam surgido? Certamente que não, e nem acredito que adicionar a luz do Sol ao modelo iria ajudar muito.

Com a origem e o desenvolvimento da vida, e especialmente com o desenvolvimento da consciência e criatividade humana, claramente algo extremamente improvável aconteceu no nosso planeta.

Fontes: Discovery.org e University of Texas at El Paso – Mathematical Sciences

* * * * * * * *

E que evento “extremamente improvável” foi esse que adicionou quantidades imensas de informação no nosso planeta?

Pode a teoria da evolução gerar uma engrenagem mecânica?

Aqui segue mais uma das evidências que falsificam o evolucionismo neo darwinista; claro que a grande maioria dos evolucionistas pra não dizer todos, se empenharão para sustentar que maquinas biológicas replicantes, surgem por processos não direcionados. Contrariando a ciência… Se eles ao menos nos fornecessem  um caso positivo e falseável …

 

Posted on 25/09/2013 por   [Darwinismo.wordpress]

Issus

Com duas pernas diminutas travadas em uma posição de salto, o pequeno insecto tensiona seu corpo como um arqueiro segurando um arco. No topo de suas pernas, há um minúsculo par de engrenagens – com a aparência de finos dentes de tubarão e como um zíper. E então, mais rápido do que você possa piscar, pensar ou ver a olho nu, a coisa desapareceu.

Em 2 milissegundos, o minúsculo inseto se projeta, acelerando a quase 400 g’s – uma taxa de mais de 20 vezes o que um corpo humano pode suportar. Na velocidade máxima, seu salto atinge 3,57632 m/s – uma façanha, considerando que seu corpo tem menos de um décimo de um centímetro de comprimento.

Esta pequena maravilha é uma ninfa de Issus coleoptratus, uma espécie de insetofulgoromorfo e um dos aceleradores mais rápidos do reino animal. Como uma dupla de pesquisadores relatou hoje no Jornal da Ciência do Reino Unido hoje, o Issus também é o primeiro ser vivo já descoberto a exibir uma engrenagem de funcionamento.

Issus2

[…] As próprias engrenagens são uma raridade. Com engrenagem dentada em forma de ondas, eles não se parecem com o que você gostaria de encontrar em seu carro ou em um relógio de luxo (o estilo com o qual você provavelmente está familiarizado é chamado de engrenagem evolvente , e foi projetada pelo matemático suíço Leonhard Euler, no século 18.)

Não poderia haver duas razões para isso. Através de uma excentricidade matemática, existe um número ilimitado de maneiras de projectar engrenagens. Então, ou a natureza evoluiu uma solução ao acaso ou, como suspeita Gregory Sutton, coautor do artigo e pesquisador de insectos na Universidade de Bristol, a forma da engrenagem do Issus é particularmente apta para o trabalho que faz. Ela é construída para‘uma alta precisão e velocidade em uma direcção’, diz. ‘É um protótipo de um novo tipo de arte.’

Issus

Clique

Outra coisa estranha sobre esta descoberta é que, embora existam muitos insectos pulando como os issus, incluindo os que são ainda mais rápidos e melhor saltadores – o Issus é, aparentemente, o único com engrenagens naturais. A maioria dos outros insectos sincronizam a sacudida rápida de suas pernas pulando por fricção, utilizando superfícies irregulares ou aderentes para pressionar o topo de suas pernas juntas, diz Steve Vogel, especialista em biomecânica da Duke University, que não esteve envolvido no estudo.

Como engrenagens, isto assegura o movimento de pernas no mesmo ritmo, mas sem necessitar um mecanismo de entrelaçamento complicado.“Há um monte de pastilhas de fricção ao redor, e fazem praticamente a mesma coisa”, ele diz. ‘”Então eu me pergunto qual a capacidade extra que essas engrenagens conferem. Elas são bastante especializadas, e existem muitos outros insetos saltadores que não as têm, então deve haver algum tipo de vantagem.”

Ainda mais estranho é que o Issus não mantém as engrenagens em todo seu ciclo de vida. À medida que o insceto cresce, muda meia dúzia de vezes, atualizando seu exoesqueleto (incluindo as engrenagens) para versões maiores. Mas depois de sua última forma na idade adulta — puf, desapareceram as engrenagens. O adulto sincroniza suas pernas por fricção, como todos os outros fulgoromorfos. “Estou chocado”, diz Sutton. “Temos uma hipótese quanto a por que este é o caso, mas não podemos dizer com certeza.”

Issus 4

* * * * * * *

Não bastavam todos os problemas científicos que o ateísmo e a teoria da evolução têm, agora ficamos a saber que (pelo menos) um insecto tem dentro de si um dispositivo mecânico análogo aos que são construídos pelos seres humanos.

Olhem bem para a imagem de cima. Se vocês não soubessem que a mesma é de um insecto, teriam alguma dificuldade em concluir que esse sistema é o resultado de design inteligente? Reparem bem na sua forma e vejam como as “rodas dentadas” se fecham perfeitamente uma na outra, de modo a poder dar um impulso mecânico óptimo ao insecto.

É por sistemas como estes que nós podemos ver claramente que o Apóstolo Paulo tinha razão quando dizia (inspirado pelo Espírito Santo):

Porque as Suas coisas invisíveis, desde a criação do mundo, tanto o Seu Eterno Poder, como a Sua Divindade, se entendem, e claramente se vêem pelas coisas que estão criadas, para que eles fiquem inescusáveis;
Romanos 1:20
As evidências para o Poder, Glória e Majestade de Deus encontram-se bem visíveis para quem as quer encontrar, e como tal se alguém rejeita a existência de Deus, ele ou ela não o faz por motivos científicos mas por motivos puramente ideológicos.

As explicações naturalistas para o Flagelo.

 

Frente ao desespero total que se impõe ao modelo de evolução naturalista pela catástrofe do Flagelo Bacteriano, os biólogos evolucionistas têm tentado apresentar propostas de como ele evoluiu. Bom, biólogo tendo que explicar um nano-motor, a nível molecular? Vamos ver então no que deu: A principal destas propostas, fortemente recheadas do ingrediente mais comum nas explicações evolucionistas – retórica – vem do modelo da “co-optação”. Kenneth Miller disse uma vez: “The point, which science has long understood, is that bits and pieces of supposedly irreducibly complex machines may have different — but still useful — functions…Evolution produces complex biochemical machines by copying, modifying and combining proteins previously used for other functions”. (Veja que Miller antes de apresentar sua teoria, já tenta nos persuadir a acreditar nela apresentando-a, de antemão, como um fato inquestionável há muito tempo estabelecido pela Ciência, uma estratégia de persuasão e propaganda clara nas explicações evolucionistas). Ou seja, na total impossibilidade de formar o Flagelo Bacteriano por um processo evolutivo gradual, opta-se aqui por formá-lo “copiando, modificando e combinando” partes já existentes, já operacionais, evoluídas por outros processos, que agora eu me esquivo de explicar, e disponíveis em outras partes da célula, e que tinham antes outras funções.

Para dar um exemplo do processo de “co-optação” de Miller, imagine que você precise construir uma ratoeira… Ao invés de você criar todas as partes originais você, segundo Miller, poderia usar partes de outros equipamentos. A mola pode ser uma de amortecedor, a base? Uma tábua de bater carne; o pino de fixação poderia ser um clips de papel ou um prendedor de gravata, e assim por diante. E pronto, basta “copiar, modificar e combinar” estas partes “emprestadas” que você tem uma ratoeira. Simples, não é? É só chamar o casal 20 da Evolução – a seleção natural e as mutações – que eles com seus “super-poderes”, poderes “sobre-naturais” que super-heróis “naturais” simplesmente não tem, vão lá e assim mesmo copiam, modificam e encaixam tudo! O Flagelo, esta maravilha hiper complexa e perfeita, o motor mais eficiente deste Universo, surgiu assim, de um “cata & junta”, um “copy & paste” “sobrenatural” tipo “colcha de retalhos moleculares” da evolução! Você acredita em Papai Noel?

Bom, esta “desesperação” naturalista pode até convencer leigos, e biólogos evolucionistas, mas se você conhece um pouco de Química como eu, sabe que a tarefa de um “cata & junta” ou “cut & paste” molecular é insana, teria requerido um big bang de complexidade e informação e antevidência para que, de outras proteínas e complexos protéicos não feitos para funcionar no Flagelo, pudesse construir um nano-motor molecular com mais de 40 componentes tão preciso e eficiente como este, valendo-se de “retalhos” e processos não guiados coordenados por um relojoeiro cego! Muita persuasão, propaganda e retórica mas ZERO de Química nesta “desesperação”, ZERO de viabilidade ao nível molecular!

A “co-optação” de Miller necessita do que eu chamo de “Efeito MacGyver”. Pois para realizar esta mega tarefa nano-molecular de “copiar, modificar e combinar” as peças com a perfeição que o Flagelo exige, pois a engenharia química do Flagelo não perdoaria erros, você precisa do auxílio de quem? Do MacGyver!  

              

imagem postada pelo autor do blog

Outra “deseperação” naturalista é a que assume que o Flagelo evoluiu sim, e gradualmente, e que se olharmos bem ao redor até encontraremos seus ancestrais por aí, ou um de sues elos perdidos. O elo favoito é o sistema de secreção tipo III (T3SS,Figura 1) que compartilha com o flagelo de algumas proteínas homólogas ou semelhantes. Note que designers teu seu estilo próprio e costumam repetir partes em peças distintas. Mas qual o problema com esta segunda “explicação” naturalista? Muitos! Primeiro por que há um abismo, um salto quântico de complexidade e informação entre os dois sistemas!

É como tentar explicar como alguém, saltando a partir da terra, chegou até Marte. E aí usar a lua como possível rota!

Outro imenso problema é explicar como o T3SS, já irredutivelmente complexo, evoluiu? Explicar como se chegou a lua. Outro imenso problema é explicar dados de genética comparativa que não apontam para parentesco algum entre as duas estruturas, e que se alguém derivou de outro aqui, foi o T3SS.

Ou seja, se há um parentesco, o Flagelo é o Pai do T3SS, e não um de seus filhos! Ou seja, teria ocorrido aqui uma inovolução!

             

Figura 1

Theodosious Dobzhansky tem uma frase que se tornou célebre:

“nada em Biologia faz sentido exceto sob a luz da Evolução”.

Parafraseando Dobzhansky podemos dizer então: “Nada em Evolução Biológica faz sentido a luz do Flagelo Bacteriano! Fomos Planejados, gente! E esta é a maior descoberta científica de todos os tempos!

Fragmento do livro Fomos Planejados  do Prof. Marcos N. Eberlin(Químico); Cap 3: Evidencias de Design na Vida.3.7:Flagelo Bacteriano: Um Nano-Motor Mega Espetacular!

Biologia Molecular

A evolução de órgãos complexos

 

 

“Se pudesse ser demonstrado que existiu algum órgão complexo que não poderia ter sido formado por numerosas, sucessivas e ligeiras modificações, minha teoria seria totalmente invalidada.” Charles Darwin

Antes de 1859, a maioria das pessoas acreditava que a vida era demasiado complexo para ter se originado sem um criador. Mas quando Charles Darwin publicou sua Origem das Espécies , materialistas viu sua teoria da origem humana como evidência apoiando uma visão de mundo ateísta onde Deus foi excluído. Embora Darwin não era ateu, sua teoria tornou-se o pivô para os materialistas a ensinar que Deus é irrelevante para a vida. Mas isso foi há quase 150 anos.

Em 1859 não houve entendimento de como a célula trabalhou em seu nível molecular. Darwin assumiu que todos os sistemas biológicos, incluindo a célula iria evoluir gradualmente por seleção natural sobre grandes períodos de tempo. Mas a ciência tem feito grandes avanços desde então, e os órgãos e sistemas de Darwin julgava tão simples foram encontrados para ser extremamente complexas e interdependentes.

Órgãos irredutivelmente complexos

Na verdade, as novas descobertas da biologia molecular revelam que alguns órgãos e sistemas biológicos funcionam somente quando todas as suas partes estão plenamente desenvolvidos, portanto, não poderia ter se desenvolvido gradualmente, uma peça de cada vez. Bioquímico Michael Behe compara sua interdependência para que de uma ratoeira que não pode pegar ratos, a menos que todas as suas partes funcionar perfeitamente. Behe define esses órgãos e sistemas como irredutivelmente complexo .

Darwin sabia que sua teoria tinha problemas. Ele estava especialmente preocupado com o olho , e como ele poderia ter se originado sem design. Ele assumiu que cada passo no desenvolvimento progressivo dos olhos da criatura deu uma vantagem evolutiva. Mas isso foi apenas a sua teoria, sem evidência empírica para apoiá-la.

A verdade é que no século XIX, Darwin sabia muito pouco sobre a interdependência extrema e intrincada complexidade do olho. Agora, com a ajuda de microscópios poderosos biólogos moleculares como Behe são capazes de sondar as profundezas do funcionamento dos olhos interiores. Biologia molecular revelou que cada olho humano tem mais de 100 milhões de bastonetes e trata 1,5 milhões de mensagens simultâneas. Ele funciona semelhante a uma câmera de TV, tem foco automático e tem seis milhões de cones que podem distinguir entre os sete milhões de cores.

Behe aponta que o olho é um órgão irredutivelmente complexo que nunca poderia ter se desenvolvido gradualmente através da seleção natural não guiados. Materialistas como Dawkins argumentam, no entanto, que é possível imaginar como o olho poderia ter desenvolvido gradualmente como Darwin teorizou. Mas uma coisa é imaginar como o olho poderia ter se desenvolvido gradualmente, e outra bem diferente é dizer que não há evidência científica para back-up tal idéia.

O próprio Darwin disse que ele era “não se preocupa” com a forma como o olho de fato começou, e nunca foi realmente convencido de que sua teoria de como o olho desenvolvido foi certo.

Mais tarde em sua vida Darwin confidenciou a um amigo:

 “Até hoje os olhos dá-me um frio arrepio.” Charles Darwin

A célula é outro exemplo de complexidade irredutível. Ela opera como uma fábrica com muitas peças de trabalho que cada um deve sincronizar perfeitamente. Na célula, um químico chamado DNA instrui o RNA para a fabricação de proteínas diferentes em um processo tão sofisticado e complexo que é além de qualquer coisa Darwin jamais imaginou. Bioquímico Michael Behe escreve sobre as reações dos cientistas para essa intrincada complexidade em seu livro, A Caixa Preta de Darwin .

“Em face da enorme complexidade que a bioquímica moderna descobriu na célula, a comunidade científica está paralisado.” Professor Michael Behe

Behe é acompanhado por vários outros cientistas que vêem evidências de uma mão divina por trás da complexidade da vida. Allan Sandage cosmólogo ecos perspectiva de Behe;

“Quanto mais se aprende de bioquímica mais inacreditável torna-se menos que haja algum tipo de princípio organizador, um arquiteto para os crentes.” cosmólogo Sandage Alan

DNA

O “cérebro” por trás de cada célula no nosso corpo e todos os seres vivos outros é uma molécula minúscula chamada DNA . Biólogos moleculares descobriram que esta molécula básica da vida é muito intricada complexa para ter se originado por acaso. intrincada complexidade DNA causou a sua co-descobridor, Francis Crick, para chamá-lo “quase um milagre.” fundador da Microsoft, Bill Gates diz que o software de DNA é “muito, muito mais complexo do que qualquer software que alguma vez desenvolvido.”

Uma vez que nenhum processo científico, incluindo a seleção natural, é capaz de explicar origem do DNA , muitos cientistas acreditam que ele deve ter sido projetado. A quantidade de DNA que caberiam numa cabeça de alfinete contém informações equivalente a uma pilha de livros de bolso que circundam a Terra 5.000 vezes. E DNA funciona como uma língua com o seu código próprio software extremamente complexo. A codificação por trás do DNA está apontando para um projetista de inteligência tal que supera a imaginação. Essa visão foi indicado por ninguém menos que líder ateu do mundo nos últimos 50 anos, Professor de Filosofia, Antony Flew.

Em Flew 50 anos de proclamar o ateísmo nas salas de aula da universidade, livros e palestras, ele argumentou que a ciência tinha tudo, mas refutada Deus. Mas quando viu a inteligência por trás do DNA, este líder ateu inverteu a sua crença de longa data:

“O que eu acho que o material de DNA tem feito é mostrar que a inteligência deve ter sido envolvido …. Agora parece-me que a descoberta de mais de 50 anos de pesquisa de DNA forneceram material para um argumento novo e extremamente poderoso para design.” Antony Flew

Embora este ex-ateu não é um crente em um Deus pessoal, ele agora admite que as evidências apontam para alguma forma de inteligência por trás de nossas origens.

Desde que escrevi Caixa Preta de Darwin, as descobertas científicas de Behe ter incendiado um tempestade de retórica sobre o seu livro. Materialistas têm fervorosamente tentou marginalizar suas descobertas. No entanto, até agora, nenhum cientista foi capaz de explicar adequadamente como processos naturais não guiados poderia ter produzido estes sistemas irredutivelmente complexos biológicos.

Como ele pondera a inteligência por trás do DNA, Amir Aczel, um materialista admitiu levanta a questão,

“Estamos testemunhando aqui algo tão wonderous, tão fantasticamente complexos, que não poderia ser a química ou a interação aleatória de elementos, mas algo muito além da nossa compreensão?” Professor Amir Aczel

A descoberta da inteligência incrível por trás do DNA convenceu muitos cientistas de que a resposta à pergunta Aczel é um enfático “Sim!”

A complexidade da vida

A Complexidade da Vida (Parte I) – DNA

 

DNA with Features

Figura 1 – Estrutura de DNA (Fonte: FreePages).

 

A descoberta de que o DNA é a molécula genética primordial que contém toda a informação hereditária nos cromossomos atraiu imediatamente a atenção para sua estrutura. Esperava-se que o conhecimento da estrutura do DNA revelasse como o DNA transporta as mensagens genéticas que são replicadas quando os cromossomos se dividem, produzindo duas cópidas idênticas. No final da década de 1940 e no início da de 1950, vários grupos de pesquisa dos Estados Unidos e na Europa buscaram, com grande empenho – ao mesmo tempo cooperativo e competitivo –, entender como os átomos do DNA são mantidos unidos por ligações covalentes e como as moléculas resultantes estão organizadas no espaço tridimensional. Não é de surpreender que, na época, existissem idéias de que o DNA pudesse apresentar estruturas muito complicadas e talvez até bizarras, que diferiam radicalmente de um gene para outro. Foi um grande alívio, e uma alegria geral, descobrir que a estrutura fundamental do DNA é uma dupla hélice. Esta estrutura demonstrou que todos os genes apresentam basicamente a mesma forma tridimensional e que as diferenças entre dois genes encontram-se na ordem e no número de seus quatro nucleotídeos construtores ao longo das fitas complementares.

 

Atualmente, mais de 50 anos após a descoberta da dupla hélice, essa descrição simples do material genético continua a ser verdadeira, e não foi necessário fazer grandes alterações para acomodar as novas descobertas. Apesar disso, constatamos que a estrutura do DNA não é tão uniforme como primeiramente imaginado. Por exemplo, os cromossomos de alguns vírus pequenos são moléculas de fita simples e não dupla. Além disso, a orientação precisa dos pares de bases varia levemente para cada par de base, influenciada pela sequência local de DNA. Algumas sequencias de DNA até permitem que a dupla hélice se enrole para o lado esquerdo, oposto ao lado direito originalmente formulado para a estrutura geral do DNA. E, enquanto algumas moléculas de DNA são lineares, outras são circulares. Uma complexidade adicional também resulta do superenrolamento (torção adicional) da dupla hélice, frequentemente em torno de núcleos de proteínas ligadoras de DNA. [grifos nossos]

 

Da mesma forma, percebemos agora que o RNA, que à primeira vista parece muito semelhante ao DNA, tem características distintivas próprias. Ele é encontrado principalmente como uma molécula de fita simples. No entanto, através do pareamento de bases intracadeia, o RNA assume características de dupla hélice e é capaz de se dobrar em uma diversidade de estruturas terciárias. Essas estruturas são cheias de surpresa, como pareamentos de bases que não são tradicionais, interações base-esqueleto e configurações semelhantes a nós. Mais surpreendente, e de enorme relevância evolutiva, é que algumas moléculas de RNA são enzimas que promovem reações centrais na transferência de informação dos ácidos nucléicos para as proteínas. Claramente, as estruturas do DNA e do RNA são mais ricas e mais complexas do que originalmente observado. De fato, não existe uma estrutura genérica para DNA e RNA. Existem variações estruturais comuns localizadas que surgem a partir de propriedades físicas, químicas e topológicas únicas de uma cadeia polinucleotídica. [grifos nossos]

 

ESTRUTURA DO DNA

O DNA É COMPOSTO DE CADEIAS POLINUCLEOTÍDICAS

 

A característica mais importante do DNA é que, normalmente, ele é composto por duas cadeias polinucleotídicas enroladas uma ao redor da outra na forma de uma dupla hélice (Figura 1). A Figura 1 apresenta um diagrama esquemático da estrutura de dupla hélice. Note que, se for invertida 180° (por exemplo, se o livro for virado de cabeça para baixo), a dupla hélice parecerá superficialmente a mesma, devido à natureza complementar das duas fitas de DNA. O modelo de preenchimento para a dupla hélice (Figura 2), mostra os componentes (hidrogênio, oxigênio, carbono no éster de fosfato da cadeia, carbono e nitrogênio nas bases e fósforo) da molécula de DNA e suas posições relativas na estrutura helicoidal. O esqueleto de cada fita da hélice é composto por resíduos alternados de açucar e fosfato; as bases se projetam para o lado de dentro, mas estão acessíveis através das cavidades maior e menor.

 

dna

Figura 2 – Estrutura de DNA: modelo de preenchimento (Fonte: Blog CMDMC).

 

Iniciaremos considerando a natureza do nucleotídeo, o bloco construtor fundamental do DNA. O nucleotídeo consiste de um fosfato ligado a um açucar, conhecido como 2’-desoxirribose, ao qual a base está ligada. O fosfato e o açucar apresentam as estruturas mostradas na Figura 3. O açucar é uma 2’-desoxirribose porque não possui um grupo de hidroxila na posição 2’ (apenas dois hidrogênios). Podemos visualizar como as bases são ligadas ao açucar imaginando a remoção de uma molécula de água entre o grupo hidroxila do carbono 1’ do açucar e a base, formando a ligação glicosídica. O açucar ligado à base é chamado nucleosídeo [um nucleotídio incompleto]. Da mesma forma, podemos imaginar a ligação do fosfato ao açucar pela remoção de uma molécula de água entre o fosfato e o grupo hidroxila do carbono 5’, formando um 5’-fosfo-monoéster. A adição de um grupo fosfato (ou mais) a um nucleosídeo [base nitrogenada + açucar] dá origem a um nucleotídeo (Figura 3). Assim, um nucleotídeo é formado por uma ligação glicosídica entre a base e o açucar, e uma ligação fosfoéster entre o açucar e o ácido fosfórico.

 

fosfato

Figura 3 – Elementos químicos que compõe o nucleotídeo (Fonte: Blog TDBio).

 

Os nucleotídeos são, por sua vez, ligados entre si nas cadeias polinucleotídicas, através do grupo 3’-hidroxila da 2’-desoxirribose [açucar] de um nucleotídeo ao fosfato ligado ao grupo 5’-hidroxila do outro nucleotídeo. A ligação fosfodiéster, na qual o grupo fosforil está entre os dois nucleotídeos, então, possui um açucar esterificado através de um grupo 3’-hidroxila e um segundo açucar também esterificado através do grupo 5’-hidroxila. As ligações fosfodiéster criam o esqueleto repetitivo de açucar-fosfato da cadeia polinucleotídica, uma característica regular do DNA (Figura 4).

 

dna-base-pairings

Figura 4 – União dos nucleotídeos em cadeias polinucleotídicas (Fonte: Bio-Trabalho).

 

Em contraste, a ordem das bases ao longo da cadeia polinucleotídica é irregular. Esta irregularidade, junto com o comprimento extenso, são a base do enorme conteúdo informacional do DNA. As ligações fosfodiéster conferem uma polaridade inerente à cadeia de DNA. Essa polaridade é definida pela assimetria dos nucleotídeos e pela maneira como eles estão unidos. As cadeias de DNA apresentam um grupo 5’-fosfato ou um grupo 5’-hidroxila livre em uma extremidade, e um grupo 3’-fosfato ou 3’-hidroxila livre na outra extremidade. Convencionou-se escrever as sequências de DNA da extremidade 5’ (à esquerda) para a extremidade 3’, geralmente com um 5’-fosfato e uma 3’-hidroxila.

 

CADA BASE APRESENTA UMA FORMA TAUTOMÉRICA PREFERENCIAL

 

 

As bases no DNA classificam-se em dois tipos, purinas e pirimidinas. As purinas são a adenina e a guanina, e as pirimidinas são a citosina e a timina. As purinas derivam da estrutura de dóis anéis. A adenosina e a guanina compartilham essa estrutura geral, mas com diferentes grupos ligados. Da mesma forma, a citosina e a timina são variações da estrutura de um único anel, conforme observamos na Figura 5. Cada uma das bases existe em dois estados tautoméricos alternativos, os quais estão em equilíbrio entre si. O equilíbrio é bastante deslocado para o lado das estruturas convencionais, que representam os estados predominantes e importantes para o pareamento de bases. Os átomos de nitrogênio ligados aos anéis das purinas e das pirimidinas estão na forma amino no estado predominante e apenas raramente assumem a configuração imino. Da mesma forma, os átomos de oxigênio ligados à guanina e à timina normalmente estão na forma ceto e apenas raramente assumem a configuração enol.

 

purina_pirimidina

Figura 5 – Purinas e pirimidinas (Fonte: Biomarista).

 

AS DUAS FITAS DA DUPLA HÉLICE SÃO UNIDAS PELO PAREAMENTO DE BASES EM ORIENTAÇÃO ANTIPARALELA

 

A dupla hélice é composta por duas cadeias polinucleotídicas mantidas unidas por ligações não-covalentes fracas entre os pares de bases [pontes de hidrogênio]. A adenina em uma cadeia sempre está ligada por pareamento de bases com a timina na outra cadeia e, da mesma forma, a guanina sempre realiza o pareamento de bases com a citosina. As duas fitas apresentam a mesma geometria helicoidal, mas o pareamento de bases mantém as fitas unidas com a polaridade oposta. Ou seja, a base na extremidade 5’ de uma fita realiza o pareamento de bases com a extremidade 3’ da outra fita. Assim, as fitas apresentam uma orientação antiparalela. Essa orientação antiparalela é uma consequência estereoquímica do modo pelo qual a adenina e a timina, e a guanina e a citosina, pareiam entre si.

 

AS DUAS FITAS DA DUPLA HÉLICE APRESENTAM SEQUÊNCIAS COMPLEMENTARES

 

 

O pareamento entre a adenina [A] e a timina [T], e entre a guanina [G] e a citosina [C], resulta em uma relação de complementaridade entre a sequência das bases nas duas cadeias entrelaçadas e fornece ao DNA seu caráter autocodificador. Por exemplo, se a sequência 5’-ATGTC-3’ ocorre em uma cadeia, a cadeia oposta deverá apresentar a sequência complementar 3’-TACAG-5’. A rigidez das regras neste pareamento de “Watson-Crick” deriva da complementaridade da forma e das propriedades para formar pontes de hidrogênio entre a adenina e a timina e entre a guanina e a citosina. A adenina e a timina se combinam de maneira que uma ponte de hidrogênio pode ser formarda entre o grupo amino exocíclico do carbono sexto da adenina e o grupo carboxílico do carbono quarto da timina; e, da mesma forma, uma ponte de hidrogênio pode ser formada entre o nitrogênio primeiro da adenina e o nitrogênio terceiro da timina. Uma disposição equivalente pode ser delineada para uma guanina e uma citosina, de modo que existe complementaridade por pontes de hidrogênio e por forma no pareamento de bases. Um par de bases G:C possui três pontes de hidrogênio, porque o NH2 exocíclico no C2 da guanina está contraposto a um grupo carboxílico ao C2 da citosina, formando uma ponte de hidrogênio. Da mesma maneira, uma ponte de hidrogênio pode ser formada entre N1 da guanina e N3 da citosina e entre a carbonila no C6 da guanina e o NH2 exocíclico no C4 da citosina. O pareamento de bases do tipo “Watson-Crick” necessita que as bases estejam em seus estados tautoméricos preferenciais.

 

pontes_hidrogenio

Figura 6 – Pontes de hidrogênio ligando as bases nitrogenadas das cadeias polinucleotídicas complementares (Fonte: Biomania).

 

Uma característica importante da dupla hélice é que os dois pares de bases apresentam exatamente a mesma geometria; a presença de um par de bases A:T ou um G:C entre os dois açucares não perturba a disposição dos açucares, porque a distância entre os pontos de ligação do açucar é a mesma para ambos os pares de bases. O mesmo vale para T:A ou C:G. Em outras palavras, existe uma simetria aproximadamente bilateral que relaciona os dois açucares e as quatro bases, que podem ser acomodados dentro da mesma disposição sem qualquer distorção na estrutura geral do DNA. Além disso, os pares de bases podem ser empilhados em cima uns dos outros entre os dois esqueletos helicoidais de açucar-fosfato.

 

A FORMAÇÃO DE PONTES DE HIDROGÊNIO É IMPORTANTE PARA A ESPECIFICIDADE DO PAREAMENTO DE BASES

 

As pontes de hidrogênio [Figura 6, sequência de pontilhados ——— entre uma fita e outra] entre as bases complementares são uma característica essencial da dupla hélice, contribuindo para sua estabilidade termodinâmica e para a especificidade do pareamento de bases. A primeira vista, a formação de pontes de hidrogênio parece não contribuir de forma significativa para a estabilidade do DNA, pelas seguintes razões:

  • Uma molécula orgânica em solução aquosa tem suas propriedades de ligação por pontes de hidrogênio satisfeitas pelas moléculas de água que vêm e vão muito rapidamente. Como resultado, para cada ponte de hidrogênio que é formada quando um par de bases é constituído, ocorre o rompimento de uma das pontes de hidrogênio já existentes, antes da formação do par de bases, com a água. Assim, a contribuição energética líquida das pontes de hidrogênio para a estabilidade da dupla hélice poderia parecer modesta.

 

Entretanto, quando as fitas polinucleotídicas estão separadas, as moléculas de água estão alinhadas sobre as bases. Quando as fitas formam a dupla hélice, as moléculas de água são deslocadas das bases. Isso cria desordem e aumenta a entropia, estabilizando a dupla hélice. Uma segunda contribuição importante vem das interações de empilhamento entre as bases. As bases são moléculas planares, relativamente insolúveis em água, e tendem a se empilhar umas sobre as outras, aproximadamente em perpendicular à direção do eixo helicoidal. As interações das nuvens eletrônicas (r-r) entre as bases na pilha helicoidal contribuem de forma significativa para a estabilidade da dupla hélice.

 

A formação de pontes de hidrogênio também é importante para a especificidade do pareamento de bases. Suponha que tentemos parear uma adenina com uma citosina. Teríamos um receptor de ponte de hidrogênio (N1 da adenina) localizado do lado oposto a um receptor de ponte de hidrogênio (N3 da citosina) sem espaço para uma molécula de água posicionar-se entre eles e satisfazer aos dois receptores. Da mesma forma, dois doadores de pontes de hidrogênio, os grupos NH2 em C6 da adenina e em C4 da citosina, estariam localizados de forma oposta um em relação ao outro. Assim, um par de bases A:C seria instável, porque uma molécula de água teria de ser removida dos grupos doadores e receptores sem que a ponte de hidrogênio formada com o par de bases fosse restaurada.

 

AS BASES SÃO DESLOCADAS DA DUPLA HÉLICE

 

A energética da dupla hélice favorece o pareamento de cada base em uma fita polinucleotídica com a base complementar na outra fita. Às vezes, entretanto, algumas bases podem se projetar para fora da dupla hélice, pelo extraordinário fenômeno conhecido como deslocamento de bases. [grifos nossos] Isso é imporantíssimo para o DNA, pois determinadas enzimas que metilam bases ou removem bases danificadas, atuam sobre uma base em uma configuração extra-helicoidal, na qual a base é descolada para fora da dupla hélice, possibilitando o encaixe da base na cavidade catalítica da enzima. Além disso, acredita-se que as enzimas envolvidas na recombinação homóloga e no reparo do DNA vasculhem o DNA procurando homologias ou lesões deslocando a base após base. Esse processo não é energeticamente dispendioso porque apenas uma base é deslocada de cada vez. Obviamente, o DNA é mais flexível do que se poderia imaginar em um primeiro momento.

 

A DUPLA HÉLICE POSSUI CAVIDADES MENOR E MAIOR

 

Como resultado da estrutura duplo-helicoidal das duas cadeias, a molécula de DNA é um longo polímero estendido com duas cavidades que diferem em tamanho entre si. Por que existe uma cavidade menor e uma cavidade maior? Essa é uma consequência simples da geometria dos pares de bases. O ângulo no qual os dois açucares se projetam dos pares de bases (ou seja, o ângulo entre as ligações glicosídicas) é cerca de 120° (para o ângulo mais estreito ou de 240° para o ângulo mais aberto). Como resultado, a medida que mais pares de bases se empilham uns sobre os outros, o ângulo mais estreito entre os açucares em uma das extremidades dos pares de bases gera a cavidade menor, e o ângulo mais aberto, na outra extremidade, gera a cavidade maior. (Se os açucares estivessem afastados em uma linha reta, ou seja, formando um ângulo de 180°, então as duas cavidades seriam de dimensões iguais e não existiriam das cavidades maior e menor). Contudo, a cavidade maior é mais rica em informação química justamente por contemplar mais pares de bases empilhados.

 

AS FITAS DO DNA PODEM SER SEPARADAS (DESNATURADAS) E REASSOCIADAS

 

Como as duas fitas da dupla hélice são mantidas unidas por forças relativamente fracas (não-covalentes), seria esperado que as duas fitas pudessem ser facilmente separadas. De fato, a estrutura original para a dupla hélice sugeriu que a replicação do DNA poderia ocorrer apenas dessa maneira. As fitas complementares da dupla hélice também podem ser separadas quando uma solução de DNA é aquecida acima de temperatura fisiológica (próximo a 100°C) ou sob condições de pH elevado, em um processo conhecido como desnaturação. Entretanto, a separação completa das fitas do DNA por desnaturação é reversível. Quando soluções aquecidas de DNA desnaturado são resfriadas lentamente, as fitas simples frequentemente encontram suas fitas complementares e restauram as duplas hélices regulares. [grifos nossos]

 

desnaturação_DNA

Figura 7 – Processo de desnaturação do DNA e sua reversibilidade (Fonte: University of Virginia).

A capacidade de renaturar moléculas de DNA desnaturadas permite que sejam formadas moléculas de DNA artificiais híbridas, pelo resfriamento lento de misturas de DNA desnaturado, oriundas de duas fontes diferentes. Da mesma forma, podem ser formados híbridos entre fitas complementares de DNA e RNA. A capacidade de formar híbridos entre dois ácidos nucléicos de fitas simples, chamada de hibridização é a base de diversas técnicas fundamentais na biologia molecular, como a hibridização por Southern blot e as análises de microarranjos de DNA.

TOPOLOGIA DO DNA

Como o DNA é uma estrutura flexível, seus parâmetros moleculares exatos são uma função do ambiente iônico que o rodeia e da natureza das proteínas que se ligam a ele, com as quais o DNA forma complexos. Como suas extremidades são livres, as moléculas lineares de DNA podem sofrer rotações livremente, acomodando as alterações no número de vezes que as duas cadeias da dupla hélice se torcem uma sobre a outra. Porém, se as duas extremidades estão covalentemente ligadas, formando uma molécula de DNA circular, e se não existem interrupções nos esqueletos açucar-fosfato das duas fitas, então, o número absoluto de vezes que as cadeias podem se torcer uma sobre a outra não pode variar.

 

O DNA circular covalentemente fechado é topologicamente limitado. Mesmo as moléculas lineares dos cromossomos eucarióticos estão sujeitas à limitações topológicas, devido a seus comprimentos extremos, entrelaçamentos na cromatina e interações com outros componentes celulares. Apesar dessas limitações, o DNA participa de inúmeros processos dinâmicos na célula. Por exemplo, as duas fitas da dupla hélice, que estão torcidas uma sobre a outra, devem ser separadas rapidamente, a sim de serem duplicadas e transcritas em RNA. Assim, o entendimento da topologia do DNA e de como a célula acomoda e explora as limitações topológicas durante a replicação, a transcrição e outras atividades cromossômicas são de fundamental importância na biologia molecular.

 

Fonte:

WATSON, James D.; BAKER, Tania A.; BELL, Stephen P.; GANN, Alexander; LEVINE, Michael & LOSICK, Richard. Biologia molecular do gene. 5° edição. Artmed, 2006. p. 97-122.

 

 

“Ele fez a Terra pelo Seu poder; estabeleceu o mundo por Sua sabedoria e com a Sua inteligência estendeu os céus” (Jeremias 51:15)