ADN: Một thông điệp Thần Thánh

Đằng sau mọi sinh vật sống – động vật hay thực vật – đều ẩn chứa sự phức tạp. Công nghệ ngày càng trở nên tiên tiến nhưng 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 ADN; 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 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: Acid deoxyribonucleic, ADN.

Các phân tử ADN 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.

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 ADN. 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 gene người để xác định bộ ADN hoàn chỉnh trong cơ thể người. Dự án này có tên là ‘Dự án Bộ Gene 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 gene 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 ADN. Kết quả là, không chỉ sự hiểu biết và kiến thức về mã ADN 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. 

(*Khoa học khám phá ra một mã thứ hai ẩn bên trong ADN đóng vai trò chỉ dẫn các tế bào kiểm tra các gene. Lâu nay hệ mã này bị che đậy vì ngôn ngữ này được viết đè lên ngôn ngữ kia. Khoa học biết rằng mã di truyền sử dụng một bảng chữ cái có 64 chữ cái được gọi là các codon (mỗi codon là một bộ ba nucleotide liên tiếp trên gene). Một số codon có thể mang hai ý nghĩa – ý nghĩa thứ nhất liên quan đến việc lắp ráp protein, ý nghĩa thứ hai liên quan đến việc kiểm tra gene.)

Các nhà sinh học phân tử đã phát hiện ra rằng mã ADN 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 gene 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 ngữ phổ biến nhất sẽ xuất hiện với tần suất cao hơn nhiều lần so với từ ngữ phổ biến thứ hai, từ ngữ phổ biến thứ hai có tần suất lặp lại cao hơn nhiều lần so với từ ngữ phổ biến thứ ba, v.v. [Một tỷ lệ nhỏ những từ ngữ 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 gene?

ADN “rác”

Trong khi nhân loại đã thành công trong việc lập biểu đồ bộ gene người, chúng ta thấu hiểu rất ít về phân tử ADN “rác”. Các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng số lượng gene 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 gene 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 gene 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 ADN “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 ADN của chúng ta chỉ dùng để chứng minh một quá trình tiến hóa đã diễn ra trong hàng triệu năm.

Các thành viên chính thức của Dự án Bộ gene người đã tuyên bố vào tháng 01/2007 rằng ADN “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 ADN vào năm 1953, lưu ý rằng mặc dù không có “chỉ báo” tiến hóa nào đơn giản hơn chuỗi ADN, 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 ADN 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 ADN) phức tạp hơn bất kỳ siêu máy tính nào. Tuy nhiên, nhiều nhà khoa học kiên quyết theo đuổi giả thuyết rằng phân tử ADN 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 ADN – 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 [ADN], ý nghĩa và mục đích đằng sau các thành phần khác nhau của nó vẫn còn là một ẩn đố khó có lời giải.