Rozmaite typy wiciowych silników bakteryjnych, które występują w biologii

https://www.salon24.pl/u/slawekp7/1318706,wici-peryplazmatyczne

„„Nieredukowalna złożoność” (irreducibleó complexity) to bojowe zawołanie Michaela J. Behego z Lehigh University, autora Darwin’s Black Box: The Biochemical Challenge to Evolution (Czarna skrzynka Darwina: biochemiczne wyzwanie dla ewolucji).

(.....)

(Behe twierdzi, że zasada nieredukowalnej złożoności dotyczy) również wici bakteryjnej, organellum ruchu działającego niczym silnik łodzi.

https://tiny.pl/crxw1

https://tiny.pl/crxwt

(......)

Behe twierdzi, że możliwość powstania takiego układu wskutek przemian ewolucyjnych jest praktycznie zerowa, a to wskazuje na inteligentny projekt. (....) Po pierwsze, istnieją wici o prostszej budowie, a to dowodzi, że do ich działania nie są niezbędne wszystkie elementy z przykładu Behego.

MÓJ KOMENTARZ

Na filmie zaprezentowano bakterie gram-dodatnią i gram-ujemną. Oraz dwa różne rodzaje budowy i sposoby montażu silników wiciowych, które umożliwiają im lokomocję:

https://youtu.be/eKnFlbrLNOw

bakterie gram-ujemne

U tego rodzaju prokariotów występuje błona, która opłaszcza komórkę od zewnątrz oraz druga błona, która ma bezpośredni kontakt z cytoplazmą. Pomiędzy tymi błonami zlokalizowana jest ściana komórkowa, która jak błony komórkowe otacza bakterię. W błonie cytoplazmatycznej zakotwiczona jest rotująca część silnika, oraz dolna część statora. Górna część statora jest przytwierdzona do ściany komórkowej:

https://tiny.pl/crx4c

W scianie komórkowej zakotwiczony jest pierścień P. Natomiast w błonie zewnętrznej pierścień L. Z częścią rotującą silnika połączony jest pusty w środku wał napędowy. Następnie przechodzi przez otwory w pierscieniach P i L. W efekcie część tego elementu napędu wystaje na zewnątrz bakterii. Do jego końca przytwierdzona jest zagięta struktura zwana kątnikiem. Do niego z kolei długa wić bakteryjna, która służy bakterii do pływania (podobnie, jak śruba okrętowa)

https://tiny.pl/crxwm

bakterie gram-dodatnie

W budowie tych bakterii w przeciwieństwie do komórek gram-ujemnych nie wyróżnia się zewnętrznej błony komórkowej. Bakterie gram-dodatnie okryte są grubą i masywną ściąną komórkowa. Jest na tyle gruba i twarda, że wystrczy „przewiercony” w niej otwór, żeby zakotwiczyć wał napędowy, który wystając na zewnątrz komórki połączony jest z kątnikiem a kątnik z długą wicią napędzającą ruch bakterii.Drugi koniec wału połączony jest z elementem rotującym silnika, który jest zakotwiczony w błonie cytoplazmatycznej. Dolna część statora u bakterii gram-dodatnich zakotwiczona jest w błonie cytoplazmatycznej. Górna w scianie komórkowej.

cechy anatomiczne (strukturalne) obu typów bakterii

https://tiny.pl/crx9z

Ściana komórkowa bakterii gram-dodatnich wystarcza aby zapewnić stabilność podczas rotacji wału napędowego. Dlatego bakterii gram-dodarniej zbędne są pierścienie P i L - konieczne w przypadku bakterii gram-ujemnych.

Ściana komórkowa bakterii gram-ujemnych jest delikatna i bardzo elastyczna. Nie wytrzymałaby takiego obciażenia. Musi być wzmocniona pierscieniem P - który spełnia też rolę łożyska:

https://tiny.pl/crxww

Rozwiązanie takie byłoby jednak niewystarczające. Ściana komórkowa służy nie tylko do kotwiczenia wału obrotowego, ale zabezpiecza komórkę przed uszkodzeniami i pęknięciem. Zatem wał przenoszący napęd z części rotującej silnika na wić musi być dodatkowo zakotwiczony w zewnętrznej błonie komórkowej - za pośrednictwem pierscienia L. Jak w przypadku pierścienia P pierścień L chroni błonę komórkową przed rozetwaniem i spełnia rolę łożyska.

Nieredukowalna złożoność wiciowego silnika bakteryjnego

https://youtube.com/shorts/DL5aix31m8U?feature=share

Według darwinistów brak pierscieni P i L u komórek gram-dodatnich dowodzi tego, że wiciowy silnik bakteryjny jest redukowalnie złożony. Że fakt ten podważa wnioski biologa molekularnego Michaela Behe'ego, który twierdzi, że silniki bakteryjne są nieredukowalnie złożone. W związku z tym nie mogły powstać na drodze stopniowej ewolucji trwajacej miliony lat.

Profesor Behe zapewnia, że hipotetetyczni ewolucyjni prekursorzy współczesnych silników prokariotycznych nie mogliby spełniać korzystnych funkcji, jako niekompletne systemy molekularne. Michael Behe opracował minimalny zestaw niezbędnych części, z których musi być zbudowany silnik bakteryjny, żeby mógł spełniać swoje funkcje. Zbiór tych elementów nazwał nieredukowalnie złożonym rdzeniem.

Profesor Behe dopuszcza możliwość istnienia elementów nadmiarowych, które można usunąć z kompleksu, który uznano za nieredukowalnie złożony. Zaznacza jednak, że nie da się przekroczyć jasno określonej granicy - tą granicą jest nieredukowalny rdzeń! Przytoczył dwa przykłady. Standardowa pułapka na myszy jest złożona z minimalnie wymaganego zestawu części:

https://tiny.pl/crxwr

Gdy wszystkie elementy są w komplecie urządzenie to jest wyspecjalizowane do łapania myszy. Po usunieciu jednego z nich pułapka przestaje działać - ponieważ jest nieredukowalnie złożona pod względem funkcji łapania myszy. Można wzmocnić skuteczność tego urządzenia dokładając dodatkową sprężynkę. Następnie wolno ten element usunąć. Pułapka dalej będzie działać, ale gdy się usunie drugą sprężynkę utraci zdolność do łapania gryzoni. Czterocylindrowy samochód może kontynuować jazdę po usunięciu trzech świec. Po wykręceniu czwartej utraci tą możliwość.

https://tiny.pl/crxwg

Dwa rodzaje i sposoby montażu silników lokomocyjnych u bakterii gram-dodatnich i gram-ujemnych nie dostarczają cienia dowodu na możliwość zredukowania ich struktur do prostszych systemów! Nie ma naukowych podstaw by można było zakładać, że silnik lokomocyjny właściwy bakteriom gram-dodatnim mógłby być ewolucyjnym prekursorem silnika, jaki posiadają bakterie gram-ujemne.

Nic nie wskazuje też na to, że silnik bakterii gram-dodatnich to zredukowana wersja silnika podobnego do tego, przy pomocy którego poruszają się bakterie gram-ujemne. Oba rodzaje silników są ściśle dopasowane do pełnienia swoich funkcji! Pod żadnym pozorem nie da się stwierdzić, że silnik bakterii gram-dodatnich jest w jakiejś mierze prostszy w porównaniu z silnikiem bakterii gram-ujemnych. Pierscienie P i L mocujące wał napędowy u bakterii gram-ujemnych w przypadku bakterii gram-dodatkich z powodzeniem zastępuje wyspecjalizowana ściana komórkowa!

https://tiny.pl/crxwq

Gdyby usunąć pierscień P lub L (lub obie te części) z aparatu generującego ruch u bakterii gram-ujemnych, to silnik lokomocyjny przestałby spełniać swoją funkcję! Jakby ściana komórkowa bakterii gram-dodatnich nie posiadała właściwych jej przystosowań, to nie mogłaby spełniać funkcji pierścienia i łożyska stabilizującego wał napedowy!

Minimalna funkcjonalność

Oprócz pojęcia nieredukowalnej złożoności profesor Michael Behe wprowadził do biologii teoretycznej powszechnie używane przez technologów określenie - minimalnej funkcjonalności:

https://tiny.pl/crxcf

Ściana komórkowa bakterii gram-dodatnich musi spełniać minimum wymagań technicznych (dopasowań strukturalnych), by móc się obyć bez struktur kotwiczących przypominających pierscienie P i L. Komórki gram-dodatnie posiadają odpowiednie zagęszczenie i ułożenie peptydoglikanu, co utwardza ścianę komórkową i zarazem nadaje jej elastyczność. Skutkuje to wytrzymałością na rościąganie i ściskanie. Funkcja ściany komórkowej bakterii gram-dodatnich nie polega jedynie na zakotwiczaniu wału obracającego wicią. Dodatkowo chroni bakterię przed pęknieciem w wyniku dużego ciśnienia osmotycznego. Bakterie gram-dodatnie mają znacznie grubszą warstwę peptydoglikanu w swojej ścianie komórkowej niż bakterie gram-ujemne.

https://tiny.pl/crmqq

K. Namba, A Proposed Gear Mechanism for Torque Generation in the Flagellar Motor, „Nature Structural and Molecular Biology” 2020, Vol. 27, s. 1004 [1004–1006].

”Wić bakteryjna to duża białkowa nanomaszyna składająca się z ponad 30 różnych białek, każde obecne w kilku lub dziesiątkach tysięcy kopii. Wić zbudowana jest z trzech strukturalnych części: działającego jak obrotowy silnik korpusu; spiralnej śruby napędowej i haczyka; uniwersalnego przegubu łączącego śrubę i motor.

Motor składa się z pierścienia wirnika i licznych części stojana otaczających wirnik; motor ten zamienia różnicę elektrochemicznego potencjału wytwarzanego po obydwu stronach błony komórkowej na mechaniczną pracę z prawie 100-proc. wydajnością. Maksymalna prędkość obrotowa zaobserwowana u wici to 1700 obrotów na sekundę – znacznie szybciej niż w przypadku silnika wyścigowego samochodu Formuły 1.”

STANOWISKO RÓŻNYCH NAUKOWCÓW WOBEC KONCEPCJI NIEREDUKOWALNEJ ZŁOŻONOŚCI W BIOLOGII MOLEKULARNEJ. KRYTYKÓW KONCEPCJI EWOLUCJI CHEMICZNEJ I BIOLOGICZNEJ W UJĘCIU NOWOCZESNEGO NEODARWINIZMU. TU MOŻNA POSŁUCHAĆ ICH PRELEKCJI:

https://tiny.pl/crmtb

A TU ZACYTOWAŁEM OBSZERNY FRAGMENT ARTYKUŁU Z ICH POGLĄDAMI I WYJAŚNIENIAMI:

https://tiny.pl/crmtl

„Pallen i Matkze przyznają, że „wszystkie bakteryjne silniki wiciowe mają wspólny konserwatywny rdzeń białek. Zbiór ten liczy około 20 białek, a ponadto przyznają, że istnieje wspólny rdzeń podsystemów występujących w znanych wiciach bakteryjnych.

Nie ma powodu, dla którego projektant nie mógłby zaprojektować różnych wici. W końcu w naszym doświadczeniu z systemami technologicznymi wymyślonymi przez ludzi widzimy niesamowitą różnorodność! Spójrz na różne sposoby, w jakie ludzie projektowali telefony komórkowe, ciężarówki, a nawet coś tak prostego jak klucze. Urządzenia te występują we wszelkiego rodzaju niezliczonych formach. Różnorodność nie wyklucza projektu!

Darwiniści, którzy zajmują się badaniem wiciowych silników bakteryjnych przyznaja, że wszystkie one mają wspólny rdzeń złożony z około 20 białek i wspólny rdzeń - który nazwam nieredukowalnym rdzeniem - składający się z podsystemów:

- silnika,

- mechanizmu chemotaksji,

- i aparatu wydzielniczego.

Obejrzyj film na ten temat:

https://tiny.pl/crm7q

Wiele różnych rodzajów bakteryjnych silników wiciowych, to wariacje na temat wspólnego archetypu! Skąd wiemy, że ten rdzeń jest nieredukowalnie złożony? Ponieważ dane eksperymentalne pokazują, że tak. Eksperymenty z nokautowaniem genów przeprowadzone przez Scotta Minnicha na silniku wiciowym E. coli wykazały, że nie składa się ona ani nie funkcjonuje prawidłowo, jeśli brakuje którejkolwiek z jej około 35 części strukturalnych!

(.....)

Na animacji pokazano funkcję systemu transportu białek budujących wić w silniku bakteryjnym:

https://tiny.pl/crm78

Dlaczego system wydzielniczy typu III nie może być prekursorem wici bakteryjnej

W swoim artykule dr Baker myśli, że znalazł jeden główny składnik wici, który może funkcjonować poza systemem wici i że to obala nieredukowalną złożoność. To nic nowego dla zwolenników ID. Nazywa się to systemem wydzielniczym typu III (T3SS) i jest w zasadzie pompą używaną do transportu białek przez błonę komórkową bakterii. Baker przedstawia swoją sprawę w następujący sposób:

„Dowód na „redukowalność” motoryki wiciowej – że jej części składowe mogą funkcjonować gdzie indziej – pojawia się w postaci aparatu transportu flagelin typu III; kolejna wspaniała maszyna molekularna znaleziona w bakteriach. Ten przypominający strzykawkę kompleks jest używany przez chorobotwórcze bakterie do dziurawienia komórek docelowych gospodarza.

Mechanizm białkowy używany do składania białek, z których składa się ta nanomaszyna jest identyczny z tym, który jest używany do składania części wici silnika bakteryjnego. Ponadto dziewięć podstawowych białek motorycznych silnika wiciowego wykazuje homologię z białkami maszyny iniekcyjnej typu III— geny, które je kodują, są tak podobne, że wyraźnie pochodzą od tego samego przodka.„

Ten argument jest tak stary, że został już omówiony i obalony w filmie dokumentalnym ID z 2003 roku Unlocking the Mystery of Life. Częścią wici jest zalezna od hydrolizy ATP pompa molekularna T3SS, która służy do transportu białek z wnętrza komórki na zewnątrz komórki, gdzie samoorganizują się w wici.

System sekrecji typu III wykorzystuje T3SS do podobnej funkcji. T3SS jest używany przez niektóre drapieżne bakterie do wstrzykiwania toksycznych białek do komórek eukariotycznych, które następnie zabijają i pożerają. To tylko pompa molekularna; Otóż to. Baker sugeruje, że białka injectosomu są „identyczne” z „silnikiem wiciowym”. Jest w błedzie! T3SS nie jest częścią motorycznej części wici. Jest pompą, która jest elementem systemu wydzielania nie ruchu. Sytem transportu flagelin, jako urządzenie dopasowane i zintegrowane z modułami generującymi napęd wici bierze udział w montażu silnika (biogenezie) pełniąc funkcję ciała podstawowego.

Jestem skłonny przyznać, że niektóre sekwencje w białkach między T3SS a elementami silnika wiciowego są podobne. Niemniej z pewnością nie jest poprawne nazywanie ich identycznymi! Jedna autorytatywna praca Pallena i innych z 2005 roku sugeruje, że białko wiciowe (FliK) i białko z T3SS (YscP) są homologiczne, ponieważ na odcinku około 58 aminokwasów w obrębie około 300 aminokwasów, 13 reszt jest identycznych w co najmniej 50 procentach badanych białek. A kolejne 23 aminokwasy w tym odcinku mają podobne właściwości chemiczne. (Patrz Pallen i wsp. 2005 rok). Oznacza to, że mniej niż 25 procent aminokwasów jest identycznych na odcinku, który reprezentuje mniej niż 20 procent całkowitego białka. Chociaż białka są w tym zakresie podobne mylące jest stwierdzenie, że są identyczne!

Profesor Michael Behe wielokrotnie przypominał dlaczego ustalanie wspólnego pochodzenia różni się od ustalania darwinowskiego wyjaśnienia:

Tu możesz obejrzeć animację, na której objaśniono funkcję systemu sekrecji typu III - który służy zjadliwym bakteriom do infekowania komórek eukariotycznych. Artykuł zawiera też animacje prezentujące działanie systemów sekrecji typu IV. Poza tym szeroko omówiono te zdumiewające i nieredukowalnie złożone nanomaszyny!

https://tiny.pl/crm7v

„Chociaż przydatne jest do określania linii pochodzenia porównywanie sekwencji genetycznych i białek, to nie może pokazać, w jaki sposób złożony system biochemiczny osiągnął swoją funkcję – pytanie, które najbardziej nas interesuje w tej książce. Na zasadzie analogii, instrukcje obsługi dwóch różnych modeli komputerów wydane przez tę samą firmę mogą zawierać wiele identycznych słów, zdań, a nawet akapitów, co sugeruje wspólne pochodzenie (być może ten sam autor napisał obie instrukcje), ale porównanie sekwencji liter w instrukcjach obsługi nigdy nie powie nam, czy komputer można zbudować krok po kroku, zaczynając od maszyny do pisania.

Podobnie jak analitycy sekwencji, wierzę, że dowody w wielu przypadkach silnie wspierają wspólne pochodzenie. Ale podstawowe pytanie pozostaje bez odpowiedzi: co spowodowało powstanie złożonych systemów?” (Behe, Czarna skrzynka Darwina, s. 175-176.)

Tu możesz przeczytać ważne i pouczające polemiki biochemika profesora Michaela Behe'ego z wybitnymi biologami ewolucyjnymi. Przeprowadzono je, gdy znalazł się w ogniu krytyki po wydaniu swojej książki: „Czarna skrzynka Darwina - biochemiczne wyzwanie dla darwinizmu”!

https://tiny.pl/crm75

„Nowocześni darwiniści wskazują na dowody na wspólne pochodzenie i błędnie zakładają, że jest to dowód na siłę przypadkowych mutacji”. (Behe, Krawędź ewolucji, s. 95.) Po drugie, nieprawdopodobne jest, aby T3SS był w ogóle użyteczny w wyjaśnianiu pochodzenia silnika wiciowego. Injectisome znajduje się w małej podgrupie bakterii Gram-ujemnych, które mają symbiotyczny lub pasożytniczy związek z eukariotami. Ponieważ eukarionty pojawiły się ponad miliard lat po bakteriach, sugeruje to, że iniektosom powstał po eukariotach. Jednak wici występują w całym zakresie bakterii, a potrzeba chemotaksji i ruchliwości (tj. Używanie wici do znajdowania pożywienia) poprzedza potrzebę pasożytnictwa.

Innymi słowy, spodziewalibyśmy się, że wici na długo poprzedza wstrzyknięcie przez system sekrecji typu III. I rzeczywiście, biorąc pod uwagę wąskie rozmieszczenie bakterii posiadajacych możliwość przeprowadzania iniekcji bardzo szerokie rozmieszczenie bakterii z wiciami mocno przekonuje, że wici są starsze niż autonomiczne systemy sekrecji typu III bedący bronią zjadliwych bakterii, a nie odwrotnie!

Obejrzyj film na ten temat:

https://tiny.pl/crm7q

Kolejny raz podkreślam fakt, że funkcja T3SS (czy to w injectosomie, czy w silniku wiciowym) nie ma nic wspólnego z poznawaniem funkcji silnika napędzającego wici oraz z możliwością wyjaśnienia genezy tego mechanizmu! T3SS jest tylko pompą, która może przenosić białka przez błonę komórkową za pośrednictwem pustego w środku wału napędowego. Odkrycie systemów sekrecji typu III w żaden sposób nie wyjaśnia, w jaki sposób powstał silnik wiciowy i jego podstawowa funkcja napędowa!”

Wybitny biolog profesor Stanisław Mariusz Karpiński o ewolucji chemicznej (abiogenezie) i ewolucji biologicznej!

https://www.salon24.pl/u/slawekp7/1318689,wybitny-biolog-profesor-stanislaw-mariusz-karpinski-o-ewolucji-chemicznej-abiogenezie-i-ewolucji-biologicznej

Stanisław Mariusz Karpiński – polski biotechnolog, profesor nauk biologicznych, wykładowca akademicki, w 2012 sekretarz stanu w Ministerstwie Nauki i Szkolnictwa Wyższego, działacz opozycji w okresie PRL-za wikipedią

Źródła

https://tiny.pl/crx93

https://tiny.pl/crxns

https://tiny.pl/crxln

https://youtu.be/eKnFlbrLNO

https://tiny.pl/crxwd

https://tiny.pl/crxwf

https://tiny.pl/crxw

https://tiny.pl/crxwj

https://tiny.pl/crxwp

https://tiny.pl/crxwn

https://tiny.pl/crxw4