Đi đến nội dung

Đi đến mục lục

CÂU HỎI 3

Các thông tin đến từ đâu?

Các thông tin đến từ đâu?

Điều gì quyết định ngoại hình, màu mắt, màu tóc và màu da của bạn? Nói sao về chiều cao, vóc dáng hoặc nét tương đồng giữa bạn và cha mẹ? Điều gì khiến đầu ngón tay bạn, một bên có móng bảo vệ, còn bên kia thì mềm mại?

Vào thời Charles Darwin, lời giải đáp cho những câu hỏi ấy vẫn còn nằm sau bức màn bí mật. Ông Darwin bị cuốn hút bởi các đặc tính truyền từ thế hệ này sang thế hệ khác, nhưng ông biết rất ít về luật di truyền và càng biết ít hơn nữa về cơ chế chi phối đặc tính di truyền của tế bào. Tuy nhiên, các nhà sinh vật học ngày nay đã dành ra hàng thập kỷ nghiên cứu về gen của con người cũng như các thông tin chi tiết có trong phân tử tuyệt vời gọi là ADN (acid deoxyribonucleic). Vậy, câu hỏi quan trọng được đặt ra: Các thông tin này đến từ đâu?

Các nhà khoa học tin gì? Nhiều nhà sinh vật học và các nhà khoa học khác nghĩ rằng ADN và thông tin mã hóa của nó xuất hiện nhờ các biến cố ngẫu nhiên xảy ra suốt hàng triệu năm. Họ nói rằng không có bằng chứng về sự thiết kế trong cấu trúc, chức năng của phân tử này hay thông tin mà nó truyền đi17.

Kinh Thánh cho biết gì? Kinh Thánh cho biết sự hình thành các bộ phận trong cơ thể của chúng ta, ngay cả thời điểm chúng hình thành, liên quan đến một “cuốn sách” đến từ Đức Chúa Trời. Hãy lưu ý vua Đa-vít được Đức Chúa Trời hướng dẫn để viết về đề tài này. Ông viết về Ngài: “Khi con còn phôi thai, Chúa thấy con, sách Chúa ghi chép đời con từng ngày, trước khi con sinh ra”.—Thi-thiên 139:16, Bản Diễn Ý.

Bằng chứng cho thấy gì? Nếu thuyết tiến hóa là đúng, thì ADN có thể xuất hiện nhờ một chuỗi các biến cố ngẫu nhiên. Nếu Kinh Thánh là đúng, ADN phải cho thấy bằng chứng vững chắc rằng nó là sản phẩm của một bộ óc thông minh và có tổ chức.

Khi xem xét một cách đơn giản nhất, đề tài về ADN tương đối dễ hiểu và thú vị. Giờ đây, chúng ta hãy làm một chuyến du ngoạn khác vào bên trong tế bào. Lần này, chúng ta sẽ tham quan tế bào của con người. Hãy hình dung bạn đang đến một viện bảo tàng được thiết kế để cho bạn biết cách hoạt động của tế bào ấy. Viện bảo tàng là mô hình của một tế bào điển hình của người, được phóng to khoảng 13.000.000 lần. Nó có kích cỡ bằng một sân vận động lớn với sức chứa khoảng 70.000 khán giả.

Bạn bước vào viện bảo tàng và kinh ngạc trước vô số hình dạng, cấu trúc kỳ lạ. Gần trung tâm tế bào có nhân, một khối cầu cao bằng khoảng tòa nhà 20 tầng. Bạn quyết định đến đó.

“Kỳ tích công nghệ”​—Cách ADN được sắp xếp: Việc sắp xếp ADN trong nhân tế bào là một kỳ tích công nghệ, giống như việc xếp 40km sợi chỉ mỏng vào một trái banh tennis

Bạn bước qua cánh cửa ở màng nhân tế bào và nhìn xung quanh. Phần lớn diện tích trong gian phòng đó chứa 46 nhiễm sắc thể. Chúng được xếp theo các cặp tương đồng, có chiều cao khác nhau nhưng cặp nhiễm sắc thể gần bạn nhất cao bằng khoảng tòa nhà 12 tầng (1). Mỗi nhiễm sắc thể có một điểm co thắt ở gần chính giữa, vì thế trông nó giống như hai cây xúc xích dính với nhau nhưng bề ngang bằng thân cây to lớn. Bạn thấy có cuộn dây quấn quanh mô hình nhiễm sắc thể. Khi tới gần hơn, bạn thấy dây đó được chia ra bởi các vạch dọc. Giữa các vạch này có những đường ngang ngắn hơn (2). Chúng có phải là những chồng sách không? Chắc chắn không. Đó là rìa của các vòng, được ép chặt lại thành các cột. Bạn kéo một trong các vòng này ra, nó liền bung ra. Bạn ngạc nhiên khi thấy phần bung ra được tạo bởi các cuộn xoắn nhỏ hơn (3) cũng được sắp xếp gọn gàng. Trong các cuộn này là phần chính của những gì chúng ta vừa xem xét, nó giống như một sợi dây dài thật dài. Đó là gì?

CẤU TRÚC CỦA MỘT PHÂN TỬ TUYỆT VỜI

Chúng ta hãy gọi phần này của mô hình nhiễm sắc thể là một sợi dây. Nó dày khoảng 2,6cm, quấn chặt quanh các protein đặc biệt được gọi là histon (4), giúp các cuộn xoắn xếp vào nhau. Các cuộn xoắn này được gắn kết với một “giàn giáo” để giữ chúng lại với nhau. Bảng điện tử tại nơi trưng bày giải thích rằng sợi dây này được quấn rất trật tự và hữu hiệu. Nếu bạn kéo sợi dây ấy từ mỗi mô hình nhiễm sắc thể này và đặt xuống, chiều dài từ đầu này đến đầu kia của nó bằng khoảng nửa vòng trái đất! a

Một cuốn sách về khoa học gọi hệ thống sắp xếp hữu hiệu này là “kỳ tích công nghệ”18. Nếu cho rằng không có vị kỹ sư nào tạo ra kỳ tích ấy, bạn thấy có thể tin được không? Nếu viện bảo tàng này có một cửa tiệm lớn với hàng triệu món hàng sắp xếp ngăn nắp đến độ bạn có thể dễ tìm ra bất cứ món nào mình cần, thì bạn có cho rằng không ai sắp xếp nơi đó không? Dĩ nhiên không! Thế nhưng, sự ngăn nắp này không là gì khi so sánh với kỳ tích trên.

Bảng điện tử mời bạn cầm một đoạn dây để nhìn rõ hơn (5). Khi để cho sợi dây đó luồn qua ngón tay, bạn thấy đây không phải là sợi dây bình thường. Nó gồm hai mạch xoắn. Các mạch này được nối với nhau bởi những thanh nhỏ, cách đều nhau. Sợi dây được xoắn lại theo hình thang dây xoắn (6). Rồi bạn nhận ra là mình đang cầm một mô hình phân tử ADN, một trong những bí ẩn lớn nhất của sự sống!

Một phân tử ADN, được xếp ngăn nắp với các lõi histon và “giàn giáo”, tạo thành nhiễm sắc thể. Các bậc thang được biết đến là những cặp bazơ (7). Các cặp bazơ này có chức năng nào? Chúng để làm gì? Bảng điện tử đưa ra lời giải thích đơn giản.

HỆ THỐNG LƯU TRỮ THÔNG TIN ƯU VIỆT

Tấm bảng nói rằng muốn hiểu được ADN thì phải hiểu biết về các bậc thang này, tức những thanh nối hai bên của tay thang. Hãy hình dung cái thang bị tách đôi, mỗi bên có những phần nhô ra. Chúng chỉ gồm có bốn loại. Các nhà khoa học đặt tên cho chúng là A, T, G và C. Họ ngạc nhiên khi khám phá ra thứ tự của các ký tự ấy mang thông tin dưới dạng một loại mật mã.

Có lẽ bạn biết mật mã Morse được phát minh vào thế kỷ 19 để người ta có thể liên lạc qua điện tín. Mật mã này chỉ có hai “ký tự”, đó là chấm và vạch. Tuy nhiên, nó có thể viết ra vô số từ và câu. Còn bộ mã ADN có bốn ký tự: A, T, G và C. Trình tự của các ký tự này tạo thành “các từ” gọi là codon. Các codon được sắp xếp theo “đoạn” gọi là gen. Trung bình mỗi gen có 27.000 ký tự. Các gen và những đoạn mạch ADN giữa chúng kết hợp thành những “chương”, tức nhiễm sắc thể. Cần có 23 nhiễm sắc thể để hợp thành “cuốn sách” hoàn chỉnh, tức bộ gen hay toàn bộ thông tin di truyền trong một cơ thể b.

Bộ gen là một cuốn sách lớn. Nó lưu trữ bao nhiêu thông tin? Bộ gen người được tạo thành từ khoảng ba tỉ cặp bazơ, tức các bậc của thang ADN19. Hãy tưởng tượng một bộ bách khoa từ điển, mỗi tập có hơn 1.000 trang. Cần có 428 tập như thế để chứa thông tin của bộ gen, cộng thêm bộ gen thứ hai trong mỗi tế bào thì sẽ có 856 tập. Nếu tự đánh máy thông tin của bộ gen thì bạn phải làm việc trọn thời gian trong suốt 80 năm mà không nghỉ phép!

Dĩ nhiên, việc đánh máy các tập sách ấy không mang lại lợi ích gì cho cơ thể bạn. Làm sao bạn có thể đưa hết hàng trăm tập vào mỗi tế bào cực nhỏ trong số 100 ngàn tỉ tế bào của cơ thể? Để nén được thông tin vô cùng lớn như thế thì vượt quá khả năng của chúng ta.

Một giáo sư về sinh học phân tử và khoa học máy tính cho biết: “Một gam ADN, khi khô lại sẽ chiếm thể tích khoảng 1cm3, có thể lưu trữ nhiều thông tin tương đương khoảng một ngàn tỉ đĩa CD”20. Điều này có nghĩa gì? Hãy nhớ là phân tử ADN có các gen, tức thông tin để hình thành cơ thể độc đáo của con người. Mỗi tế bào có một bộ thông tin hoàn chỉnh. Thông tin trong ADN dày đặc đến nỗi chỉ cần một muỗng cà phê ADN thì có thể đủ để tạo ra số người gấp khoảng 350 lần số người đang sống ngày nay! Chỉ cần chưa tới một lớp mỏng ADN trên muỗng cũng đủ để tạo ra bảy tỉ người21.

CUỐN SÁCH KHÔNG CÓ TÁC GIẢ?

Một gam ADN lưu trữ nhiều thông tin tương đương khoảng một ngàn tỉ đĩa CD

Dù có những tiến bộ trong kỹ thuật thu nhỏ, nhưng không thiết bị lưu trữ thông tin nào của con người có khả năng như ADN. Tuy nhiên, đĩa CD là hình ảnh rất thích hợp để so sánh. Hãy suy nghĩ điều này: Đĩa CD có thể làm chúng ta ấn tượng bởi hình dạng cân xứng, bề mặt bóng láng cũng như thiết kế hữu hiệu của nó. Chúng ta thấy rõ là phải có người thông minh làm ra. Nhưng nói sao nếu thông tin nó lưu trữ hữu ích, có hệ thống và đầy đủ chi tiết để tạo ra, duy trì, tu sửa một bộ máy phức tạp? Thông tin đó lại không thay đổi trọng lượng hoặc kích cỡ của đĩa CD, nhưng là phần quan trọng nhất. Chẳng phải những thông tin được ghi trên đĩa khiến bạn tin rằng hẳn phải có người thông minh làm ra hay sao? Chẳng phải cần có người ghi thông tin vào đĩa hay sao?

Việc so sánh ADN với một đĩa CD hay một cuốn sách không có gì là phóng đại. Một cuốn sách nói về bộ gen viết: “Nói đúng ra, ý kiến cho rằng bộ gen là một cuốn sách không phải là phép ẩn dụ. Thực chất là thế, một cuốn sách chứa các dữ liệu... Đó chính là bộ gen”. Tác giả cho biết thêm: “Bộ gen là một cuốn sách rất thông minh vì trong điều kiện thích hợp, nó có thể vừa tự sao chép vừa tự đọc”22. Điều này dẫn đến khía cạnh quan trọng khác của ADN.

NHỮNG BỘ MÁY CHUYỂN ĐỘNG

Khi đứng tại một nơi yên tĩnh, bạn thắc mắc không biết nhân tế bào có tĩnh lặng như viện bảo tàng không. Rồi bạn thấy một gian trưng bày khác. Một hộp kính có mô hình chuỗi ADN, trên đó là tấm bảng ghi: “Xin bấm nút để xem nó hoạt động”. Khi nhấn nút, bạn nghe tiếng nói: “ADN có ít nhất hai nhiệm vụ rất quan trọng. Thứ nhất là tái bản. ADN phải sao chép để cho mỗi tế bào mới đều có cùng một bản sao thông tin di truyền hoàn chỉnh. Xin mời xem mô hình”.

Một cái máy trông có vẻ phức tạp đi vào từ cánh cửa bên hông chỗ trưng bày. Thật ra nó là một số rô-bốt được nối với nhau. Cái máy này đi đến ADN, tự kết nối và bắt đầu di chuyển dọc theo ADN như chiếc xe lửa chạy trên đường ray. Nó di chuyển hơi nhanh nên bạn không thể thấy rõ nó đang làm gì, nhưng bây giờ bạn có thể dễ dàng thấy ở phía sau nó có hai sợi dây ADN hoàn chỉnh, thay vì một sợi.

Tiếng nói cho biết: “Đây là mô hình đơn giản nhất về quá trình tái bản của ADN. Các máy phân tử gọi là enzym đi dọc theo ADN, trước tiên tách nó ra thành hai mạch, rồi dùng mỗi mạch làm khuôn để tạo ra một mạch bổ sung. Chúng tôi không thể cho quý vị thấy hết mọi chi tiết, chẳng hạn như thiết bị cực nhỏ chạy trước bộ máy tái bản và cắt một mạch của ADN để nó tháo xoắn thay vì quấn chặt. Quý vị cũng không thể thấy những lần mà ADN “đọc sửa”. Các lỗi được phát hiện và sửa lại ở mức độ chính xác đến kinh ngạc”.—Xin xem hình nơi  trang 16, 17.

Tiếng nói tiếp tục: “Chúng tôi có thể cho quý vị thấy tốc độ của rô-bốt này. Quý vị thấy rô-bốt di chuyển khá nhanh, phải không? Bộ máy enzym chạy dọc theo “đường ray” ADN, mỗi giây đi được khoảng 100 thanh ngang, tức các cặp bazơ23. Nếu “đường ray” này bằng kích cỡ của đường ray xe lửa, thì bộ máy enzym sẽ di chuyển với vận tốc trên 80km/giờ. Đối với vi khuẩn, những bộ máy tái bản nhỏ này có thể di chuyển nhanh hơn gấp 10 lần! Trong tế bào người, hàng trăm bộ máy tái bản này làm việc ở nhiều điểm khác nhau dọc theo “đường ray” ADN. Chúng sao chép toàn bộ gen chỉ trong tám tiếng”24. (Xin xem khung “ Một phân tử được đọc và sao chép”, nơi trang 20).

“ĐỌC” ADN

Khi các rô-bốt tái bản ADN mất hút, một máy khác xuất hiện. Máy này cũng di chuyển dọc theo mạch ADN nhưng chậm hơn. Bạn thấy mạch ADN đi vào một đầu của máy này và tiếp tục đi mà không thay đổi. Nhưng một mạch đơn mới được ráp vào từ đầu kia của máy, giống như một cái đuôi đang mọc. Điều gì đang xảy ra thế?

Tiếng nói lại giải thích: “Nhiệm vụ thứ hai của ADN được gọi là phiên mã. ADN không bao giờ rời khỏi nơi che chắn là nhân tế bào. Vậy làm thế nào để đọc và sử dụng các gen, tức công thức để hình thành tất cả protein trong cơ thể bạn? Bộ máy enzym đến một chỗ của mạch ADN, nơi mà một gen nhận được tín hiệu từ các chất ở bên ngoài nhân tế bào để cho enzym biết đây chính là nơi nó đến. Rồi máy này dùng phân tử gọi là ARN (acid ribonucleic) để sao chép gen đó. ARN trông rất giống một mạch đơn của ADN, nhưng thực chất thì khác. Công việc của nó là thu thập thông tin mã hóa trong các gen. ARN có được thông tin đó khi ở trong bộ máy enzym, rồi ra khỏi nhân tế bào và tiến đến một ribosom, nơi mà thông tin này sẽ được dùng để tạo ra protein”.

Khi xem máy hoạt động, bạn rất ngạc nhiên. Bạn thật sự ấn tượng về viện bảo tàng cũng như óc sáng tạo của người thiết kế và tạo ra các máy trong đó. Nhưng nói sao nếu cả viện bảo tàng với các vật trưng bày đều chuyển động, thể hiện hàng ngàn công việc diễn ra cùng một lúc trong tế bào con người? Cảnh tượng ấy thật tuyệt diệu!

Tuy nhiên, bạn nhận ra mọi tiến trình này được thực hiện bởi các máy phức tạp, nhỏ xíu đang diễn ra ngay trong 100 ngàn tỉ tế bào của cơ thể! ADN của bạn đang được đọc, cung cấp thông tin để tạo ra hàng trăm ngàn loại protein trong cơ thể. Giờ đây, ADN của bạn đang được sao chép và đọc sửa lỗi để có một bộ thông tin trong mỗi tế bào mới.

TẠI SAO ĐIỀU NÀY QUAN TRỌNG?

Một lần nữa, hãy tự hỏi: “Các thông tin này đến từ đâu?”. Kinh Thánh cho biết các thông tin được viết trong “cuốn sách” bắt nguồn từ một Tác giả siêu phàm. Kết luận như thế có lạc hậu hoặc phản khoa học không?

Hãy xem xét điều này: Con người có thể xây được viện bảo tàng như mô tả ở trên không? Ngay cả nếu họ cố thử thì họ cũng sẽ gặp nhiều khó khăn. Ngày nay, người ta chỉ hiểu chút ít về bộ gen người cùng các chức năng của nó. Các nhà khoa học đang cố tìm ra vị trí và chức năng của tất cả gen. Các gen chỉ là một đoạn nhỏ trên mạch của ADN. Còn về tất cả các đoạn mạch dài không có gen thì sao? Các nhà khoa học gọi những đoạn này là ADN thừa, nhưng gần đây họ đã điều chỉnh quan điểm này. Những đoạn ấy có thể kiểm soát mức độ và cách mà các gen được sử dụng. Dù cho các nhà khoa học có thể tạo ra một mô hình hoàn chỉnh của ADN cũng như cơ chế sao chép và đọc sửa, liệu họ có thể làm nó hoạt động giống như thật không?

Không lâu trước khi qua đời, nhà khoa học nổi tiếng Richard Feynman đã viết lên bảng những lời sau: “Những gì tôi không thể tạo ra thì tôi không hiểu được”25. Thật thích thú khi nghe những lời thẳng thắn, khiêm tốn của ông. Trong trường hợp của ADN, lời của ông hoàn toàn chính xác. Các nhà khoa học không thể tạo ra ADN cùng với cơ chế sao chép và phiên mã, cũng không thể hiểu hết về nó. Tuy nhiên, một số nhà khoa học cho rằng họ biết ADN xuất hiện ngẫu nhiên. Các bằng chứng mà bạn đã xem xét có thật sự ủng hộ điều đó không?

Một số người trí thức cho rằng các bằng chứng cho thấy điều ngược lại. Chẳng hạn, nhà khoa học Francis Crick, người đã góp phần khám phá cấu trúc xoắn kép của ADN, nghĩ rằng phân tử này quá trật tự để cho là nó xuất hiện ngẫu nhiên. Quan điểm của ông là hẳn phải có thực thể thông minh ngoài vũ trụ đã gửi ADN xuống trái đất để hình thành sự sống26.

Gần đây hơn, nhà triết học nổi tiếng Antony Flew, người ủng hộ thuyết vô thần trong 50 năm, đã hoàn toàn thay đổi quan điểm. Ở tuổi 81, ông bắt đầu tin rằng hẳn phải có thực thể thông minh nào đó đã tạo ra sự sống. Tại sao lại có sự thay đổi này? Vì ông đã nghiên cứu ADN. Khi người ta hỏi ông Flew có nghĩ rằng các nhà khoa học sẽ không chấp nhận tư tưởng của ông, ông Flew đáp: “Thật đáng tiếc cho họ! Cả đời tôi luôn làm theo nguyên tắc... theo bằng chứng, cho dù nó đưa đến kết luận nào”27.

Bạn nghĩ sao? Bằng chứng đưa đến kết luận nào? Hãy tưởng tượng bạn thấy một phòng vi tính đặt ở giữa nhà máy. Máy vi tính đang chạy chương trình khá phức tạp để điều hành mọi hoạt động của nhà máy. Hơn nữa, phần mềm đó liên tục gửi đi những thông tin về cách tạo ra và duy trì mỗi máy, nó cũng tự sao chép và đọc sửa. Bạn rút ra điều gì? Máy vi tính và phần mềm trong đó là do tự nó làm ra hay do một bộ óc thông minh và có tổ chức tạo thành? Câu trả lời quá rõ ràng!

a Một cuốn sách về sinh học phân tử tế bào (Molecular Biology of the Cell) dùng đơn vị so sánh khác. Sách này cho biết việc cố gắng xếp các dây dài này vào nhân của một tế bào cũng giống như việc cố xếp 40km sợi chỉ mỏng vào một trái banh tennis một cách trật tự, ngăn nắp đến nỗi dễ dàng tìm ra mỗi phần của sợi chỉ.

b Mỗi tế bào gồm hai bộ gen giống nhau, tổng cộng 46 nhiễm sắc thể.