• 11.02.2017 00:00
  • (2154)

 İÇİNDEKİLER

ÖNSÖZ:1

GİRİŞ.. 2

BİR İNFORMASYON İŞLEME SİSTEMİ OLARAK TEK BİR HÜCRE.. 6

HÜCRE ZARI-HÜCRENİN GİRİŞ KAPISI7

HÜCRE ÇEKİRDEĞİ VE DNA’lardaki BİLGİ7

HÜCRENİN İNFORMASYON İŞLEME MEKANİZMASI10

İNFORMASYON NASIL ALINIYOR.. 10

HÜCRE İÇİ SİNYAL MOLEKÜLLERİ12

REGÜLATÖR PROTEİNLER.. 13

PEKİ, RP’LER DNA-KONTROL BÖLGELERİNİ NASIL TANIYORLAR.. 15

GENLERDE BİR DEĞİŞİKLİĞİN MEYDANA GELMESİ NE ANLAMA GELİYOR..16

HÜCRE HAFIZASI NEDİR NASIL OLUŞUYOR.. 19

NEDEN RP SİSTEMİ- BİR HÜCRE NEDEN ÖĞRENMEK ZORUNDA KALIYOR..20

BİR HÜCRE NASIL ÖĞRENİYOR.. 22

BU BİLGİLER SONRA NE OLUR.. 23

ÖĞRENMEK VE ÖN BİLGİ24

BİR HÜCRENİN VARLIĞININ TEMSİLİ24

EVRİM SÜRECİ ÖĞRENME İLİŞKİSİ27

DOĞAL SEÇME NEDİR.. 29

BU İŞ NASIL OLUYOR.. 30

SAHİ, EVRİMDEN NE ANLIYORSUNUZ, EVRİM HİÇBİR YÖNÜ OLMAYAN KÖR BİR SÜREÇ MİDİR?. 32

MEKANİK MATERYALİZM VE DOĞA’NIN DİYALEKTİĞİ34

 

ÖNSÖZ:

Yazının başlığına bakarak, bu yazıyla, şu sıralar Türkiye’de devam etmekte olan “Darwinci Evrim Teorisi tartışmalarına” katılmak istediğim sonucu falan çıkarılmasın! Çünkü, bu tartışmalarda tartışılan asıl  konunun Darwin’in Evrim Teorisi  olmadığıapaçıkortada! Herşeyin en iyisini, en doğrusunu bilen “Beyaztürk-solcu-ulusalcı-güçler”le, son zamanlardaki çıkışlarıyla onlardan hiçte geri kalmadıklarını ispat eden “Siyahtürk-devrimciler”,  bu sefer de Darwin bahanesiyle  hayalet taşlamaya devam ediyorlar o kadar! Bu türden tartışmalar ise  beni hiç ilgilendirmiyor!

Aslında, Darwinciliğin  mi, yoksa “yaradılışçılığın mı” doğru olduğu tartışması da  ilgilendirmiyor beni! Çünkü ben bu  tartışmaları bile artık çağdışı buluyorum! Ama, böyle söylüyorum diye sakın kimse benim Darwinci Teoriye karşı olduğumu  düşünmesin!  Eğer bu yazıyı   Darwin’in yaşadığı dönemde yazıyor olsaydım, elbette ki Darwin’in yanında yer alırdım ben de, bu açık. Çünkü, yaşadığı dönemin koşulları içinde büyük bir devrimci-bilimadamı  Darwin. Fizikte Newton ne ise, Biyolojide de Darwin o idi.  Ama, Evrim süreciyle ilgili tartışmaların,  Darwinden 150 yıl sonra, bugün halâ, “Darwin mi yoksa yaradılışçılık mı” düzeyinde sürdürülmesini de  utanç verici buluyorum doğrusu!.. 21. yy da, bu konuda  tartışılması gereken çok daha önemli konuların bulunduğunu düşünüyorum. Yani ben diyorum ki, Darwin’e evet, ama artık bir adım daha ileri gidelim ve onu diyalektik olarak aşmaya çalışalım!

Bu çalışmanın “girişi” biraz değişik  olacak! Önce, kısaca, Darwin ne diyordu, Darwinci Evrim Teorisinin özü-esasınedir onu ele alarak başlamak istiyorum. Sonra da,  Moleküler Biyoloji’deki   gelişmelerin ışığında,  bu konuda ben ne diyorum onu ifade etmeye çalışacağım. Girişte  ortaya konulan bütün bu açıklamalarıdaha sonra yazıboyunca tekrar ele alacağız tabi. Amacım, önce büyük tabloyu   okuyucunun önüne koymak. Öyle ki, o-yani okuyucu-  daha sonraki açıklamalarla ortaya çıkacak olan parçalarıanında önündeki bu tablo içinde yerine oturtabilsin...

Çalışmanın bu site için biraz uzun olduğunun farkındayım. Bu nedenle isteyen, bir fikir edinmek için sadece Önsöz ve Giriş bölümlerini okuyup bırakabilir!.. Ne yapalım, “Urfa’da Oxfort vardı da ben mi gitmedim” deyişinde olduğu gibi, Türkiye’de bu konuları tartışabileceğimiz bir bilimler akademisi var da ben mi oralarla ilişkiye geçmiyorum!.. O bir yana, kendine “bilimsel dergi” diyenler bile, ya “solcuların”, ya da öteki çok bilmişlerin elinde! Sağolsun, bizim de Nevzat’ımız var deyip ben de çalışmayı Marmara Y.H gönderiyorum!..   

GİRİŞ

Darwinci Evrim Teorisi çok basit aslında! Ne diyordu Darwin: Bütün organizmalar için yaşamıdevam ettirme mücadelesi, son tahlilde, bir “çevreye uyum” mücadelesidir. Buradaki “çevre” dışdünyadır. Aşağıdaki şekilde, “Kçevre” de bu “dışdünyanın” organizma üzerine etkilerini temsil ediyor (K dan kasıt kuvvettir. Çünkü,  çevreden gelen etkiler, son tahlilde, organizmayıetkileyen çeşitli kuvvetler olarak da ele alınabilirler). Şekildeki Korganizma da tabi organizmanın çevreden gelen bu etkilere karşıverdiği tepki oluyor.

Burada, Darwin’in  “organizmanın varoluşşartı”olarak ifade ettiği  “çevreye uyumu”, matematiksel olarak  Kçevre=Korganizma şeklinde   ifade edebiliriz. Yani Darwin demek istiyor ki, bir organizma, Kç=Ko denge-uyum şartı devam ettiği sürece varlığını sürdürebilir. Bu denge bozulduğu an (ki bu, çevre koşullarının değişmesine bağlıdır )  işler değişir.  Bu durumda,  organizmanın da değişen bu yeni çevre koşullarına uyum için mücadele edebilmesi gerekir. Peki nasıl olacak bu?

Organizma-Çevre sistemini bir informasyon işleme sistemi olarak ele alacak olursak[1], çevreden gelen etkilere (Kç) nasıl cevap veriyor organizma: Çevreden gelen  etkiler son tahlilde bir informasyon taşıyıcısı da olduklarından, organizma, input-girdi-olarak aldığı bu informasyonları o ana kadar sahip olduğu bilgilerle değerlendirerek  bunlara karşı bir output-tepki-reaksiyon-cevap oluşturur (Ko). O halde,  bütün mesele, organizmanın bu çıktıyı-reaksiyonu-cevabı- oluşturup oluşturamayacağında yatıyor. Organizma bunu başarabildiği sürece sorun yok yani. Sorun, organizma gerekli cevabı oluşturamadığı an başlıyor. Ki bu da son tahlilde, organizmanın o ana kadar sahip olduğu bilgilerle-bilgi temeliyle- ilgili bir durumdur. Çünkü cevap, gelen etkiler-informasyonlar- sahip olunan bu bilgilerle-bilgi temeliyle- değerlendirilerek oluşturuluyor.

Peki, nedir bir “organizmanın sahip olduğu  bilgi temeli”? Bilginin-organizmanın bilgi temelinin- iki kaynağı vardır. Birincisi, onun DNA larıyla kayıt altında olan bilgidir. İkincisi ise, organizmanın yaşam süresi boyunca sahip olduğu deneyimlerden ürettiği bilgiler. Ancak,   bu ikinci türden bilgilerin, yani bir organizmanın yaşam süresi boyunca elde ettiği deneyimlerle ürettiği bilgilerin, Darwinci Evrim Teorisi açısından hiçbir önemi yoktur. Bunlar, hayvan-ya da bitki öldüğü zaman onunla birlikte yok olur giderler. Darwinci teori açısından asıl önemli olan DNA larda kayıtlı olan bilgilerdir. Bir hayvan-ya da bitkinin DNA larında kayıt altında olan bilgilerdir ki, onun çevre koşullarına uyum sağlayabilmesi için  üretmesi gereken reaksiyonların başlıca kaynağı da onlardır. Yani,    DNA larında ne kadar bilgi varsa o kadar yaşamı devam ettirme şansın oluyor Darwine göre.

DNA lardaki bilgiler ise ancak tesadüfen değişiyorlar. Çünkü  hayvanların-ya da bitkilerin-kendi bilgi temellerini-DNA larını- değiştirecek ayrıca bir  mekanizmaları yoktur. Organizma, herhangi bir şekilde gerçekleşen DNA değişikliğiyle yeni bir bilgi temeline sahip olduğu zaman, ortaya çıkan  yeni   bilgi-bilgiler- eğer ona çevreye uyumda-yaşamı devam ettirme mücadelesinde-  avantajlar sağlıyorsa, o, bunları daha  sonraki nesillere de aktarır. Böylece, bilgi temeli daha zengin olanlar yaşamı devam ettirme mücadelesinde üstünlük kazanarak nesillerini devam ettirirlerken,  DNA larında bu türden bir değişime sahip olmayanlar da savaşı kaybederler, yok olurlar (“Doğal seçme”). Darwinci Evrim Teorisinin özü esası budur.

Tabi bütün bunlara bir de, “DNA larda meydana gelebilecek değişikliklerin”  zaman içinde meydana gelen  küçük değişiklikler olduğunu da ilave etmek gerekir. Yani Darwin, hiçbir zaman bir anda DNA larda meydana gelebilecek bir değişiklikle bir farenin uçabileceğini iddia etmemiştir!..

Darwinci Evrim anlayışı açısından bir diğer önemli nokta da,  evrim sürecinin hiçbir mantığı-nın-amacının-ulaşmak istediği bir hedefin-  bulunmamasıdır.  Her ne kadar bu süreç-evrim süreci- en basit belirli bir atadan itibaren (hücre içinde  çekirdek zarının bulunmadığı prokaryodlardan itibaren) daha gelişmiş olan eukaryodlara (hücre içinde DNA lar belirli bir çekirdek zarının içinde bulunur), oradan da çok hücreli organizmalara- bitkilere, hayvanlara ve insana- kadar gelişen bir süreçse de, bunun-bu evrimin- kendi içinde hiçbir amacı-ve anlamı yoktur. Belirli bir anda en “ileri-gelişmiş” olarak kabul edilen bir tür, hiç hesapta olmayan doğal bir katastrofla bir anda tamamen yok olabilirken,   süreç,  o ana kadar daha gerilerde olan bir tür tarafından aynı kurallara tabi olarak  devam ettirilebilir. Nitekim, bu güne kadar varolan türlerin %99,9’u tamamen yok olup gitmişlerdir[2]. Darwinci Evrim Teorisinin mantığı budur.

Daha önce de söylediğimiz gibi, bütün bunları ilerde tekrar ele alıp tartışacağız; ama şimdi  ben,  tam bu noktada, damdan düşer gibi bir soruyla konuyu biraz daha  genişletmek istiyorum! Soru şu:

DNA larda tesadüfen meydana gelen bir değişiklik nasıl hayata geçirilecektir?

Evet tamam, canlıların kendi DNA larını değiştirmek için sahip oldukları bir mekanizmaları yoktur. Bu değişim (DNA lardaki değişim) tamamen tesadüflere bağlı olarak gerçekleşmektedir. Bunların hepsi tamam! Ben sadece,  DNA larda  meydana gelen  bir   değişikliğin nasıl hayata geçirileceğini soruyorum.Çünkü, biz biliyoruz ki, DNA lar  kendi kendilerini aktif hale getiremezler. DNA larda kayıtlı olan bilgileri kullanarak bunlara göre  proteinleri üretebilmek için, önce onların-yani  DNA ların- aktif hale getirilerek bu bilgilerin onlardan çıkarılması gerekir. Onlar-DNA lar- organizmaya ilişkin bütün bilgilerin kayıt altında olduğu bir kitaba benzerler. Bu kitaptan gerekli bilgilerin çıkarılabilmesi için daima onu okumasını bilen birine ihtiyaç vardır. Hangi bilginin kitabın neresinde bulunduğunu daha önceden bilen bir unsur-agent-olmadan bu işi başarmak mümkün değildir. Bu nedenle, az önceki soruyu şöyle anlamak gerekiyor: Tamam, diyelim ki bir mutasyon oldu ve DNA ların belirli bir kısmında (nükleotidlerde) bir değişiklik meydana geldi. Hücrenin içinde kim, nereden bilecektir  bunu da, gidip orayı bularak ona yapışacak ve sonra da burada bulunan genleri aktif hale getirerek, buradan çıkarılan bilgilere göre, doğal seçimde organizmaya üstünlük sağlayacak davranışların temeli olan proteinlerin üretilmesini sağlayacaktır?

Normal şartlarda bu işi, yani genleri aktif hale getirme işini  “regülatör proteinler” (“Regulatory proteinen”-RP) yapıyor. Ama bunlar da protein son tahlilde, yani onlar da gene aktif hale gelen bir gen faaliyetinin ürünü. Alın size Nobellik bir problem!  Bir mutasyonla-ya da buna benzer herhangi bir şekilde- değişikliğe uğrayan bir geni kim, hangi regülatör protein aktif hale getiriyor? Daha önceden ortada, meydana gelen bu yeni geni tanıyarak onu  aktif hale getirebilecek bir regulatör protein olmalı ki değişim işe yarasın. Yoksa, değişikliğe uğrayan  o gen orda aktif hale gelemeden öylece  kalır ve bir işe yaramaz.

Evet, anneden ve babadan gelen DNA ların birleşmesi sonucunda meydana gelen yeni DNA yı (çocuğa ait olan)  o ilk anda aktif hale getiren, anne ve babanın  üreme  hücreleri birleşirken (fusion) onların sitoplazmalarında-ya da DNA larında gerekli yerlere yapışılı halde- bulunan regulatör proteinlerdir. Burada bir sorun yok. Çünkü anne ve babadan gelen DNA ların birleşmesiyle-nükleotidlerin değişmesi anlamında- bir DNA değişimi olmuyor, bir yeniden birleşimdir bu (recombination). DNA değişiminden bahsettiğimiz an bundan nükleotidlerde-yani genetik kodda-bir değişikliği anlamak gerekir. Ki bu durumda da,  gene daha önceden,  zigotun (döllenmiş yumurtanın) içinde,  meydana gelen bu yeni geni aktif hale getirebilecek bir regulatör proteinin bulunması gerekir.

İşte bütün mesele burada yatıyor! Ben diyorum ki, hücrenin içinde, daha önceden,  DNA larda meydana gelen herhangi bir değişikliği tanıyarak-farkedebilecek  ve sonrada gidip ona (meydana gelen bu yeni gene) yapışarak onu aktif hale getirebilecek bir regulatör protein yoksa eğer,  hangi biçimde gerçekleşmiş olursa olsun, ortaya çıkan yeni bir gen aktif hale gelemez. Peki, genlerde meydana gelen herhangi bir değişiklikten önce üretilerek hücre içinde-hücre hafızasında- muhafaza edilen ve gerekirse bir sonraki nesle de aktarılabilen bu regulatör proteinin-proteinlerin-kaynağı nedir?

Bir hücre, çevreyle olan etkileşmeleri içinde ortaya çıkan hayati öneme sahip  bilgileri, bu bilgileri temsil eden regulatör proteinler aracılığıyla kendi içinde regulatör protein sistemi denilen “hücre hafızasında” muhafaza eder.

Yaşamın devamı için çok önemli bir bilgi-ve onu temsil eden bir regulatör protein- üretildiği zaman, aynı objeyle ilerde tekrar karşılaşılabileceği de dikkate alınarak, DNA-Kontrol bölgelerinden bu işleme uygun yedek bir regulatör protein (RP) de birlikte üretilir. Ve bu RP’ler, birçok elementten oluşan hiyerarşik bir sistem halinde örgütlenerek, hücre içinde saklanırlar. “Hücrenin hafızasını” oluştururlar. Alıcılarla (receptors) sürekli potansiyel bir ilişki içinde olan, yani, ancak bilinen bir nesne ortaya çıkınca aktif hale gelen, normal koşullarda ise ortalıkta hiç görülmeyen (latent) bu RP’ler, bu şekilde süreci her an kontrol altında tutmuş olurlar[3].

Bütün bu söylediklerimizin, bu tablonun, bazılarının hiç hoşuna gitmeyeceğini biliyorum! Çünkü, anne ve babadan çocuğa sadece DNA‘ların değil, aynı zamanda, onların yaşam süreçleri boyunca üretilerek  regulatör protein sistemlerine katılan bazıproteinlerin de geçebileceğini söylemenin   “Evrim Teorisi” açısından, çok önemli sonuçları olacaktır.Yaşamsal öneme sahip bazıbilgilerin-tecrübelerin de kalıtımsal olarak nesilden nesile aktarılabileceğini kabul etmek Darwinci Evrim Teorisinin mantığına uymaz. Buna göre, evrimin esasını sadece tesadüfi olarak gerçekleşen mutasyonlar (DNA yapısındaki değişiklikler) oluşturur. Yani, herşeyin başı, son tahlilde, tek yönlü bir informasyon akışıile, bir dış etken sonucunda DNA yapısında meydana gelebilecek değişikliklerdir. Organizmanın iç dinamikleri falan söz konusu değildir “evrim”de. Sen ne yaparsan yap, genetik yapın neyse o sun! Günün birinde eğer bir dış etken bu yapıyı tesadüfen değiştirirse sen de değişirsin. Yoksa yerinde sayarsın!

Altınıçizerek söylüyorum, burada her tecrübenin, her bilginin RP sistemi aracılığıyla kalıtımsal olarak daha sonraki nesillere  aktarılacağını söylemiyoruz elbetteki! Örneğin, “tryptophan reseptörü (tryptophan bir amino asittir) tryptophan’ın  hücre içinde yeteri kadar bulunması halinde, durumu bu işten sorumlu RP’e bildirerek onun tryptophan üretimini sağlayan geni pasif hale getirmesine yol açar, böylece  bu molekülün üretimi durdurulur. Hücre içindeki tryptophan seviyesi azaldığı zaman da, bu işten sorumlu sinyal molekülünün uyarmasıyla RP genleri harekete geçirerek onun tekrar üretilmesini sağlar. Bu, ve bu türden yüzlerce mekanizmanın devamı için daha sonraki nesillerin bir hafızaya ihtiyacıolmadığından bu olay kalıcı değildir” (a.g.e) Yani, hücre içindeki homäodinamik dengenin kendi kendini üretmesi-korumasımekanizması hücrenin doğal varoluşunun bir sonucudur, bunun devamı için onun ayrıca bir hafızaya sahip olmasına-öğrenmesine- gerek yoktur. Bu mekanizma otomatik olarak işler.

Ama örneğin, bir antibiyotiğe karşıbağışıklık kazanmak bir bakteri için hayati özeme haiz bir olaydır ve hayatta kalma sürecinin devamıaçısından kazanılan bu bilginin daha sonraki nesillere de aktarılabilmesi gerekir. Örneğin, eğer bir antibiyotiği doğru kullanmazsanız, “artık iyileştim” diye yarıda keserseniz, hayatta kalan bakterilerin bu antibiyotiğe karşı bağışıklık kazanacağı ve bir dahaki seferde artık aynı antibiyotiği kullanmanın  bir anlam ifade etmeyeceği bilinen bir gerçektir. “Antibiyotiğin etkisiyle bakterinin genetik değişime uğrayacağını ve direncin de bu yeni DNA yapısından kaynaklanacağını” söylemek ise, her zaman geçerli olmaz. Tıpkı, bağışıklık sisteminde, antigenlere (bakteriler, virüsler vs.) karşı antibodyleri (bağışıklık sistemi hücreleri) oluşturma becerisi gösteren RP’lerin yaptıkları gibi, antibiyotiğin baskın etkisinden canını kurtaran bakteriler de, aynı yöntemleri kullanarak, birçok geni biraraya getirip, gerekli bilgileri toplayarak, özel savunma proteinlerini üretirler.[4] Ve ilerde gerektiği zaman bunları anında  tekrar üretmeye yarayacak RP’leri de hücre hafızasında saklarlar. Eğer bir bakteri generasyonunun yaşam süresi boyunca kazandığı tecrübe, elde ettiği bilgi, onun için yaşamsalsa, hücre bölünmesi yoluyla bakteri kendini üretirken bu bilgi de daha sonraki nesillere aktarılacaktır.

Toparlarsak, ben diyorum ki, evrim sürecinin işleyebilmesi için, sadece, tesadüfen meydana gelen DNA değişiklikleri (dışdinamik) yeterli değildir. Bunun yanısıra, organizmanın yaşam süresi boyunca sahip olduğu hayati öneme sahip deneyimleri de (içdinamik) önemlidir. Ve organizma-bir hücreden bahsediyoruz- bu türden deneyimleri esnasında (mevcut bilgi sistemini sonuna kadar kullanarak) ürettiği bilgileri, bunları temsil eden  RP ler vasıtasıyla hücre hafızasında saklar. İşte,  hücre hafızasında bulunan bu RP lerdir ki, daha sonra meydana gelebilecek yeni bir geni tanıyarak onu aktif hale getirebilecek olan da bunlardır.

Bu iş nasıl mı oluyor, bir hücre, iç ve dış dinamiklerin etkisi altında kendi kendisini üreterek nasıl mı basitten daha gelişmişe doğru evriliyor, mevcut bilgi sistemi-DNA lar-içinde üretilen RP ler nasıl olupta ortaya çıkan yeni bir geni tanıyabiliyorlar, gelin bütün bunları-bu süreci hep birlikte izlemeye-ele almaya çalışalım. Göreceksiniz o zaman Darwin’in Evrim Teorisi üzerine konuşmak daha bir anlamlı olacak!..

BİR İNFORMASYON İŞLEME SİSTEMİ OLARAK TEK BİR HÜCRE

Kapalı küçük bir kutu gibidir hücre! Etrafında,  “hücre zarı” adı verilen ve “dış dünyayla” hücre arasındaki sınırları belirleyen iki katlı  lipid-protein karışımı bir duvar vardır. Bu duvarın içinde ise “sitoplâzma” denilen sıvı bir ortam bulunuyor. Bunun içinde de “organelle”ler adı verilen hücrenin alt sistemleri yer alıyor.  Ve de merkezde hücre çekirdeği bulunuyor tabi: Etrafı kendine özgü bir zarla çevrili, içinde de, kalıtımsal olarak hücreye geçen bilgilerin  (DNA) bulunduğu hücrenin merkezi bilgi deposu.

Bir hücrenin yapısı içinde yer alan bütün bu alt sistemlerin-organların dışardan gelen madde-enerjinin-informasyonun işlenmesi sürecinde  bir fonksiyonu var.  Ama bu çalışmada  bizim amacımız tek tek bunları, bu organların ne işler yaptıklarını, bir bütün olarak dışardan gelen ham maddenin içerde nasıl işlendiğini incelemek değil. Örneğin, hücrenin enerji sorununun nasıl çözümlendiği, bu sorunu halleden organın-Mitokondrilerin ne olduğu, bunların nasıl çalıştıkları vs bu çalışmanın içine girmiyor. Bütün bu konularda daha geniş bilgiler elde etmek isteyenler için harika bir kitap var: “Molecular Biology of The Cell”. İsteyen, ayrıntılar için bu kitaba başvurabilir. Bu çalışmada bizi ilgilendiren, dışardan gelen bir malzemenin işlenmesi sürecinin ilk aşaması; yani, gelen  informasyonun nasıl işlendiği.  Çünkü, dışardan gelen ham maddenin (madde-enerjinin) işlenebilmesi için, önce bu madde-enerjiyle birlikte alınan informasyonun değerlendirilmesi-işlenmesi gerekiyor. Her madde-enerji yoğunluğu (örneğin dışardan gelen bir molekül), aynı zamanda, belirli bir informasyonu taşıyan bir mesaj da olduğundan, onun işlenebilmesi, bir ürün haline getirilebilmesi için,  önce onun dilinin çözülmesi,   informasyon değerinin anlaşılması gerekiyor. Bir hücrenin madde-enerjiyi-informasyonu işleme sürecinin ilk aşaması budur.   Bu nedenle biz de  işe burdan başlıyoruz. Dışardan bir molekülün gelip hücrenin kapısına dayandığını düşünüyoruz, bundan sonra ne olacak, konumuz budur.

HÜCRE ZARI-HÜCRENİN GİRİŞ KAPISI

“Hücre zarı, lipid ve protein moleküllerinden oluşan iki katlı, ince, dinamik bir yapıdır” demiştik.  Dinamiktir, çünkü  bu yapının içinde yer alan moleküllerin çoğu, yapı içinde belirli bir yere bağlı olmadan   belirli ölçülerde hareket edebilirler . İki katlı lipid tabaka, suda eriyen moleküllerin hiç elemeye tabi olmadan hemen içeri girmesini engeller, kimlerin içeri alınacağı konusunda bir tür filtre rolü oynarken, protein molekülleri de buna benzer diğer birçok görevleri yerine getirirler. Örneğin, hücreye giriş çıkışlarda belirli konularda uzmanlaşmış duyu organları rolünü oynayan alıcı-receptor molekülleri, bu alıcılar tarafından içeriye girmesine izin verilen herhangi bir molekülün hücre içinde gerekli yerlere taşınmasını sağlayan transport molekülleri, dışardan gelen bir informasyonun hücre içinde “düzenleyici proteinlere” (regulatory proteinen) ve DNA’lara iletilmesini sağlayan sinyal molekülleri, bütün bunların hepsi, ya hücre zarının bir parçası olarak faaliyet gösteren, ya da onunla yakın ilişki içinde çalışan proteinlerdir.

Hücre zarını, iyi korunan bir kentin etrafındaki surlara benzetirsek, alıcı moleküllerini  de,  kapılardaki görevli kapıcılara benzetmek gerekir. Bunun dışında, hücre zarında,  tıpkı surlarda nöbet tutan ve dışardan gelenleri gözetleyen nöbetçiler gibi sinyal molekülleri de yer alırlar. Bunlar, önemli bir durum olduğu zaman, bunu diğer hareketli sinyal molekülleri aracılığıyla içerdeki gerekli mercilere haber vermekle görevlidirler.

HÜCRE ÇEKİRDEĞİ VE DNA’lardaki BİLGİ

Hücrenin bilgi deposu olan DNA şeridini barındıran hücre çekirdeği, sitoplâzma içinde, etrafı özel bir zarla kaplı  bir kutu gibidir demiştik. Çekirdek zarını aşarak bu kutudan içeri girebilmek için mutlaka hücrenin informasyon işleme sürecinde belirli bir göreve sahip olmak gerekir. Bu nedenle  ancak, gelen informasyonları DNA ya taşıyan sinyal molekülleri,  RP’ler (regulatory proteinen), protein üretimi için DNA dan çıkarılan informasyonu Ribozomlara götüren mRNA lar (mesaj taşıyan RNA lar) ve belirli transport molekülleri geçiş yapabilirler bu kapıdan.[5]  Ama bu çalışmanın sınırları içinde bizi esas ilgilendiren bunlar değil. Şu an bizim için önemli olan, çekirdeğin içindeki bilgi deposu, yani  DNA’dır.

DNA nın  nasıl olupta hücrenin bilgi deposu-bilgi temeli- olarak varolduğunu-hücreye ait bilgiyi nasıl kayıt altında tuttuğunu  anlamanın en iyi yolu onun yapısını öğrenmekten geçer:

DNA, kendi içinde birçok modüler alt birimden oluşan (monomer-nükleotid) çift sarmallı büyük bir moleküldür. Bu sarmalı oluşturan her monomer-nükleotid iki kısımdan oluşur: Ucuna  fosfat iliştirilmiş bir şeker (a sugar –deoxyribose-with a phosphate group attached to it) ve bunun üzerinde adenine (A), guanine (G), cytosine (C), ya da thymine (T) den birinin oluşturduğu kısım. Her şeker bir fosfat grubu tarafından bir diğerine bağlanıyor ve böylece büyük bir molekül-polymer-ortaya çıkıyor. Tabi bu molekül spiral şeklinde bir sarmal halinde kromozomların üzerinde bulunuyor..

Peki bilgi neresinde bunun, yani bu molekül-DNA-nasıl olupta hücrenin bilgi deposu oluyor? Çok basit! DNA molekülü hücreye ait bütün bilgilerin kayıt altında olduğu bir kitapsa eğer, bu kitap   A,T,C,G gibi dört harften oluşan bir dille yazılmıştır! Nasıl ki bir kompüterde informasyon 0 ve 1 lerle kodlanarak kayıt altına alınıyorsa, DNA kitabında da bu dört harfle GC,AT,TG,AT,GA,AG...şeklinde, her seferinde iki harfin biribirine bağlanmasıyla oluşan bir zincirle kodlanarak kayıt altında tutuluyor. Her iki sarmalda bulunan nükleotidlerin  karşılıklı olarak biribirlerine hidrojen bağlarıyla bağlanmasıyla meydana gelen  şifreler-kodlar DNA dilinin  kelimelerini oluşturuyorlar. Kitap da bu kelimelerden oluşuyor zaten! Kelimeler (“codon”) daima  üç nükleotid-tripletten oluşuyorlar ve her seferinde  bir aminoaside ait informasyonu kodluyorlar. Daha sonra bu amino asitlerden de porteinler oluşuyorlar. Toplam  20 çeşit amino asit var. Bunların değişik biçimlerde biraraya gelmesiyle de  proteinler oluşuyor. Öte yandan, 20 amino asite karşılık  DNA da bulunan dört harfle  (4x4x4=64) altmışdört codon elde edilebildiği için, duruma göre bir aminoasit bazan birden fazla codonla da temsil edilebiliyor.

Belirli bir proteinin üretilmesi için gerekli olan amino asitleri kodlayan nükleotid-codon gruplarına  bir gen adı verildiği için,  DNA, çeşitli proteinlere ilişkin genlerden oluşan-cümleler diyelim bunlara- bir kitap olarak karşımıza çıkıyor. Kitabın bütününe de genom diyoruz biz.

Peki bütün bunlar ne anlama geliyor, DNA nın organizmaya ait  bilgi deposu olması-bu anlamda organizmanın kitabı olması- onun  bir binaya ilişkin olarak mimarın çizdiği  inşaa planı  (organizmanın inşaa planı-bodyplan) gibi birşey olduğunu mu gösteriyor? Bu soruya cevap verebilmek için DNA nın yapısını biraz daha yakından incelememiz gerekiyor.

Yukardaki şekilde de görüldüğü gibi bir gen üç kısımdan oluşuyor. Belirli bir proteine ilişkin informasyonların kodlandığı “informasyonun kodlandığı bölge” (ki buna “exon” deniyor), hiçbir informasyonun bulunmadığı bölge (“intron”) ve de en önemlisi “DNA kontrol bölgesi”.

Şimdi, bir adım daha atarak, yukardaki harf-kelime ve kitap benzetmemizi biraz daha elle tutulur hale getirmeye çalışalım. Organizmanın yapı taşları olan proteinleri bir legonun parçalarına benzetirsek, genlerde, organizmanın inşası için bu parçaların nasıl üstüste (ya da, yan yana tabi) konacağının yazılı olduğu kısımlara da DNA kontrol bölgeleri-gen kontrol bölgeleri- denilir.  Legoyu biliyorsunuz. Aynı parçaları değişik biçimlerde biraraya getirerek onunla bir uçakta yapabilirsiniz, bir ev de, bir insan da! Bütün mesele parçaların hangi kurallara göre biraraya getirileceğine dair talimatların (instruction-Anweisungen) bulunduğu o kullanım klavuzundadır. İşte, bir hücre  ve o hücrenin kitabı olarak DNA  söz konusu olduğu zaman da, DNA üzerinde sıralanmış vaziyette olan genlerde organizmanın inşaasına ilişkin talimatların yazılı olduğu kısımlara DNA-gen- kontrol bölgeleri deniyor[6]. Dikkat ediniz, buradan hemen  DNA kontrol bölgelerinde organizmaya ilişkin hazır bir imar planının bulunduğu sonucu çıkmıyor!Orada olan şey, binanın-organizmanın nasıl yapılacağına-gerçekleşeceğine dair talimatlardır.  Amaca ulaşabilmek için gerekli yöntemler-stratejiler (algorithms) ve bunların uygulanabilmesi için gerekli olan eylemler-aksiyonlar (operators), kısacası, “problemin çözümüne” yönelik şeyler kayıtlıdır orada. Bir mimarın çizdiği inşaat planıyla gen-kontrol bölgelerinde bulunan talimatlar arasındaki farkı şöyle ifade etmeye çalışalım: Mimarın çizdiği planda, en sonda ortaya çıkacak olan binaya ilişkin bütün ayrıntılar  en baştan itibaren  yer aldığı halde, organizma (gen-kontrol bölgelerindeki talimatlar uygulanırken) aynı zamanda yol boyunca çevre koşullarına göre öğrenerek de oluşur. Nitekim, bir bina ancak en son operasyondan sonra meydana gelen bir tam ürün olurken, organizma, yol boyunca her aşamada kendi kendini-öğrenerek üreten bir tam sistem olarak vardır; yani,  bir binanın inşaat planının en baştan itibaren hazır olmasına karşılık, organızmanın en son aşamada ortaya çıkan yapısı, en baştaki talimatlarla başlayan süreçte yol boyunca öğrenilerek-üretilen bilgilerle oluşur[7].

HÜCRENİN İNFORMASYON İŞLEME MEKANİZMASI

Hücre içinde dışardan gelen bir informasyonun işlenmesi üç aşamada yerine getirilir. Birinci aşama, informasyonun hücre zarından içeriye alınması aşamasıdır.  İkinci aşamada, hücre zarında bulunan alıcılar (receptor) tarafından alınan  informasyon, çeşitli aracı sinyal molekülleri vasıtasıyla regülatör proteinlere (RP)  iletilir. Regülatör proteinler de, taşıdıkları bu informasyonla giderler DNA’ların kontrol bölgelerinde gerekli yerlere yapışırlar, buralardan informasyonun işlenmesi  için gerekli olan bilgileri “çıkarırlar”. Sonra, bu bilgiler, mRNA’lar (mesaj taşıyan RNA’lar) tarafından ribozomlara iletilir. Birer protein üretme fabrikası olan bu ribozomlarda da, mRNA’ların getirdikleri bilgilere-üretim planlarına- göre gerekli  proteinler üretilir.  Bu şekilde üretilen  proteinler,  dışardan gelen madde-enerjiyi işlemek için  özel olarak imal edilmiş, kendine özgü mesleki bilgilere sahip uzman işçiler oldukları için, bunların faaliyetleri sonucunda da  hammadde işlenir, ürün ortaya çıkar[8].

Bütün bunları, Sistem Teorisinin[9] diliyle şöyle de ifade edebilirdik: Dışardan gelen informasyona göre harekete geçen RP’ler, bu informasyonla temsil edilen dışetkiye karşıoluşturulacak reaksiyon modelini üretmek için DNA’ları harekete geçirirler. DNA’lardan üretilen  reaksiyon modelini yüklenen “mesaj taşıyıcı mRNA’lar (messenger) da bu mesajı, yani bu reaksiyon modelini ribosom’lara götürürler.  Orada, gelen bu “mesajı çözümleyen “transfer tRNA”ların yardımıyla, nesnenin etkisine karşı hücrenin oluşturacağıreaksiyonu hayata geçirecek olan motor sistem unsurları-proteinler üretilir.  Bunlar da giderler, dışardan gelen o nesneyle etkileşerek onun hücre için gerekli bir ürün haline getirilmesini sağlarlar.

Şimdi, bu süreci biraz daha yakından ele almaya-adım adım izlemeye- çalışalım: Önce, informasyon nasıl alınıyordu onu görelim:

İNFORMASYON NASIL ALINIYOR

Bir hücrenin informasyon işleme mekanizmasının ilk aşamasının dışardan gelen informas-yonların içeriye alınmasıolduğunu söylemiştik.  Örneğin, çok hücreli bir organizmada yer alan tipik bir hücrenin çevresi  farklısinyaller taşıyan yüzlerce sinyal molekülleriyle kuşatılmıştır. Bunlar, tek tek olduğu gibi, kendi aralarında oluşturacakları birlikler aracılığıyla da, çeşitli biçimlerde hücre üzerine etkide bulunabilirler. Her hücrenin bu etkilere karşı kendi karakterince belirlenen (gen açılım özellikleriyle) belirli bir cevap verebilme potansiyeli-yeteneği  vardır. Farklı gen açılım özelliklerine sahip olan hücreler çevreden gelen benzer etkilere (mesajlara) karşı farklı biçimlerde cevaplar oluştururlar.

Çevreden-dışdünyadan gelen moleküller  ve bunların taşıdığımesajlar   hücre zarında bulunan alıcılar (receptors) tarafından karşılanırlar. Bu alıcılara hücrenin “duyu organları” demiştik. Bunlar, biyolojik olarak belirli biçimlerde, özel olarak yapılmışprotein molekülleridir. Üzerlerinde kanca şeklinde  girinti ve çıkıntılar bulunur. Bir alıcı proteinmolekülünün yapısıtanıma yeteneğine sahip olduğu molekülün-ya da molekül gruplarının yapısıyla uyum halinde olup, bu şekilde, belirli bir bilgiyi temsil eder. Bu nedenle, dışardan gelen bir molekülün alıcılar tarafından tanınması demek, alıcı bir molekülün (receptor) bünyesindeki  girinti ve çıkıntıların gelen molekülün girinti ve çıkıntılarıyla uyum halinde olması demektir

Suda  eriyebilen bütün sinyal molekülleri (bu arada nörotransmitterler de), hedef hücrenin zarında bulunan alıcı moleküllere yapışarak etkide bulunurlar. Hücre zarında bulunan bu alıcı moleküllerin en önemli fonksiyonu, bunların gelen sinyali hücre içi bir sinyal haline dönüştürmeleridir (signal transducer). Yani alıcı molekülleri (receptoren), sadece, hücre dışından gelen bir sinyali (ligand binding event) tanıyarak onun hücreye alınmasını sağlamakla kalmazlar, onlar aynı zamanda, gelen  mesajı tercüme ederek, onun hücre davranışı üzerinde etkide bulunacak hücre içi bir sinyal haline dönüştürümesini de sağlarlar.

Hücre zarında bulunan bu alıcı moleküllerin çoğu, kullandıkları mesajı dönüştürme yön-temlerine göre tanımlanan  üç grupta toplanırlar: Bunlardan birincisi İyon-Kanal alıcılarıdır (“Ion-Channel-Linked receptors”). Bu tür haberleşme daha çok nöronlar arasında olur ve az sayıdaki nörotransmitterler aracılığıyla gerçekleşir. Bunlar, bağlandıkları iyon kanalı alıcı proteinini açıp kapayarak iyon akışını düzenlerler. Post sinaptik hücrenin etkilenme durumunu bu yöntemle  belirlerler. İkinci tip alıcılara G-protein alıcılar (“G-protein-linked receptors”), üçüncülere de “Enzim bağlantılı alıcı”lar deniyor. Burada konunun daha fazla ayrıntısına girmiyoruz. İsteyen daha fazla bilgi için  kaynak kitaplara başvurabilir[10].

HÜCRE İÇİ SİNYAL MOLEKÜLLERİ

Hücre zarında bulunan  alıcılar tarafından alınan sinyaller (informasyonlar) hücre diline dönüştürülerek hücre içinde bulunan sinyal moleküllerine (“second messengers”) aktarılırlar. Bunlar da yüklendikleri mesajları hücre içinde gerekli yerlere iletirler. Hücre içi bu sinyal molekülleri şunlardır[11]:

“1-İletici proteinler (Relay proteins): Bunlar, aldıkları mesajları fazla birşey yapmadan zincirin diğer halkasında bulunan diğer sinyal moleküllerine iletmekle görevlidirler.

2-Mesaj taşıyan proteinler (Messenger proteins): Bu proteinler hücrenin bir yerinden aldıkları mesajları başka bir yerine taşırlar.

3-Adaptör proteinleri: Bunlar, kendileri bir mesaj iletmeksizin, bir sinyal molekülünü diğerine bağlamakla görevlidirler.

4-Amplifikatör proteinler: Bunlar, genellikle enzimler ve iyon kanal molekülleri olup, gelen mesajları,  içeriklerini değiştirmeksizin kuvvetlendirmekle görevlidirler.

5-Dönüştürücü proteinler (transducer proteins): Bunlar, gelen mesajları hücrenin diline dönüştürmekle görevlidirler.

6-Ayırıcı proteinler (Bifurcation proteins): Bu proteinlerin görevi, sinyali bir kanaldan (pathway) başka bir kanala iletmektir.

7-İntegratör proteinleri: Birkaç sinyal kanalından aldıkları sinyalleri integre ederler.

8-Gizli (latent) bir şekilde bulunan gen regülatör proteinleri. Bunlar, hücre zarının hemen içinde alıcılarla ilişki içinde bulunurlar, alıcılar, ya da diğer sinyal molekülleri tarafından aktif hale getirildikleri zaman, genlere gidip orada gerekli yerlere yapışarak gen açılım faaliyetini yönetirler.

Yukardaki şekilde bir hücrede informasyon işleme mekanizmasının iki yolu görülmektedir: Birinci yol, informasyonun çeşitli sinyal molekülleri aracılığıyla, hücre içi birçok kanallardan-yollardan  geçilerek DNA lara  iletilmesi sürecini kapsıyor. Hücreye, daha önceden tanınmayan yeni bir informasyon geldiği zaman kullanılan bu yola biz uzun yol diyoruz.  İkinci yol ise, gelen informasyonun daha önceden tanındığı, hücre hafızasında temsil edildiği durumlarda kullanılan hızlı yoldur. Bu durumda informasyon, latent olarak “hücre hafızasında” bulunan ve kendisini tanıyan-temsil eden bir RP aracılığıyla,  hücre içi “uzun yollardan”  geçilmeden,  direkt olarak DNA ya taşınır.

Peki, nasıl oluyor da, hücre zarında veya hücre içinde, dışardan gelen informasyonları temsil eden, onların dilini anlayabilen bir alıcılar ve sinyal taşıyıcıları ağı oluşabiliyor; dış dünyanın hücre içinde temsilini sağlayan böyle bir  ağın oluşum mekanizması nedir?  Cevabı çok basit gibi görünen bu soru çok önemlidir. Şöyle ki: Proteinlerin  nasıl üretildiğini az önce gördük.  Dışardan gelen informasyonların işlenebilmesi için, önce, RP’ler DNA’larda gerekli bölgelere yapışarak genleri aktif hale getiriyorlar, genlerden bu işe uygun bilgileri çıkarıyorlar, sonra da, bu bilgilere göre ribozomlarda proteinler üretiliyordu. Bu nedenle,  dışardan gelen molekülleri  tanıma , dolayısıyla da  içerde onları  temsil etme görevini yürüten  alıcılara ilişkin bilgilerin kaynağı da, son tahlilde, gene  hücre içinde  bulunan bilgilerdir. Ve bunlar da gene aynı yöntemle üretilirler,  RP ler bu işte de gene başrolü oynarlar. Çünkü, hem dışardan gelen malzemenin işlenilmesi için, hem de kendi kendilerinin üretilmesi için genetik mekanizmayı harekete geçirebilecek yegane unsur bunlardır.  Bu nedenle, regülatör proteinleri sadece alıcı molekülleri grubu içinde ele almak bunların fonksiyonlarını açıklamak için yeterli olmaz.

REGÜLATÖR PROTEİNLER

Regülatör proteinler, hücre kapısındaki alıcı proteinlerle” (receptor) birlikte çalışan, onlarla sürekli temas halinde bulunan, ama asıl görevleri,  alınan informasyonların işlenebilmesi için  genetik mekanizmayı çalıştırarak buradan gerekli bilgileri çıkarmak olan  proteinlerdir. Zaten bu nedenledir ki bunlara regülatör proteinler (RP) deniyor. Her türlü gen açılım faaliyetini kontrol eden, genlerin aktif hale getirilmesi kadar, genetik faaliyetin hızlandırılıp-yavaşlatılmasını da düzenleyen bunlardır. Ancak, bu RP’leri de gene genetik mekanizma üretiyor[12]!

Bunlar, hücre hafızasında hiyerarşik bir şekilde örgütlü halde bulunduklarından, bazı durumlarda (özellikle, çok hücreli bir organizmanın oluşumu sürecinde, hücre farklılaşması durumunda)  tek bir RP in aktif hale gelmesi zincirleme olarak birçok RP in daha aktif hale gelmesine neden olabilir[13].

Hücreye gelen yeni bir informasyon, informasyon işleme mekanizmasının uzun yolu kullanılarak  işlenirken, aktif hale gelen genlerden bu arada bir tane    RP daha üretilerek  bu, “hücrenin hafızasını” oluşturan mevcut “RP sisteminin” içine konuyor. Dışardan gelen bir informasyonun içerde temsili mekanizmasında çok önemli bir rol oynayan hücre hafızası (“cell memory”) böyle oluşuyor.

RP lerin maharetleri o kadar çok ki saymayla bitmez! Örneğin,  herbiri başka bir geni aktif hale getirebilen birçok RP belirli bir proteini-ya da protein grubunu-üretebilmek için  faaliyetlerini biraraya getirerek kollektif-combinatorial-bir etkide de bulunabiliyorlar. Bağışıklık sisteminin sayısı milyonları bulan antigenlere (bakteriler, virüsler vs.) karşı gene aynı sayıda savunma hücreleri (antybody) üretebilmesinin altında yatan budur. Çünkü insanda en fazla 30 000 gen bulunmasına rağmen RP sistemi bunları kullanarak milyonlarca antybody-yani savunma proteinleri-üretebiliyor. Genlerden, biraz ordan, biraz burdan bilgi kırıntıları toplayıp, sonrada bunları birleştirerek yeni bir protein elde edebiliyorlar (a.g.e).

Dahası da var! Örneğin, a, b, c.. gibi çok sayıda RP biraraya gelerek birlikte etkide bulundukları zaman bunların etkileri a, b, c nin toplamına eşit olmuyor. Kollektif etkinlik sinerjik bir sonuca da yol açıyor. Bu şekilde, sınırlı sayıdaki protein üreten genden, sınırsız değil ama çok daha fazla sayıda protein elde etmek mümkün hale geliyor (a.g.e).

Ayrıca, bir tek RP birçok geni bir grup halinde biraraya getirerek de kontrol  edebiliyor. Bunun en güzel örneğini   bir amino asit olan tryptophan’ın üretimi için beş genin faaliyetinin “promotor” adı verilen ortak bir merkezden nasıl  kontrol edildiği görüyoruz[14].

Burada RP lerin maharetlerinin hepsini saymaya kalkacak değiliz, çünkü bunun için bu çalışmanın sınırları dar gelir! Ama bunlardan birini daha belirtmeden geçmeyelim: RP lerin “uzaktan kontrol” yetenekleri de bulunmaktadır. Öyle ki, bunlar DNA sarmalının bir ucunda bulunurken, buradan bir başka ucundaki bir geni dahi kontrol edebiliyorlar[15]!

PEKİ, RP’LER DNA-KONTROL BÖLGELERİNİ NASIL TANIYORLAR

Şimdi önce burada biraz duralım ve şu ana kadar öğrendiklerimizin bir muhasebesini yapmaya çalışalım: Hücre çekirdeğinde, kromozomların üzerinde bulunan spiral şeklinde  çift sarmal bir makro molekül var ortada. Buna DNA deniyor.  Her bir sarmalının üzerinde  milyonlarca “nükleotid” sıralanmış durumda. Sonra da bunlar-bu nükleotidler- karşılıklı olarak hidrojen bağlarıyla biribirlerine bağlanarak sarmalın birarada kalmasını sağlıyorlar. Her üç nükleotid çifti (“codon”) bir amino aside ilişkin informasyonları taşırken,   organizmanın yapıtaşları-ya da legonun parçaları-olan proteinlere ilişkin informasyonlarda   gen adıverilen codon gruplarınca kayıt altında tutuluyorlar. Bu genler ise kendi içlerinde iki kısımdan oluşuyorlar: Proteinlere ilişkin informasyonlarıtaşıyan exon’lar ile “informasyon taşımayan” (tabi proteinlere ilişkin olarak informasyon taşımayan) intronlar. “İnformasyon taşımayan” intronların bir ucunda da “DNA-kontrol bölgeleri” (ya da gen-kontrol bölgeleri) bulunuyor. Hücrenin içindeki bütün faaliyetler proteinler tarafından yerine getirildiğinden, dışardan-çevreden gelen etkilere-informasyonlara-göre, yaşamı devam ettirme mücadelesinde her an ne yapmak gerekiyorsa o an bu işi yapacak-proteinlere olan  ihtiyacı tesbit eden regülatör proteinleri gidiyorlar, milyonlarca nükleotidin-binlerce genin-arasından ihtiyaç duyulan bu proteine ilişkin bilgileri kayıt altında tutanları   bulup,  onların kontrol bölgelerine yapışarak bu genleri aktif hale getiriyorlar. Gerisini biliyoruz!..

Şimdi soru şu: Regülatör proteinler milyonlarca nükleotidin-binlerce genin- arasından hangilerinin o an için gerekli olan informasyona sahip olduğunu nereden biliyorlar?Önünüzde kalın bir kitap var ve siz bu kitabın içinden o an sizin için çok önemli olan bir informasyonu arıyorsunuz, ne yaparsınız? Bunun için herşeyden önce bu kitabın dilini-yani hangi dille yazıldığını-informasyonların ne şekilde kodlandığını biliyor olmanız gerekir değil mi! İşte RP ler için de aynı şey söz konusudur! Yani, DNA kitabının içinden  gerekli olan informasyonları bulabilmeleri için onların da bu kitabın dilini biliyor olmaları-onu okuyabilmeleri gerekir. Bu nedenle  soru şu şekli alıyor: RP ler DNA kitabını nasıl okuyorlar? Milyolarca nükleotidin içinden o an  gerekli olanları nasıl tanıyorlar da gidip onların üzerine yapışabiliyorlar?

Bu soruyu cevaplamaya çalışan biliminsanları, önceleri, bu iş için RP lerin nükleotidler arasındaki hidrojen bağlarını aşarak çift sarmalın içine girmeleri gerektiğini düşünüyorlardı. Ama sonra yapılan deneylerle bunun böyle olmadığı anlaşıldı. Çünkü, DNA sarmalının dış tarafı RP ler tarafından tanınmak için adeta işaretlenmişti! “Her nükleotid çiftinin köşesi-çift sarmalın dış kısmında- oradaki nükleotidler arasındaki hidrojen bağlarına özgü (bunların elektron alıcı-verici olmalarına, ya da daha başka özelliklere göre) belirli bir şekle-özelliğe-sahipti[16].

Ama sadece bu da değil, “nükleotid dizileri çift sarmallı spiralin geometrisini de bilirliyordu. Yani her durumda-her nükleotid çiftinin bulunduğu yerde- sarmal üzerinde belirli düzensizlikler bulunuyordu”.

Peki RP ler nasıl tanıyorlardı bütün bu özellikleri?

“Bir proteinin DNA sarmalı üzerinde belirli bir nükleotid dizisini tanıyabilmesi için onunla bu DNA bölgesi arasında yapısal olarak sıkı bir bağın bulunması gerekir”..”RP ler DNA ları okuma yeteneğine sahip yapısal motiflere sahiptirler. Biyolojide moleküllerin biribirlerini tanıyabilmeleri genellikle yüzeylerinde biribirleriyle uyum halinde yapısal özelliklerin bulunmasından kaynaklanır. İşte RP ler de bu kurala uyarlar. Yani onların da yüzeyleri DNA kontrol bölgeleriyle yapısal olarak tam bir uyum halindedir”[17]..”Çoğu durumda RP hidrojen bağları, iyonik bağlar, ya da hydrophobic ilişkiler  yoluyla  DNA ile birçok ilişki-bağlantı-içinde olur. Bu durumda, her ilişki-bağlantı zayıf olduğu halde, bütün bu ilişkilerin-bağlantıların toplamı yeteri kadar kuvvetli bir bağlantıya neden olur” (a.g.e)...

GENLERDE BİR DEĞİŞİKLİĞİN MEYDANA GELMESİ NE ANLAMA GELİYOR..

Sıra geldi şimdi şu, “genlerdeki değişiklik” meselesine. Evet ne anlama geliyor genetik değişiklik? Genlerin, DNA kitabındaproteinlere ilişkin informasyonların kayıt altında olduğu  cümleler olduğunu söylemiştik. Ama sadece bu tanımdan yola çıkarak bir yere varmak mümkün değil. Değil, çünkü proteinlere ilişkin  informasyonlar genlerde iki kısımda toplanıyorlar. Birinci kısımda-exon-sadece o proteinlerin nasıl üretileceğine ilişkin informasyonlar vardır (Yani o proteinin hangi amino asitlerden oluşacağına dair informasyonlar vardır). Genlerden çıkarılan bu informasyonlarla ribozomlara giden mRNA lar  orada bu bilgilere uygun proteinlerin üretilmesini sağlıyorlar. Ancak biz bunları-bu proteinleri- legonun yapı taşlarına benzeterek  demiştik ki, “bu proteinlerle bir fare de bir insan da yapmak mümkündür”! Yani, genlerin protein kodlayan kısımlarındaki-exon-bir genetik değişiklik o kadar önemli olmasa gerekir. Buralardaki değişikliklere bakarakta organizmanın-binanın-bütününe ilişkin inşaa planı hakkında birşey söylemek mümkün değildir. Bu nedenle, asıl önemli olan, üretilen o proteinlerin ne işe yarayacaklarının-nasıl kullanılacaklarının- yazılı olduğu (legonun taşlarının nasıl biraraya geleceğine ilişkin talimatların yazılı olduğu) gen kontrol bölgeleridir. Buralarda meydana gelecek bir değişikliktir ki, binanın-organizmanın-inşaasında yapısal değişikliklere neden olabilecek olan da budur. “Benzer bir yapıya (bodyplan) sahip hayvanları mukayese edersek (örneğin kuşlar, balıklar, memeliler gibi farklı omurgalıları) bunların gen kontrol bölgelerinin biribirine benzer olduğunu görürüz (bu grup içindeki farklı hayvanların DNA dizileri bir şekilde muhafaza edilmiştir-conserved-). Aynı durum solucanlar, ya da birçok böcek türleri için de geçerlidir. Yani bunların DNA larındaki kontrol bölgeleri de aşağı yukarı biribirine benzerler. Ancak, örneğin omurgalıların regülatör bölgelerini solucanların ya da sineklerin regülatör bölgeleriyle karşılaştırdığımız zaman arada böyle bir benzerlik bulmak mümkün değildir. Bütün  türlerde protein kodlayan nükleotid dizileri arasında  büyük bir benzerlik bulunmasına rağmen, farklı grupların regülatör bölgelerinin çok farklı olduğunu görürüz. Aynı tipte proteinleri muhafaza ederek regülatör bölgelerini değiştirdiğiniz zaman farklı yapılar-bodyplan- elde edebileceğimiz beklenilen bir sonuçtur” (a.g.e).

Ancak burada şunu da söylemek gerekir. Diyelim ki A genine ilişkin gen kontrol bölgesinde bir değişiklik oldu; belki her zaman değil ama, bazı durumlarda, eğer aynı genin proteine ilişkin informasyonu kodlayan kısmında da-exon-bir değişiklik yoksa, sadece plana-talimata ilişkin  değişiklik  bir işe yaramayabilir. Örneğin bir binanın çatı inşaatını  düşünelim, bu durumda inşaat planında meydana gelecek bir değişikliğin hayata geçebilmesi için eldeki malzemenin de bu değişikliğe uygun olması gerekir, yoksa o değişikliği hayata geçiremezsiniz. Bir binanın kaba inşaatında   kullanılacak taşlar-malzeme-  değişmeyeceği için sadece planı değiştirerek farklı yapılar elde edebilirsiniz, ama örneğin çatının yapısı, kapılar, pencereler, bunlara ilişkin planda yapılacak bir değişiklik bazı durumlarda malzemede de değişikliği gerekli kılabilir.

Ama sadece bu da yetmez! Çünkü bir de  söz konusu A genini aktif hale getiren RP vardır ortada.  A geninin kontrol bölgesinde bir değişiklik-mutasyon-meydana geldiği zaman bu bölgeyi aktif hale getiren eski RP de bir  işe yaramaz artık. Yeni bir RP’i ise ancak yeni bir gen üretebilir. Çünkü, RP lerin kendileri de bir gen ürünüdür. Bu nedenle, bir mutasyonun hayata geçebilmesi, buna bağlı olarakta inşaatta-organizmada-bir değişikliğin meydana gelebilmesi için mutlaka iki ayrı gende ve dört ayrı noktada birden nükleotidlerde   değişikliklerin olması gerekir: Bir; A geninin kontrol bölgesindeki nükleotidlerde bir değişiklik olmalıdır, İki; A geninin protein kodlayan kısmı-exon-değişmelidir, Üç; A geninin kontrol bölgesini aktif hale getiren RP’i üreten genin kontrol bölgesinde bir değişiklik olmalıdır, Dört; RP üreten bu genin exonunda bir değişiklik olmalıdır. Bunların biri eksik olursa  herhangi bir yerde meydana gelebilecek bir değişik