BM: DNA _ Một thông điệp Thần Thánh

Đằng sau mọi sinh vật sống – động vật hay thực vật – đều ẩn chứa một sự phức tạp. Công nghệ ngày càng trở nên tiên tiến nhưng vẫn còn lâu mới có thể mô phỏng được những kỳ quan của kiến trúc tự nhiên. Trong những năm gần đây, khoa học đã có những bước tiến vượt bậc trong việc giải mã DNA, tuy nhiên, còn những bí mật nào vẫn đang ẩn giấu?

Mỗi một quá trình cần thiết cho tế bào sống đều được ghi lại tại một thời điểm nào đó trong một phân tử độc đáo, kỳ diệu và tinh xảo. Cho dù sự kỳ diệu này là kết quả sau hàng triệu lần thử-sai (trial and error), hay thông qua một an bài cẩn mật có nguồn gốc thần thánh, các nhà di truyền học hiện đại vẫn đang còn kinh ngạc về cơ chế này. Các nhà khoa học đã tiến hành một cuộc điều tra để khám phá những bí ẩn chứa đựng trong vũ trụ sinh học của chúng ta: Axit deoxyribonucleic, DNA.

Các phân tử DNA chứa một lượng thông tin vô cùng lớn. Nếu chúng ta dành hết tâm trí để sao chép tất cả thông tin cần thiết cho sự sống chứa trong các phân tử này, chúng ta sẽ tạo ra một bộ bách khoa toàn thư gồm hàng nghìn cuốn sách mà có thể lấp đầy một thư viện nhỏ.

Tháo gỡ từng sợi DNA trong cơ thể chúng ta và xếp chúng thành một chuỗi thì phân tử cuối cùng sẽ được tìm thấy ở một nơi rất lạnh – ở khoảng cách xa hơn 500,000 lần so với từ Trái Đất đến Mặt Trăng! Tất cả những sợi DNA này được hình thành thông qua sự sắp xếp xen kẽ các hợp chất hữu cơ hoặc các “nucleotide” trong phân tử. Và chúng có thể tạo ra một cơ thể hoàn chỉnh và duy nhất chỉ với một bảng chữ cái gồm bốn chữ cái.

Bảng chữ cái đích thực của con người

Vào giữa những năm 1970, các nhà khoa học đã phát triển trình tự cho các ký tự hóa học trong DNA. Năm 1990, Viện Y tế Quốc gia, Bộ Năng lượng và các cơ quan khác sắp xếp một chuỗi hơn 3 tỷ chữ cái được tìm thấy trong bộ gen người để xác định bộ DNA hoàn chỉnh trong cơ thể người. Dự án này có tên là Dự án Bộ gen người, được hoàn thành vào năm 2003. Những phát hiện này tiếp tục mang đến nhiều bất ngờ cho các nhà khoa học trên thế giới.

Nhiều nhà nghiên cứu đương đại về ngôn ngữ hệ gen tin rằng sự tinh xảo của bộ mã phức tạp này cung cấp bằng chứng về sự tồn tại của Đấng Sáng Thế. Trong khi những người khác, làm việc từ cùng một dữ liệu, lại khăng khăng cho rằng ngôn ngữ này tiết lộ một lập luận không thể chối cãi rằng tất cả các sinh vật sống đều bắt nguồn từ một tổ tiên chung [theo thuyết tiến hóa của Darwin].

Trong những năm gần đây, nhiều nhà sinh học phân tử đã cố gắng giải quyết cuộc tranh luận trên. Họ hợp tác với các nhà mật mã học, nhà thống kê và nhà ngôn ngữ học trong các ngành nghề khác để cố gắng tìm ra thông điệp ẩn giấu trong đại phân tử DNA. Kết quả là, không chỉ sự hiểu biết và kiến thức về mã DNA của chúng ta trở nên phong phú, mà vào năm 2006, một bộ mã thứ hai được phát hiện chồng lên bộ mã đầu tiên.

Các nhà sinh học phân tử đã phát hiện ra rằng mã DNA và ngôn ngữ của con người không chỉ có thể so sánh với nhau; chúng còn tuân theo một mô thức giống hệt nhau.

Các chương trình máy tính chuyên dùng để thu thập thông tin thông qua quá trình phân chia trình tự bộ gen thành hàng triệu phần, coi các trình tự nhỏ như “các từ” của một bộ bách khoa toàn thư lớn. Thông qua việc đối chiếu “các từ” này với Quy luật Zipf – một quy luật được biết đến trong ngôn ngữ học là nguyên tắc điều chỉnh toàn bộ ngôn ngữ của con người (từ tiếng Hoa đến tiếng Anh) – các nhà khoa học đã chết lặng khi phát hiện ra rằng mã di truyền tuân theo quy luật tương tự.

Quy luật Zipf khẳng định rằng trong bất kỳ văn bản nào, dù là một cuốn sách hay một bài báo, từ phổ biến nhất sẽ xuất hiện với tần suất cao hơn nhiều lần so với từ phổ biến thứ hai, từ phổ biến thứ hai có tần suất lặp lại cao hơn nhiều lần so với từ phổ biến thứ ba, v.v. [Một tỷ lệ nhỏ những từ phổ biến nhưng lại chiếm tần suất xuất hiện lớn trong các văn bản, tương tự quy tắc 80/20]. Mã di truyền dường như cũng tuân theo quy luật này; đối với nhiều người đây là chỉ báo rõ ràng nhất về một trí tuệ cao siêu hơn con người chúng ta. Và hãy tưởng tượng: Nếu bộ mã thứ hai [đề cập ở trên] được tìm thấy trong hệ thống phức tạp này vào giai đoạn sơ khai của bản đồ di truyền ở loài người, thì liệu có ngôn ngữ khác vẫn còn ẩn giấu trong bản đồ gen?

DNA “rác”

Trong khi nhân loại đã thành công trong việc lập biểu đồ bộ gen người, chúng ta thấu hiểu rất ít về phân tử DNA “rác”. Các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng số lượng gen hoạt động trong loài của chúng ta – và trong nhiều loài khác có độ phức tạp tương tự – thật sự rất khó tin. Gần 96% bộ gen của chúng ta thoạt nhìn là vô dụng, chúng không tham gia vào bất kỳ hoạt động nào có tầm quan trọng đối với tế bào.

Bởi vì tình trạng này xuất hiện giống hệt nhau ở tất cả các sinh vật, một số nhà khoa học tin rằng phần gen đáng kể này hoạt động như một loại thư viện lịch sử – liên kết chúng ta với các loài khác trên hành tinh, bao gồm nấm, vi khuẩn và khủng long đã tuyệt chủng. Vì các DNA “rác” dường như không đóng vai trò quan trọng trong các chức năng của tế bào con người, nhóm các nhà nghiên cứu khẳng định rằng phần lớn DNA của chúng ta chỉ dùng để chứng minh một quá trình tiến hóa đã diễn ra trong hàng triệu năm.

Nhưng sự giống nhau về di truyền như vậy (đã được xác minh ở tất cả các loài) thực chất có thể là một ảo ảnh đánh lừa con đường diễn giải nguồn gốc thực sự của DNA. Trên thực tế, các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng ngôn ngữ được lưu trữ trong phân đoạn gen chưa-được-hiểu-rõ này có thể đóng một vai trò quan trọng trong sự sống của sinh vật, kết nối nó với lịch sử và nguồn gốc đích thực mà vẫn còn đang bỏ ngỏ.

Các thành viên chính thức của Dự án Bộ gen người đã tuyên bố vào tháng 01/2007 rằng DNA “rác” không thể có nguồn gốc trên Trái Đất thông qua các quá trình hóa học có thể giải thích được. Tương tự như vậy, nhà sinh học phân tử Francis Crick, người đồng phát hiện ra cấu trúc chuỗi xoắn kép của phân tử DNA vào năm 1953, lưu ý rằng mặc dù không có “chỉ báo” tiến hóa nào đơn giản hơn chuỗi DNA, nhưng phân tử này dường như được hình thành từ hư vô chỉ sau một đêm.

Phân tử của sự sống: Một công nghệ không thể khám phá được

Nếu được đặt bên cạnh sự kỳ diệu của DNA thì những thành quả thu được từ công nghệ của con người thật vô cùng nhỏ bé. Từ thời tổ tiên săn bắn hái lượm của chúng ta cho đến ngày nay, nhân loại đã phát triển khả năng xây dựng những tòa nhà chọc trời, thiết kế máy bay siêu thanh, đưa vệ tinh vào không gian và chế tạo siêu máy tính.

Nhưng bất chấp những thành tựu phi thường của chúng ta, khoa học vẫn chưa tạo ra bất kỳ thứ gì có thể so sánh với độ phức tạp của một tế bào.

Đơn vị cơ bản của tất cả các sinh vật sống (hay là DNA) phức tạp hơn bất kỳ siêu máy tính nào. Tuy nhiên, nhiều nhà khoa học kiên quyết theo đuổi giả thuyết rằng phân tử DNA có thể tự tiến hóa từ các thành phần nguyên thủy đơn giản trong quá khứ xa xôi. Giả thuyết này phải đối mặt với một thách thức to lớn về xác suất thống kê bởi tỷ lệ các tổ hợp phân tử có thể được sinh ra từ những vi khuẩn đơn giản nhất trong điều kiện của thời tiền sử là một trên một tỷ – con số vượt xa ngưỡng mà các nhà thống kê cho rằng có thể xảy ra.

Phải chăng cấu trúc phân tử có được trong một phân tử DNA – vốn chứa tất cả thông tin thiết yếu để một sinh vật phát triển, sinh sản, ăn uống, trao đổi chất và tương tác với các sinh vật khác – là kết quả của quá trình tiến hóa hay do sự sáng tạo thần thánh của một trí thông minh siêu việt. Hoặc thậm chí một số người còn cho rằng, đó là kết quả của một thao tác di truyền của những người ngoài trái đất siêu đẳng? Dẫu cho nhân loại đã phác họa ra một bản đồ của tiểu vũ trụ này [DNA], ý nghĩa và mục đích đằng sau các thành phần khác nhau của nó vẫn còn là một ẩn đố khó có lời giải.

Trúc Đoàn biên dịch