درباره گستره ساختار مارپیچی و پلكاني دي‌ان‌اي
از حیات تا ابدیت
عبدالرضا ناصرمقدسی. متخصص مغز و اعصاب
در سال 1944 «ایوری» و همکارانش در آزمایشاتی که بعدها به آزمایش ایوری معروف شد، مشخص کردند که دي‌ان‌اي آن بخشی از سلول است که ماده وراثتی سلول را مشخص می‌کند. کمی بعد یعنی در سال 1953 «فرانسیس کریک» و «جیمز واتسون» با استفاده از مطالعات مبتنی‌بر اشعه ایکس همراه با تحلیل‌ها و استنباط‌ها و نیز کمی تخیل‌ورزی توانستند ساختار این ماده را مشخص کنند. آنان نشان دادند که دي‌ان‌اي از یک زنجیره دوتایی تشکیل شده که عمدتا به‌صورت راست‌گردان حول محور درونی خود چرخیده‌اند. بازهای آلی نیز که آبگریز هستند، درون این مارپیچ و رو به هم قرار گرفته و ساختاری پلکانی را به این مارپیچ عجیب بخشیده‌اند. آنچه آنان درنهایت ترسیم کردند یک پلکان مارپیچی بود؛ پلکانی که می‌شد روی پله‌هایش قدم گذاشت و بالا و بالاتر رفت. وقتی به این ساختار نگاه می‌کنیم، نوعی درک فضایی ذهن ما را پر می‌کند؛ درکی که به‌شدت متأثر از مفهوم این ساختار مارپیچ است. پس قبل از اینکه بخواهیم در‌مورد این درک فضایی آمیخته با تخیل و فانتزی حرفی بزنیم اول ببینیم که چه مفهوم شگرفی در پس این رشته مارپیچی نهفته است؟
در وهله اول دي‌ان‌اي محلی برای ذخیره اطلاعات است. در واقع دي‌ان‌اي بیشتر از هر ساختار شناخته‌شده‌ای، تراکم برای ذخیره اطلاعات دارد. از سوی دیگر بدن انسان خود از چیزی قریب به 40 هزار میلیارد سلول تشکیل شده است. بنابراين با یک یافته سرسام‌آور روبه‌ر‌و می‌‌شویم. به مدد دي‌ان‌اي، انسان به یک غول عظیم اطلاعات بدل می‌شود. انبوهی از کلان‌داده. مجموعه‌ای بسیار عظیم از کدها و اطلاعات که درکی دیگرگونه از حیات و انسان به ما می‌دهد. اگر انبوه کلان‌داده‌ها نبود، انسانی نیز به‌وجود نمی‌آمد. کمی تخیل‌ورزی کنید. ما همواره درکی که از موجودیت خود داشته‌ایم، بدنی متشکل از گوشت و استخوان بوده است. بعدها فهمیدیم که ما از واحدهایی بیولوژیک به‌نام سلول تشکیل شده‌ایم. حالا با درکی که از دي‌ان‌اي و اهمیت آن داریم، درک کرده‌ایم که ما یعنی گونه «هومو ساپینس» در واقع یک کلان‌داده هستیم. حال خودتان را به‌صورت داده تصور کنید. انبوهی از کدها که دارد در خیابان راه می‌رود، حرف می‌زند و خرید می‌کند. اما شرط اساسی برای کارایی کلان‌داده‌ها در قالب انسانی همانا تراکم بسیار و سرعت فوق‌العاده است.
به سخن دیگر اگر انسان در جست‌وجوی ساختن خود در آزمایشگاه است، در وهله اول باید بتواند کلان‌داده‌ها را متراکم کرده و در دست بگیرد. انسان باید توانایی استفاده از کلان‌داده‌ها را در کمترین حجم و در بیشترین سرعت به‌دست آورد. در‌این‌‌صورت است که می‌تواند به ساختن حیات در آزمایشگاه امیدوار باشد. اما آنچه گفته شد فقط گوشه‌ای از خصلت این نردبان مارپیچ است. به سخن دیگر برای پیشرفت حیات، این ماده سحرانگیز باید خصوصیات دیگری نیز داشته باشد.
فرانسیس کریک این خصوصیات را این‌گونه توضیح می‌دهد: این ماده وراثتی دو نقش دارد؛ اولین آن انتقال اطلاعات به نسل‌های بعدی و دومین آن توانایی ایجاد المثنای خود. در حالت عادی ما همه اینها را تحت عنوان مفهومی به نام تولید‌مثل می‌شناسیم. جاندار با تولید‌مثل گرچه به‌ظاهر نسل خود را ادامه می‌دهد، اما در واقع این ذخیره ژنتیکی اوست که به نسلی و جانداری دیگر منتقل می‌شود. یعنی دي‌ان‌اي به غیر از خصوصیات حفظ و ذخیره‌سازی اطلاعات این توانایی را دارد که این اطلاعات را به نسل‌های دیگر انتقال دهد. البته این‌گونه نیست که خود همان دي‌ان‌اي به نسل دیگر منتقل شود بلکه همان‌طور که فرانسیس کریک بیان می‌دارد دي‌ان‌اي خصلت ساخت المثنای خود را دارد: یعنی توانایی ایجاد کپی‌های جدید. به سخن دیگر این ماده وراثتی فقط محلی عالی با کیفیتی شگرف برای ذخیره‌سازی اطلاعات نیست. بلکه می‌تواند به شکلی فعال از این اطلاعات در جهت تکثیر خود نیز استفاده کند. حال تصویری که از این زنجیره مارپیچ در ذهن ما ایجاد می‌شود، ماده‌ای پرتوان است که در عین ذخیره متراکم حجم بالای اطلاعات، می‌تواند از آنها استفاده کرده، جهان را بکوبد
و پیش برود.
گفتیم که در برخورد با چنین مفاهیمی بد نیست که ذهن خود را به هنر و ایماژ و تخیل نیز بسپریم. قدرت بسیار بالای ژن و مواد تشکیل‌دهنده آن باعث شده که متفکرانی همچون ریچارد داوکینز و ادوارد ویلسون بیش از هر کس دیگري از نقش و اهمیت ژن در زندگی ما سخن بگویند. انگار ما در انقیاد ژن‌ها هستیم و دي‌ان‌اي مهندس و مالک رفتارها و آینده ماست. این پلکان مارپیچ این‌گونه حرف‌های زیادی برای سخن‌گفتن دارد. پلکانی مارپیچ که از چیزی حدود چهار میلیارد سال قبل روی زمین به‌وجود آمده و همین‌طور با شدت و حدت فراوان قدرت خود را روی زمین تحمیل کرده و در نهایت انسان را ساخته است. انسان نیز هزاره‌ها پس از موجودیتش در کمتر از صد سال پیش توانسته موجودیت این ماده باستانی را کشف كند و آن را به شکل پلکان مارپیچ بلندی ببیند که از اینجا تا ابدیت گسترده شده است و انسان، این انسان کاوشگر، با توان بسیار دارد از پله‌های این پلکان مارپیچ یکی پس از دیگری بالا می‌رود. اما آیا این تمام ماجراست؟
در قرن بیستم آرام‌آرام مطالعات مربوط به چگونگی آگاهی نیز مورد توجه قرار گرفت به‌طوری که اکنون یکی از حوزه‌های بسیار مهم تحقیقاتی به‌شمار می‌آید. حوزه‌ای که سؤال‌ها و اما و اگرهای بسیاری دارد. انگار با رشد فزاینده آگاهی و محصولات متعاقب آن همچون فرهنگ، کم‌کم از ارزش ژن و ماده مؤثره آن یعنی دي‌ان‌اي کاسته می‌شود. اینکه آیا چنین چیزی درست است یا نه خود مورد مجادلات فراوان است که از حوصله بحث ما خارج است. اما نکته‌ای در اینجا وجود دارد که لازم می‌دانم به آن اشاره کنم. کریک یکی از دو کاشف ساختار دي‌ان‌اي در اواخر عمر حوزه مطالعاتی خود را به مقوله آگاهی تغییر داد. او کتابی به نام «فرضیه شگفت‌انگیز» نوشت تا از پایه‌های زیستی آگاهی سخن بگوید. جالب است که یکی از پیشگویی‌های او در مورد نقش منطقه کلاستروم در آگاهی بعد از مرگش به اثبات رسید. او در مقاله‌ای که با همکارش «کوخ» نوشت، عنوان كرد که کلاستروم به دلیل شرایط آناتومیک و اتصالات بسیار با مناطق مختلف مغزی محلی مناسب برای داشتن نقشی مهم در مقوله آگاهی است. گاه فکر می‌کنم که کریک سوار بر پلکان مارپیچ از ژن‌ها گذشته و به آگاهی رسیده بود.
در سال 1944 «ایوری» و همکارانش در آزمایشاتی که بعدها به آزمایش ایوری معروف شد، مشخص کردند که دي‌ان‌اي آن بخشی از سلول است که ماده وراثتی سلول را مشخص می‌کند. کمی بعد یعنی در سال 1953 «فرانسیس کریک» و «جیمز واتسون» با استفاده از مطالعات مبتنی‌بر اشعه ایکس همراه با تحلیل‌ها و استنباط‌ها و نیز کمی تخیل‌ورزی توانستند ساختار این ماده را مشخص کنند. آنان نشان دادند که دي‌ان‌اي از یک زنجیره دوتایی تشکیل شده که عمدتا به‌صورت راست‌گردان حول محور درونی خود چرخیده‌اند. بازهای آلی نیز که آبگریز هستند، درون این مارپیچ و رو به هم قرار گرفته و ساختاری پلکانی را به این مارپیچ عجیب بخشیده‌اند. آنچه آنان درنهایت ترسیم کردند یک پلکان مارپیچی بود؛ پلکانی که می‌شد روی پله‌هایش قدم گذاشت و بالا و بالاتر رفت. وقتی به این ساختار نگاه می‌کنیم، نوعی درک فضایی ذهن ما را پر می‌کند؛ درکی که به‌شدت متأثر از مفهوم این ساختار مارپیچ است. پس قبل از اینکه بخواهیم در‌مورد این درک فضایی آمیخته با تخیل و فانتزی حرفی بزنیم اول ببینیم که چه مفهوم شگرفی در پس این رشته مارپیچی نهفته است؟
در وهله اول دي‌ان‌اي محلی برای ذخیره اطلاعات است. در واقع دي‌ان‌اي بیشتر از هر ساختار شناخته‌شده‌ای، تراکم برای ذخیره اطلاعات دارد. از سوی دیگر بدن انسان خود از چیزی قریب به 40 هزار میلیارد سلول تشکیل شده است. بنابراين با یک یافته سرسام‌آور روبه‌ر‌و می‌‌شویم. به مدد دي‌ان‌اي، انسان به یک غول عظیم اطلاعات بدل می‌شود. انبوهی از کلان‌داده. مجموعه‌ای بسیار عظیم از کدها و اطلاعات که درکی دیگرگونه از حیات و انسان به ما می‌دهد. اگر انبوه کلان‌داده‌ها نبود، انسانی نیز به‌وجود نمی‌آمد. کمی تخیل‌ورزی کنید. ما همواره درکی که از موجودیت خود داشته‌ایم، بدنی متشکل از گوشت و استخوان بوده است. بعدها فهمیدیم که ما از واحدهایی بیولوژیک به‌نام سلول تشکیل شده‌ایم. حالا با درکی که از دي‌ان‌اي و اهمیت آن داریم، درک کرده‌ایم که ما یعنی گونه «هومو ساپینس» در واقع یک کلان‌داده هستیم. حال خودتان را به‌صورت داده تصور کنید. انبوهی از کدها که دارد در خیابان راه می‌رود، حرف می‌زند و خرید می‌کند. اما شرط اساسی برای کارایی کلان‌داده‌ها در قالب انسانی همانا تراکم بسیار و سرعت فوق‌العاده است.
به سخن دیگر اگر انسان در جست‌وجوی ساختن خود در آزمایشگاه است، در وهله اول باید بتواند کلان‌داده‌ها را متراکم کرده و در دست بگیرد. انسان باید توانایی استفاده از کلان‌داده‌ها را در کمترین حجم و در بیشترین سرعت به‌دست آورد. در‌این‌‌صورت است که می‌تواند به ساختن حیات در آزمایشگاه امیدوار باشد. اما آنچه گفته شد فقط گوشه‌ای از خصلت این نردبان مارپیچ است. به سخن دیگر برای پیشرفت حیات، این ماده سحرانگیز باید خصوصیات دیگری نیز داشته باشد.
فرانسیس کریک این خصوصیات را این‌گونه توضیح می‌دهد: این ماده وراثتی دو نقش دارد؛ اولین آن انتقال اطلاعات به نسل‌های بعدی و دومین آن توانایی ایجاد المثنای خود. در حالت عادی ما همه اینها را تحت عنوان مفهومی به نام تولید‌مثل می‌شناسیم. جاندار با تولید‌مثل گرچه به‌ظاهر نسل خود را ادامه می‌دهد، اما در واقع این ذخیره ژنتیکی اوست که به نسلی و جانداری دیگر منتقل می‌شود. یعنی دي‌ان‌اي به غیر از خصوصیات حفظ و ذخیره‌سازی اطلاعات این توانایی را دارد که این اطلاعات را به نسل‌های دیگر انتقال دهد. البته این‌گونه نیست که خود همان دي‌ان‌اي به نسل دیگر منتقل شود بلکه همان‌طور که فرانسیس کریک بیان می‌دارد دي‌ان‌اي خصلت ساخت المثنای خود را دارد: یعنی توانایی ایجاد کپی‌های جدید. به سخن دیگر این ماده وراثتی فقط محلی عالی با کیفیتی شگرف برای ذخیره‌سازی اطلاعات نیست. بلکه می‌تواند به شکلی فعال از این اطلاعات در جهت تکثیر خود نیز استفاده کند. حال تصویری که از این زنجیره مارپیچ در ذهن ما ایجاد می‌شود، ماده‌ای پرتوان است که در عین ذخیره متراکم حجم بالای اطلاعات، می‌تواند از آنها استفاده کرده، جهان را بکوبد
و پیش برود.
گفتیم که در برخورد با چنین مفاهیمی بد نیست که ذهن خود را به هنر و ایماژ و تخیل نیز بسپریم. قدرت بسیار بالای ژن و مواد تشکیل‌دهنده آن باعث شده که متفکرانی همچون ریچارد داوکینز و ادوارد ویلسون بیش از هر کس دیگري از نقش و اهمیت ژن در زندگی ما سخن بگویند. انگار ما در انقیاد ژن‌ها هستیم و دي‌ان‌اي مهندس و مالک رفتارها و آینده ماست. این پلکان مارپیچ این‌گونه حرف‌های زیادی برای سخن‌گفتن دارد. پلکانی مارپیچ که از چیزی حدود چهار میلیارد سال قبل روی زمین به‌وجود آمده و همین‌طور با شدت و حدت فراوان قدرت خود را روی زمین تحمیل کرده و در نهایت انسان را ساخته است. انسان نیز هزاره‌ها پس از موجودیتش در کمتر از صد سال پیش توانسته موجودیت این ماده باستانی را کشف كند و آن را به شکل پلکان مارپیچ بلندی ببیند که از اینجا تا ابدیت گسترده شده است و انسان، این انسان کاوشگر، با توان بسیار دارد از پله‌های این پلکان مارپیچ یکی پس از دیگری بالا می‌رود. اما آیا این تمام ماجراست؟
در قرن بیستم آرام‌آرام مطالعات مربوط به چگونگی آگاهی نیز مورد توجه قرار گرفت به‌طوری که اکنون یکی از حوزه‌های بسیار مهم تحقیقاتی به‌شمار می‌آید. حوزه‌ای که سؤال‌ها و اما و اگرهای بسیاری دارد. انگار با رشد فزاینده آگاهی و محصولات متعاقب آن همچون فرهنگ، کم‌کم از ارزش ژن و ماده مؤثره آن یعنی دي‌ان‌اي کاسته می‌شود. اینکه آیا چنین چیزی درست است یا نه خود مورد مجادلات فراوان است که از حوصله بحث ما خارج است. اما نکته‌ای در اینجا وجود دارد که لازم می‌دانم به آن اشاره کنم. کریک یکی از دو کاشف ساختار دي‌ان‌اي در اواخر عمر حوزه مطالعاتی خود را به مقوله آگاهی تغییر داد. او کتابی به نام «فرضیه شگفت‌انگیز» نوشت تا از پایه‌های زیستی آگاهی سخن بگوید. جالب است که یکی از پیشگویی‌های او در مورد نقش منطقه کلاستروم در آگاهی بعد از مرگش به اثبات رسید. او در مقاله‌ای که با همکارش «کوخ» نوشت، عنوان كرد که کلاستروم به دلیل شرایط آناتومیک و اتصالات بسیار با مناطق مختلف مغزی محلی مناسب برای داشتن نقشی مهم در مقوله آگاهی است. گاه فکر می‌کنم که کریک سوار بر پلکان مارپیچ از ژن‌ها گذشته و به آگاهی رسیده بود.