Sytokromi-c:n evoluutio

Sytokromi-c, evoluution vai luomisen tulosta?

Sytokromi C on solujen aineenvaihdunnalle tärkeä proteiini, joka on kaikissa eliöissä. Muiden proteiinien tapaan se koostuu aminohapoista. Näiden aminohappojen järjestys on määrätty geeneissä. Geeni on käytännössä DNA, joka koostuu emässarjoista joita pitää koossa sokeri-fosforihapporunko. Tutkimalla eri eliölajien sytokromi-c:itä on todettu, että monien eri lajien sytokromi-ct ovat keskenään hieman erilaisia.

Evoluutioteoreetikot selittävät lajikohtaiset erot sillä, että sytokromi-c on muuntunut evoluutiossa ajan mukana, mutta melko hitaasti.

Ihminen ja simpanssi ovat evoluuototeorian mukaan lähisukulaisia. Niinpä ihmisen ja simpanssin sytokromi-c:t ovat identtisiä. Lajien sukupuu on laadittu lähinnä eliöiden ulkoisen ja sisäisen rakenteen pohjalta. Mitä kauemmas eläinkunnan sukupuussa ihmisestä mennään, sitä enemmän lajin sytokromi-c poikkeaa ihmisen sytokromi c:stä. Niinpä esimerkiksi bakteerin sytokromi-c eroaa ihmisen sytokromi-c:stä enemmän kuin lehmän sytokromi-c.

Toisaalta eri lajien sytokromi-c:ssä näkyy yllättäviä samankaltaisuuksia kaukana toisistaan olevien lajien välillä, ja muutenkin laajoilla lajijoukoilla sytokromi-c: ovat lähellä toisiaan. Tämä saattaa selittyä horisontaalisella geenien siirrolla loisista ja vastaavista isäntäeläimiin.

Evoluution vastustajat katsovat sytokromi-c:n eri lajeissa olevan todiste luomisesta, koska sytokromi-c:n synty on hyvin epätodennäköinen.

Mutta evoluutioteoreetikot katsovat monesti sytokromi-c:llä olleen alkuaan jonkun sitä huonommin toimivan edeltäjän, joka jäi eliöistä pois, kun parempi sytokromi-c kehittyi. Toinen vaihtoehto on, että soluilla oli alkujaan huonommin toimiva aineenvaihdunta, jossa ei ollut sytokromi-c:tä.

Sytokromi-c:n synnyn todennäköisyys

Sytokromi-c:n synnyn todennäköisyydeksi "lottoarvonnalla" on Jockey laskenut 1 E-94 [1] . Jos tämä muutettaisiin biteiksi se olisi noin 313 bittiä. Oletetaan että meillä olisi kone joka synnyttäisi proteiineja kolikkojen heitoilla. Tällöin pitäisi heittää kolikkoa 313 kertaa peräkkäin oikein, jotta syntyisi sytokromi-C.

Menisi kauan ennen kuin meillä olisi sytokromi-c.

Yllä mainittu ei ole välttämättä oikea sytokromi-c:n syntytodennäköisyys.

Sytokromi-c:ssä näyttää olevan eri lajien geenisarjoja katsoen neljä samankaltaista peräkkäistä osaa. Tällöin tulisi laskea neljäsosan syntytodennäköisyys ja kahden geenijakautumisen todennäköisyys, ja päälle tulevien mutaatioioden todennäköisyys. Sytokromi-c:n edeltäjä saattoi toimittaa jotain muuta kuin nykyistä tehtävää solussa.

Sytokromi c:n ominaisuudet ja evoluutiovauhti

Ihmisen sytokromi c:n pituus on 104 aminohappoa, mikä vastaa 312 nukleotidia geneettisen koodin mukaan.

Geneettisessä koodissahan kolme nukleotidia vatsaa yhtä aminohappoa.

Ajoitusten ja laskujen mukaan sytokromi-c muuntui evoluutiossa suunnilleen vauhdilla 0,4 E-9 aminohappoa vuotta kohden. Sytokromi-c myös lyheni kehittyessään. Tonnikalan sytokromi-C on jo "nykyisen" 104 aminohapon pituinen. 29 30:sta sytokromi-c:n aminohappomuutoksesta on haitallisia[2] . Noin kolmasosa sytokromi-c:n aminohapoista ei muutu evoluutiossa, koska silloin sytokromi-c lakkaisi toimimasta. Useimmilla eliöillä on sytokromi-c:n geenistä monta kopiota, ja yhden geenin mutatoituminen muuksi proteiiniksi ei hävitä sytokromi-c:tä.

Joidenkin lajien sytokromi-c:n aminohapposarjoja

Alla joidenkin lajien sytokromi-cn aminohapposarjoja. Huomataan, että osa sytokromi-c:stä

on kaikilla lajeilla sama, osa erilainen[3] .

Sytokromi c:ien erot ihmisestä lukien

Ihmisen ja simpanssin sytokromi-c:t ovat samanlaisia. Rhesusapinan ja ihmisen välillä on vain yhden aminohapon eli hieman alle prosentin ero. Muuten eri eliöillä sytokromi-c voi olla hyvinkin erilainen. Monesti sytokromi-c:n samankaltaisuus ilmoitetaan erilaisuusprosenttina. Ihmisestä päin laskien sytokromi-c:n aminohappojen ero hevoseen on 2%, tonnikalaan 17%, hyönteiseen 27-29%, homeeseen ja kasveihin 35-40% ja purppurabakteeriin 65%[4] . Varsinkin bakteerien ja monisoluisten eläinten välillä on huomattava ero. Näin ollen monisoluiset ovat kehittyneet kauan eri suuntiin kuin bakteerit.

Sytokromi c:ien erot bakteerista tms lukien

Monet sytokromi-c:t näyttävät evoluutiopuussa eroprosenttien mukaan samanlaisilta, koska tietty osa sytokromi-c:stä ei muutu milloinkaan ajan mukana. Jos muuttuisi, niin silloin se lakkaisi olemasta sytokromi-c.

On erittäin epätodennäköistä, että miljardeissa eliöissä tapahtuisi niin paljon mutaatioita, että kaikki sytokromi-c:t katoaisivat.

Jos sytokromi-c:n samankaltaisuutta katsotaan kehittymättömästä lajista kehittyneempiin päin, esimerkiksi bakteerista nahkiaisiin, tonnikaloihin, ihmiseen ja muihin korkeampiin eliöihin, huomataan erilaisuuksien olevan miltei samoja.

Monet korkeammat eliöt eroavat bakteerista sytokromi-c:n aminohappojen osalta noin 64-69%[5] . Bakteerin sytokromi-c eroaa tämän mukaan ihmisestä 65%, nahkiaisesta 66%, banaanikärpäsestä 65% ja hiivasta 69% jne[6] [7] . Näin evoluutiopuussa kaukana toisistaan olevat lajit näyttävät bakteerista katsoen samalta. Vastaava ilmiö[8] näkyy, kun eläinten sytokromi-C:tä katsotaan vehnästä tai hiivasta käsin, tai vaikka selkärankaisia silkkimadosta käsin[9] .

Tämä selittyy sillä, että tietty osa sytokromi-c:stä pysyy aina samana, koska on sytokromi-c:n määrittelevä osa.

Ainakin 31% sytokromi-c:stä ei muutu koskaan. Tämä on noin 32 aminohappoa.

Muutama prosentti muuttuu vasta pitkän ajan kuluessa. Tämä 31-36% on sytokromi-c:n elintärkeä osa. Se määrittelee sytokromi-c:n toiminnan. Näin ollen vain noin 64 -69% sytokromi-c:stä muuntuu evoluutiossa ajan.

Toisaalta myös sytokromi-c:n aminohapposarjan erilaisuusprosentti on kokonaan eri asia kuin tapahtuneiden DNA-mutaatioiden määrä.

Jos kaksi mutaatiota osuu samaan kohtaan, toinen ei näy erilaisuusprosentin muutoksena, koska tämä kohta muuttui jo ensimmäisellä kerralla. Eli jos kaksi sytokromi-c:tä joista toisessa on tapahtunut 1000 mutaatiota ja toisessa 2000 mutaatiota, voivat olla erilaisuusprosentin puolesta samanlaisia.

Jos kahdessa sytokromi-c:ssä tapahtuu vaikkapa tuhat mutaatiota, nämä voivat tapahtua eri tavalla. Silti ne saattavat tuottaa melkein saman erilaisuusprosentin bakteerista katsoen. Näin siitä huolimatta, vaikka

sytokromi-c:t ovat keskenään melko erilaisia.

Tämä selitettynä kaavamaisesti pelkistäen sytokromi-c 3:sta osasta koostuvaksi kirjainjonoksi.

Alkuperäinen sytokromi-c on

ensi) Aaa

1/3 muuntunut sytokromi-c on vaikkapa

toinen) Aab

ja toinen ensi):stä 1/3 muuntunut sytokromi-c

kolmas) Aba

Eli: kun verrataan geeniä Aaa geeniin Aab, huomataan että yksi osa 3-osaisesta geenistä on muuntunut.

Tätä merkitään 3:nnella kirjaimella joka siis muuntuu a->b.

Kaksi ensimmäistä kirjainta Aa on säilynyt samana.

Näin ollen

geenien Aaa ja Aab erilaisuus on 1/3 ja samanlaisuus 2/3.

Toisaalta myös Aba on 2/3 osaltaan sama kuin Aaa, koska tässäkin on

yksi kirjain muuntunut, Tällä kertaa muuntunut osa on toisessa paikassa, 2. kirjaimen kohdalla.

Niin, vaikka geenistä Aaa katsoen geenit Aab ja Aba näyttävät samanlaisuus- ja erilaisuusprosentien valossa samanlaisilta, ne ovat keskenään erilaisia. Näiden erilaisuus on keskenään 1/3, eli vain sytokromi-C:n tunnisteosa A on sama.

Niin jos kehittyneiden lajien ihmisen, hevosen ja karpin sytokromi c:tä katsotaan kehittymättömästä bakteerista käsin, ne ovat prosenttien perusteella lähellä toisiaan, mutta hyvin kaukana bakteerista.

Mutta jos vaikkapa kehityneestä ihmisestä käsin katsotaan hevosen ja karpin sytokromi-C:tä, ne ovat melko erilaisia ja silti muistuttavat melko paljon ihmisen sytokromi-c:tä, jos niitä vertaa bakteerin sytokromi-c:hen.

Keskinäisessä vertailussa vaikkapa hevosen ja karpin sytokromi-c:t ovat puolestaan melko kaukana toisistaan[10] .

Sytokromi-c:ien sukupuu

Voidaan teoriassa ajatella, että esimerkiksi nahkiaisen ja ihmisen sytokromi-c:t ovat yhtä kaukana bakteerista,

koska ovat kehittyneet mutaatioissaan eri suuntiin. Näin bakteerista päin katsoen saadaan puolan pyöriä muistuttava kuvio. Kun muita haarautumisia otetaan huomioon, syntyy evoluutiopuu, joka voidaan kuvata myös Vennin diagrammilla, jossa on sisäkkäisiä soikioita.

Onko sytokromi-c:n sukupuu evoluutioteorian mukainen

Älykkään suunnittelun kannattajien mielestä sytokromi-c:n lajien väliset samankaltaisuudet ja erot puhuvat evoluutiota vastaan, koska sytokromi-c:stä ja varsinkin ferrodoksiinista rakennettu evoluutiopuu ei mene yhteen lajien rakenteesta ja fossiileista päätellyn evoluutiopuun kanssa[11] . Myös esimerkiksi ihmisen lysotsyymi muistuttaa enemmän kanan kuin apinan lysotsyymiä[12] Toisistaan kaukana olevat lajit näyttävät lähes samankaltaislta bakteerista katsoen. Tällöin sytokromi-c näyttää kehittyneen epätodennäköisellä tavalla hyppäyksittäin[13] . Kaiken kukkuraksi monien bakteerien sytokromi-c muistuttavat toisiaan, vaikka mutaatiot pystyvät tuottamaan jo miljoonassa vuodessa suuria eroja[14] [15] . Toisaalta monilla rakenteellisesti samankaltaisilla lajeilla on sytokromi-c:ssä huomattavia eroja, jotka ovat suurempia kuin eliöluokkien väliset erot[16] .

Osa näistä hyppäysefekteistä selittyy luultavasti tilastollisella virhetulkinnalla, osa horisontaalisella geenisiirrolla, jossa yleinen loiseliö siirtää sytokromi-c:nsä

isäntäeliöön. Loiseliö saattaa olla esimerkiksi bakteeri tai retrovirus. Kaiken kukkuraksi sytokromien pistämistä ikäjärjestykseen vaikeuttaa yksistään sekin, että esimerkiksi alkueläimen geeni on mutatoinut sen jälkeen kun

se erosi muitten tumallisten solujen kehityslinjasta. Näin ollen on teoriassa mahdollista, että alkueläin ja ihminen ovat bakteerista katsoen sytokromi-c:n evoluutiossa samalla viivalla.

Johtopäätös

Eri lajien sytokromi-c:n rakenteen erot ja samankaltaisuudet eri eliöillä tukevat ID-kreationistien kritiikistä huolimatta vahvasti evoluutioteoriaa. Ne eivät tosin todista sitä.

Sytokromi-c

Viitteet