Biyologlar - Biyolojiye Gerçekçi Yaklaşım

DNA, Nükleotit, Kromozom, Gen, Canlılık, Cansızlık - Nedir, Ne Değildir?

---

Nükleotitlere bu özel önemi verme ve en önde anlatma sebebimiz, canlılığın sürerliğinin sağlanabilmesi için var olması gereken DNA yapısının temel yapı birimi olmalarıdır. İleride ayrıntısıyla değineceğimiz gibi canlılık en nihayetinde belirli biyokimyasal fonksiyonların DNA tarafından saklandığı ve gelecek nesillere aktarıldığı bir varlık formundan ibarettir. Dolayısıyla DNA'nın oluşabilmesi, canlılığın büyük oranda oluşabilmesini sağlayacaktır.

Kavramların gerçek anlamlarını öğrenebilmemiz gerçekten çok önemli, çünkü ne yazık ki eğitim sistemimiz terimleri doğru bir şekilde öğretebilmekten çok çok uzak. Pek çok kavram, eğitim hayatımız boyunca yanlış ve "sınava yönelik" öğretiliyor. Ne var ki bilim, eğitim sistemimizin sandığından çok ileride. Bu sebeple bazı düzeltmeler yapmamız ve akıllarda oluşturulan bazı anlamsız tabuları kırmamız gerekiyor. Belki de, bu kavramların en başında "canlılık" ile "cansızlık" ayrımı geliyor. Buna Evrim Mekanizmaları ile ilgili yazılarımızda tekrar değineceğiz; orası için ayırdığımız bir açıklamayı, burada, en başından yapmak istiyoruz; çünkü "canlı" ve "cansız" ayrımını anlamak, belki de Biyoloji'yi anlayabilmenin ve Evrimsel Biyoloji'yi kavrayabilmenin başında geliyor. Öyleyse lafı daha fazla uzatmadan başlayalım:

İlk olarak, bilimsel olarak hiçbir şey, esasında, ne "canlı"dır, ne de "cansız". Bu sadece, literatür açısından işleri kolaylaştırmak, Biyoloji'nin sahasını belirlemek ve anlaşma kolaylığı sağlamak amacıyla uydurulmuş ve pek bir dayanağı olmayan bir olgudur. İnsanoğlu, etrafına bakıp varlıkları sınıflandırmak istemiş ve belli başlı özellikler taşıdığı için bazı varlıklara "canlı" demiş, bu özellikleri taşımayan varlıklara ise "cansız" demiştir. Bu belli başlı özellikler şöyle sıralanabilir:

1.Uyarana tepki gösterme
2.Üreme
3.Büyüme ve Gelişme
4.İç Dengeyi Koruma
5.Belli bir organizasyona sahip olma
6.Metabolik faaliyetleri gerçekleştirme ve enerji üretme
7.Adapte olabilme
Kimi kaynak bunlardan sadece ilk 4'ünü saymakta, diğerlerini elemektedir. Aslında bunları moleküler boyutta düşünürseniz göreceksiniz ki her biri basit kimyasal olaylar sayesinde olabilmektedir ve büyütülecek ya da "canlılığa özel" bir şey olabilecek durumda değildir. Daha çok, sonradan uydurulmuş bir kılıf olarak görülmektedir. Ve temel olarak, bu 7 özelliğe bir arada sahip olabilen varlıklara "canlı" denmektedir, bir ya da birkaçı "cansız" varlıklarda da görülebilir (Tepki örneği: www.vidivodo.com/325487/instant-hot-ice).

Aslında temel olarak, binlerce yıl öncesinden beri, yukarıda belirttiğimiz taşıyan varlıklarda bir "can" (insan için "ruh", diğerleri için "can") olması gerektiğini düşünmüştür insanlar. Bu kavramlar o kadar uzun yıllardır insanları etkilemektedir ki, insanlık tarihine göre, göreceli olarak çok yeni olan bilim de bu kavramları olduğu gibi kullanmaktadır; gerek kullanım kolaylığı, gerekse de aramıza yerleşmiş memlerin yıkılmasının güçlüğünden ötürü.

Halbuki, Biyoloji'nin derinliklerine inen bilim insanları, önce organlarımızı, sonra dokularımızı, sonra hücrelerimizi keşfetmiştir. Daha da derinlere indiğimizde, hücrelerin içerisindeki neredeyse her olayı gözlemleyebilir hale gelmişizdir. Ve bu boyutta, baktığımız zaman, bir canlı ile cansızı ayırmak olanaksızdır. Çünkü ikisi de belli başlı kimyasal tepkimeler bütünüdür. Bir demir, oksijenin bulunduğu ortamda sürekli tepkimeye girerek paslanmaktadır. Aynı oksijen, hücrelerimiz içerisinde bulunan bir diğer kimyasal olan şekerler ile tepkimeye girerek hücrenin "canlılığını" sürdürmektedir. Peki, demiri "cansız", hücreyi "canlı" yapan nedir öyleyse? Hiçbir şey. İkisi de, sıradan atomlar ve moleküller yığınıdır. Tek fark, bu kimyasal tepkimelerin ("canlılar" içerisinde gerçekleşiyorsa "biyokimyasal" tepkimelerin) toplamı, eğer içerisinde bulunduğu ya da totalde oluşturduğu varlığa yukarıda sayılan belli başlı özellikleri veriyorsa, o varlık "canlı" olmaktadır. Bu, insanın kendince uydurduğu asılsız bir sınıflandırmadır.

Bu noktada, daha fazla ilerlemeden anlam bütünlüğü açısından atom ve molekülün yazımız kapsamında ne anlamda kullanıldığını açıklayalım:

Atom, bir maddeyi meydana getiren nano-boyuttaki temel parçacıkların adıdır. Temel olarak, periyodik cetvelde element olarak gösterilen bağımsız madde parçacıkları olarak düşünülebilir.

Her bir atomun, kendine has fiziksel ve kimyasal özellikleri vardır. Bu özellikler doğrultusunda normalde Kimya dahilinde aynı elementlere ait atomların bir araya gelerek oluşturdukları daha büyük parçalaramolekül denmektedir. Eğer farklı elementlere ait atomlar bir araya gelerek daha büyük bir yapı oluşturuyorlarsa buna Kimya'da bileşik denir. Ne var ki biz bu detaylara girmemek adına, "bileşik" ile "molekül" sözcüklerini eş anlamlı olarak kullanacağız ve hepsine birden "molekül" diyeceğiz.

Canlılık/cansızlık olayına dönecek olursak; aşağıdaki yazımızda bunu biraz daha irdelemekteyiz:

www.facebook.com/note.php?note_id=164247643633319

Yukarıdaki yazımızda da okuyabileceğiniz gibi, "canlılığın" "cansızlıktan" başlaması oldukça anlaşılır ve mantıklıdır, çünkü aralarında bir fark zaten yoktur. Başlangıçta meydana gelen farklı kimyasal evrimler bazı varlıkların yukarıdaki özelliklere hep birden sahip olmasını, bazılarının da başka türlü özelliklere sahip olmasını sağlamıştır. Örneğin karbon, yüksek basınç altında Dünya'nın en sert malzemesi olan elmasa dönüşür. Bunu hangi canlı yapabilir? Hangisinin daha "önemli" olduğuna nasıl karar vereceğiz? İşte, aslında hiçbiri önemli değildir. Önem sırası, insanlar tarafından rastgele belirlenir ve esasında doğa açısından geçersizdir.

İşte canlılık ile cansızlık arasında bir fark olmadığını anlayabilen biri, geri kalan pek çok şeyi kolaylıkla kavrayabilecektir. Bunların başında da, canlıları "canlı" yapan moleküller, bunların yapıları ve görevleri gelmektedir. Canlıları ayırt eden belki de en önemli özellik, çoğalabilmeleri ve kendilerindeki bilgiyi yavrularına aktarabilmeleridir. Bu olay, insanı var olduğundan beri etkilemektedir ve birikerek günümüze gelen bu "büyüleyicilik", günümüz insanlarının genetik materyallere ve genel olarak hücreleri meydana getiren kimyasal moleküllere olduğundan fazla anlam yüklemesine sebep olmaktadır. Kişiler DNA'nın "mükemmel" bir molekül olduğunu sanmakta, enzimlerin "ulaşılamaz" bir iş yaptıklarını düşünmekte, hücrenin içinin "gerçek olamayacak kadar karmaşık" olduğunu iddia etmektedirler. Bunlar, bir yere kadar doğru olsa da, bilimsel olarak açıklanamayacak kadar "mükemmel", "ulaşılamaz" ya da "karmaşık" olan hiçbir yapıya doğada rastlanmaz. Zaten bilim, doğayı anlama sanatıdır ve doğada izah edilemeyecek bir şey bulmayı beklemek anlamsızdır.

Şimdi, başlıkta da belirttiğimiz molekülleri tanıtmaya ve incelemeye başlayalım, böylece ne demek istediğimizi kolaylıkla anlayacaksınız:

DNA dediğimiz moleküller zincirinin uzun adı; Deoksiribo Nükleik Asit’tir. Kimya konusunda bilgisiz olan biri ilk bakışta anlayamayabilecek olsa da, DNA son derece sıradan, kimyasal bir moleküldür. Kimya bilimi dahilinde bütün moleküller bu şekilde uzun, tanımlayıcı ve bir miktar da "artistik" sayılabilecek isimler alırlar. Örneğin sıradan bir kimyasal olan bir diğer maddenin adını verelim: Trifluoromethanesulfonate. Hele ki eğer DNA'nın adını karmaşık buluyorsanız, bir de her gün yudumladığınız kahvenizin içerisinde bulunan "kafein"in kimyasal adını deneyin: 3,7-dihydro-1,3,7-trimethyl-1H-purine-2,6-dione!

Yani DNA, ne özel bir isimdir, ne de özel bir artısı vardır. DNA’yı belki de "özel" kılan tek şey, her kimyasal maddenin kendine ait bir özelliği olduğu gibi, DNA’nın da kendine ait bir özelliği olması ve bu özelliğin, bizim ilgimizi çeken bir şekilde, kalıtıml alanında görev almasıdır. Yani örneğin gözlerinizin ıslak kalmasını sağlayan gözyaşınızın da kimyasal bir formülü bulunur. Tek fark, gözyaşınızın gözlerinizi korumak ve duygularınızı belli etmek gibi görevleri varken, DNA’nın bir sonraki kuşağa aktaracağınız bilgileri taşıma görevi olmasıdır. DNA’yı spot ışıklarının karşısına koyan bu kalıtımsal özelliğidir; ne daha azı, ne daha fazlası. Aslında düşünüldüğünde, bunun da "özel" olmadığı görülecektir. Çünkü zaten "kalıtım" dediğimiz olay da, biyokimyasal bir tepkime sonucunda, bir molekülün kendisini eşlemesi ve çoğalması demektir. Bunun da herhangi bir özel yanı bulunmamaktadır.

Aşağıda, temsili ve en sık karşılaşabileceğiniz DNA çizimini görüyoruz. Gördüğünüz gibi DNA, ikili bir sarmaldan oluşur. Yani iki farklı doğru, birbiri etrafında kıvrılarak heliks bir yapıya bürünür:

Bu çizim her ne kadar genel yapı hakkında bilgi verse de ve bu şekilde çizilmesi çizerler için oldukça kolay olsa da, molekülleri sanki özel ya da başka varlıklardan farklıymış gibi göstermesinden ötürü, biz bu "kapalı çizim" yöntemini tercih etmiyoruz. Bir aşağıdaki resmi incelerseniz, farkı anlayacaksınız. Aşağıdaki çizimde, DNA’nın gerçek yapısı görülmektedir. DNA da, evren içerisindeki diğer bütün varlıklar gibi, yalnızca ve yalnızca sıradan atomlardan ve bunların farklı kombinasyonları olan moleküllerden oluşur. Bu atomlar temel olarak Karbon (C), Hidrojen (H), Azot (N), Fosfat (P), Oksijen (O) ve benzeridir:

Görüyorsunuz… DNA, sadece arka arkaya, birbirlerine zayıf veya kuvvetli kimyasal bağlar ile bağlanmış atomlardan ibarettir.

Peki DNA, en küçük kalıtsal yapıtaşımız mıdır? Elbette hayır, DNA zinciri de daha küçük parçalara bölünebilir. Bu daha küçük parçalara “nükleotit” denir ve DNA sarmalını bir merdivene benzetecek olursak, merdivenin basamaklarını oluşturur. Nükleotitler, kalıtım bilimi için oldukça önemlidirler. Çünkü temel olarak, bilgiyi taşıyan parçalar nükleotitlerdir. Nükleotitlerin farklı dizilimi, farklı anlamlar ifade eder. Dolayısıyla nükleotitleri, eğitim hayatımızda da ezberlettikleri gibi "harfler" olarak düşünebiliriz. Bu harfler, farklı şekillerde dizilerek, farklı kelimeler, farklı anlamlar ifade ederler.

Tıpkı bizim günümüzde kullandığımız son derece kompleks bilgisayar yazılım dilleri gibi, genetik olarak hücrelerimiz de bir şifreleme kullanırlar. Bu şifreleme dilindeki harf sayısı, günümüz modern dillerine göre çok çok az olmakla birlikte, bu az sayıda harfin kodlayabileceği komut sayısı sınırsızdır.

Bunu bilgisayar üzerinden örnek vererek anlatabiliriz: Bilgisayar programcıları, bilgisayarları programlamak için C, C++, Basic, vb. diller kullanırlar. Bu diller, İngilizce’ye oldukça benzerler, çünkü bu programlama dillerini yazan programcılar tarafından, günlük konuşma diline oldukça yakın olacak şekilde ayarlanmışlardır. İlk bilgisayar yazılımları, kesinlikle böyle basit bir dil kullanmamaktaydı ve mühendisler tek tek "1" ve "0"ları kullanarak programlama yapmaktaydılar. Sonrasında, "bilgisayarların evrimi" sırasında yeni programlar yazıldı. Bu programlar, "programı programlamaya" yarıyordu. Temel olarak yaptıkları şuydu: İngilizceye benzer kelimeleri kullanabileceğiniz bir arayüz sağlamak. Programcı, bu arayüze kolay kelimeleri yazmaktadır; arka planda ise program bunu yine "1"ler ve "0"lara çevirip işlemciye gönderir.

Örneğin klavyede yazdığınız bir kelimenin ekranda çıkabilmesinin tek nedeni, bastığınız her bir tuşun bilgisayara elektriksel sinyal olarak bir “komut” göndermesi ve bilgisayarın monitörde bulunan küçük, ışık saçan LED’lerden birini, uygun renkte yakmasından ibarettir. Bilgisayar ekranını güçlü bir büyüteçle incelerseniz, ne demek istediğimi anlayabilirsiniz.

İşte nükleotitlerin farklı dizilimleri sonucu oluşan "anlamlı bütünler" ise (bunlara "gen" diyeceğiz), farklı işlemleri yapmak için özelleşmiş kodlar gibidir. Buna az sonra geleceğiz, öncelikle bir noktayı aydınlatalım:

Tabii ki bilgisayarlar, insanlar tarafından "tasarlanan" makinalar olduğu için, canlılığı betimlemekte kullanmak çok da doğru değildir. Zira canlılık, insan zekası tarafından son 50-60 yılda var edilen bilgisayarın aksine, yaklaşık 600 milyon yıl boyunca, akıl almaz sayıda denemeler sonucunda, adım adım evrimleşerek, elenerek, seçilerek oluşmuştur. "Hurdalıktaki Boeing" benzetmesine ya da "İşte, bilgisayarın da bir yaratıcısı var, canlılığın da olmalı!" iddiasına bir diğer yazımızda zaten değineceğiz, o yüzden aklınızdan geçiyorsa bir miktar sabretmenizi rica edeceğiz. Bu yazımızda bunlara az sonra, kısaca değineceğiz.

Bilgisayarda olduğuna benzer bir şekilde, canlılar da da 4 harften oluşan bir dil kullanır ve her bir harf, bir nükleotit tipini temsil eder. Bu harfler, “A” (Adenin), “T” (Timin), “C” (Sitozin) ve “G” (Guanin)'dir. Elbette ki aslında gerçekte bu harflerin hiçbiri ile iletişim olmamaktadır. Bu isimleri onlara biz, sonradan verdik. Zira bu bahsedilen harfler, yalnızca kimyasal bazı yapılardır.

Bilgisayar benzetmesinin kötü bir benzetme olmasının bir nedeni de şudur: Canlılara "bilgisayar" olarak baktığınızda, bir grup mühendisin oturup tasarladıkları bir makina olarak düşünürsünüz ve bu sizi yanlış düşüncelere iter. Çünkü bilgisayarlar biyolojik bir evrim geçirmemişler, mühendisler tarafından tasarlanmışlardır. Bu bile tam olarak doğru değildir, çünkü Evrim aslında her yerdedir: Aslında "teknolojinin evrimi" olarak düşünüldüğünde, binlerce yıllık bir geçmiş sonucunda, minik adımlarla bugün "bilgisayar" dediğimiz makinalara ulaştığımızı görürsünüz. Hiçbir ürün, basit adımlar atmadan, olduğu son şekliyle var olamaz. Canlılık da bu şekildedir. Canlılar, bu yazı dizimizde anlatacağımız başlangıçtan, milyarlarca yıllık seçilim ve değişim sonucunda günümüzdeki halini almışlardır.

Düşüncelerinize kulak verelim: "Şimdi telleri, dirençleri, transistörleri koysak, milyarlarca yılda bir bilgisayar oluşabilir mi?" diye soracaksınız. Dediğimiz gibi, bunu diğer yazılarımızda ayrıntısıyla inceleyeceğiz. Ancak unutmayınız ki, direnç, transistör vb. varlıklar bizim "canlı" dediğimiz organizmaların oluşmasını sağlayan kimyasal yapıya sahip değillerdir. Dolayısıyla "üreyemezler" ve kendilerindeki bilgiyi yavrularına "aktaramazlar". Bu sebeple daha sonra açıklayacağımız Evrim Mekanizmaları'nın hiçbiri işleyemez. İşte tam olarak bu sebeple, Evrim geçirmezler ve asla bir bilgisayar oluşturmazlar. Ancak eğer ki bu şartları sağlayabilecek kimyasal yapıları olsaydı, üzerlerinde seçilim işleyecekti ve belki de, şu anda düşününce komik gelse de, hiç beklemediğiniz mekanizmalar üretebileceklerdi. Ancak cansızları kullanarak, canlılığı betimlemek, cansızların tanımsal olarak "canlılık" özelliklerini taşımadıkları için doğru değildir. Eğer yukarıdaki açıklamalarımız doğrultusunda canlılık ve cansızlık doğru tanımlanırsa, düzgün betimlemelere ulaşmak daha mümkün olacaktır.

Buradan anlaşılması gereken şudur: Evrim'i ve canlılığın başlangıcını anlayabilmemiz için, belli bir grup kimyasal ve fiziksel özelliklere sahip molekül gruplarından bahsetmemiz gerekir. Aklımıza gelen her atom, molekül ya da yapı, canlılık ile paralellik göstermeyecektir. Yoksa tek tip değil, binlerce farklı tipte canlı olurdu, her birinin "canlılık" özellikleri farklı olurdu. Ancak var olmuş, var olan ve var olacak her canlının ortak bir atası vardır ve o ata, var olan Evren'imizin kuralları dahilinde, var olan Dünya'mızın şartları çerçevesinde bizlerin yukarıda saydığımız "canlılık" özelliklerini kazanabilmiş ve aktarabilmişlerdir. Her canlının DNA'sı benzer yapıdadır, her canlının hücreleri üç aşağı beş yukarı birbirini andıracaktır (hatta her canlının genomu, belli bir miktar diğer herhangi bir canlıyla ortaktır, bu da ortak bir atadan geldiğimizi gösterir). Ancak bizi ilgilendiren "canlılık molekülleri", yani canlılığı değerlendirmemiz için kullanabileceğimiz bileşikleri oluşturan moleküller; Karbon (C), Oksijen (O), Hidrojen (H), Nitrojen (N), Fosfor (P), Kükürt (S) ve birkaç diğer atomun farklı bileşimleriyle oluşan sayısız moleküldür. Periyodik cetvelde önünüze gelen her atomla, canlılıktan bahsedemezsiniz.

Yani aklımızda şunu tutmamız gerekiyor: Dünya üzerindeki canlılık ve cansızlık, aynı noktadan, 4.5 milyar yıl önce Dünya'nın oluşumuyla başlamıştır. Günümüzdeki canlıların da, cansızların da yapısındaki her şey ama her şey, bu ilk başlangıçta Dünya üzerine yerleşmiştir, bir kısmı da sonradan canlılara ya da cansızlara ait tepkimeler aracılığıyla üretilmiştir. Bu varlıklardan bir grup, aşağıda açıklayacağımız kimyasal bütünlüğünden oluştukları için, daha doğrusu maddeler bu şekilde birleştiği için bugün "canlılık" olarak tanımladığımız varlık grubuna evrimleşeceklerdir. Bir kısmı ise, daha farklı yapıda oldukları için bugün bizim "canlılar" dediğimiz varlıkların özelliklerine sahip olamayacaklardır. Burada bir "üstünlük"ten bahsetmek anlamsızdır. Sadece iki farklı varlık grubundan bahsetmek gerekir. İki grup da tamamen benzer atom ve moleküllerden oluşmaktadır. Sadece bu atom ve moleküllerin dizilimi, içerikleri ve son 4 milyar yılda geçirdikleri kimyasal evrim birbirinden farklıdır.

Peki, DNA'daki bilgileri taşıyan yapıtaşları, daha doğrusu "harfler" dediğimiz yapı taşları nelerdir?

Bu harfler, nükleotit denen DNA’nın küçük parçalarının, bildiğimiz, kimyasal bir madde olan “baz” kısmında bulunan bir dizilimdir. Bu dizilimde karbon, hidrojen, vb. atomlar bulunur. Bu atomlar belirli bir şekilde dizilirse, ona Adenin (A) deriz. Başka bir şekilde dizilirse Timin (T) deriz. Başka bir şekilde dizilime Guanin (G), bir diğerine ise Sitozin (C, İng: Cytosine) deriz. Ancak biz onlara ne dersek diyelim, aslında bunlar sadece sıradan birer baz grubudur. Birer kimyasaldır. Ancak bu kimyasallar, bizim genetik yapımıza sahiptirler.

Aşağıda, bu kodlayıcı “harflerin” ya da kimyasal moleküllerin yapısını görebilirsiniz. Görebileceğiniz üzere sadece sıradan atomların farklı dizilimleri sonucu bu moleküller oluşmaktadır:

Ne kadar da birbirlerine benziyorlar değil mi? Tek değişen, atomlarının dizilimi. Ancak bu dizilimlerin farklı farklı olması, bu moleküllerin farklı kısımlarının aktif hale gelmesine ve farklı moleküllerle, farklı tepkimelere girebilmelerine sebep oluyor. bu farklı tepkimelerin toplamı da, bir varlığı "canlı" ya da "cansız" kılıyor. İşte fark burada! Ve anlaşılması gereken nokta da bu!

Devam edelim. Nükleotitler, işte bu bazlarına göre isimlendirilirler. Peki bir nükleotitin yapısı nedir? Elbette ki, tıpkı evrendeki diğer tüm maddeler ve varlıklar gibi; atomlardan oluşan sıradan dizilimler. İşte bir nükleotit dizilimi:

Gördüğünüz gibi, nükleotit denen ve çocuğunuzun neye benzeyeceğine karar veren moleküller, son derece sıradan atom dizilimlerinden fazlası değil! Bir fosfat (phosphate) grubu, bir şeker (sugar) grubu ve bir baz (base) grubu! Daha fazlası yok.

Nükleotit dediğimiz molekül tipleri, sadece genetik materyalimiz ile sınırlı değil. Örneğin size bir diğer nükleotit örneği verelim: ADP. Yani Adenozin Difosfat. Bu da bir nükleotittir; ancak kimyasal evrim sırasındaki ardı arkası kesilmeyen seçilim sırasında, genetik materyali kodlayacak şekilde özelleşmemiştir. Yani cansızlıktan, canlılığı evrimleştirecek olan yapılar içerisinde görevi bu olmamıştır. Dolayısıyla günümüzde de bu yapı, herhangi bir genetik bilgi kodlamaz, enerji ile ilgili işlerde görev alır. Ancak yapısal olarak oldukça benzerlerdir:

Buradan anlaşılması gereken şudur: Canlılık, bir "cansızlık çorbası" içerisinde, kimyasalların farklı şekillerde birbirlerine bağlanması, kırılması, birleşmesi, ayrılması sonucunda, 600 milyon yıl süren bir deneme-yanılma ve seçilim süreci sonucunda oluşmuştur. Bu süre zarfında pek çok çeşit "canlı-benzeri bileşim" oluşmuş olabilir. Ancak bunlardan sadece birkaçı dayanıklı olmuş ve seçilmiştir. İşte günümüzdeki her canlının atası olan bu canlıların yapısındaki kimyasal özellikler, günümüzdeki her canlının hücrelerindeki kimyasal özellikleri temsil etmektedir. Eğer onlar farklı şekilde hayatta kalabilseydi, günümüz canlı formlarının hücreleri de farklı yapıda olabilecekti. Bunlara gelecek yazılarımızda zaten döneceğiz.

Bir diğer görselle devam edelim. Nükleotitlerin kimyasal yapılarının basit çizimle gösterimi şu şekildedir:

İşte nükleotitler, kimyasal özelliklerinden dolayı bağ kurmak zorunda oldukları diğer nükleotitler ile birleşirler ve bu birleşimin tümü, DNA'yı oluşturur. DNA sarmal (heliks) yapısının, bu nükleotitlerin de gösterilerek çizilen hali şu şekildedir:

Bu DNA sarmalının en altında dikdörtgene alınmış kısımda, fosfat-şeker-baz üçlüsünü ve dolayısıyla nükleotitleri görebilirsiniz.

İşte bu DNA sarmalı, ökaryotlarda (zarla çevrili organelleri ve çekirdeği bulunan hücrelerde), upuzun bir şekilde hücrenin içerisindeki çekirdekte bulunur . Prokaryot (zarla çevrili organelleri bulunmayan ve çekirdeksiz) hücrelerde ise hücrenin içerisinde, genellikle ortada, ancak çekirdek bulunmadığı için daha dağınık bir vaziyette bulunmaktadır. Bu upuzun ve karmakarışık DNA sarmalı yapısına “kromatin ipliği” ya da “kromatin ağı” denir. Bunu da görelim:

Yukarıdaki görsel son derece faydalıdır. En solda görülen spagetti tabağına benzeyen yapı, elbette ki bir tabak değildir, içindeki sarı yapı da spagetti değildir. Bu sarı yapı, upuzun olan bir DNA ağıdır. Burada, milyarlarca DNA bulunmaktadır. Karmakarışık bir ağ şeklinde. Mor renkli kap da, hücre çekirdeğidir. Gösterilmemiş olsa da, hücre çekirdeği de, hücre sıvısının içerisinde bulunur.

Çıkarılan mavi oku takip ederseniz, DNA Heliks yapısına kadar geçişi görebilirsiniz. Ancak en nihayetinde, hatırlatmak gerekirse, olan tek şey, atomların dizilimidir.

Aslında, bu karmaşık ağın içerisinde belirli bir düzen vardır. Bu düzen çok önemlidir, çünkü hücre bölünmesi sırasında genetik bilginin aktarımında bu özel birimler görev alırlar. Bu özel birimlerin adı “kromozom”dur. Kromozomlar, DNA’nın histon proteinleri tarafından sarılarak yoğunlaşması sonucu oluşan genetik birimlerdir. Kromozomlar da şu şekilde görülürler:

Bu görsel de son derece açıklayıcıdır. Görebileceğiniz üzere hücre çekirdeğinin içerisinde özelleşmiş olarak bulunan bu DNA yapıları, kromozomlardır. Kromozomlardan yola çıkarak bazlara kadar yapılan açılımı, yukarıdaki görseli takip ederek bulabilirsiniz.

Kısaca nükleotitlerin depolanması işlemi içerisindeki farklı genetik birimlere, farklı isimler verilmektedir. Bunlar, şimdilik bizim için çok da önem arz etmiyor; ancak Biyoloji'yi anlamak için elbette kritik öneme sahiptirler.

Peki, genler bu adım adım karmaşıklaşan yapının neresindedirler?

Genler, nükleotit dizilimlerinin anlam kazandığı bölgelerdir. Burada anlam kazanmaktan kasıt, yine bilim-dışı ya da doğaüstü bir "anlam" değildir. Canlıların, "canlılık özelliklerini" sürdürebilmeleri için üretmek zorunda oldukları çeşitli kimyasallar vardır (aslında dediğimiz gibi, bu kimyasalların varlığının toplamına "canlılık" denir). Genler, bu kimyasalların salgılanma sırasını, biçimini, vb. özelliklerini etkiler ve bu bilgileri depolar. Bu da son derece mantıklıdır: ilk canlılar evrimleşmeye başladıktan sonra, bu canlılığı sürdürebilecek kimyasal sentez işlemlerini saklayan bir diğer molekül biriminin, yani genlerin bulunması, canlılara avantaj sağlayacaktır. Kısaca bir kere genler oluştuktan sonra, canlılık kolayca sürdürülebilecetir. “Gen” denen yapı, aslında DNA’nın sadece belirli bir bölgesidir:

Görebileceğiniz üzere genler, DNA sarmalının belirli kısımlardırı. Bu kısımlar, anlamlı ifadeler halindedirler ve hücre tarafından gerektiğinde algılanır ve kullanılırlar.

Bilgisayar benzetimimize dönecek olursak, bilgisayarların da 1′ler ve 0′lar ile “konuştuğunu” söylemiştik. Ancak bu 1′ler ve 0′lar tek başlarına hiçbir anlam ifade etmezler. Hatta çoğu zaman, bunların uzun dizilimleri de anlam ifade etmeyebilir. Ancak bunların belirli uzunluktaki dizilimleri, anlamlı bir hal alırlar. Örnek verecek olursak, bir bilgisayar için 1110101001 gibi bir dizilim anlam ifade etmeyebilir. Ancak aynı dizilimin biraz daha uzun bir hali, 11101010010001110 dizilimi, anlamlı olabilecektir, örneğin bu bilgi, klavyeden gelen bir komut sonucu ekranda “A” harfinin çıkmasını sağlayabilir. Bunu bilgisayalarda, 8-bitlik sistem, 16-bitlik sistem, 32-bitlik sistem, 64-bitlik sistem, vs. şeklinde isimlendiririz. Yani anlam bütünleri, 8'er, 16'şar, 32'şer ya da 64'er kümeler halinde okunmaktadır.

Aynı şekilde, tek başlarına ATGTTC şeklindeki bir dizilim anlamsız olabilecekken, ATGTTCGTAACGTAC gibi bir dizilim, belirli bir işleve sahip olabilir ve bu “kelime”, hücre için “bölünmeye başla” komutu anlamına gelebilecektir. Elbette bu anlamları şu anda uyduruyorum, ancak temel olarak konunun özünü vereceğini düşünüyorum. Genetikte, "3-bitlik sistem" vardır ve her 3 nükleotit (örneğin GCA) bir aminoasidi kodlar. Bu 3'lü kod sonucunda bir aminoasit üretilir ve bunların birleşimi proteinleri, bunlar enzimleri, enzimler de bizi "canlı" yapan reaksiyonları üretirler veya üretilmesini sağlarlar. Tek bir aminosit, tek başına belli bir anlam taşımayabilir. Ancak aminoasitlerin farklı bileşimleri sayesinde, pek çok işi yapan, sonsuz sayıda protein üretilebilir. İşte bu işi sağlayan, genetik açıdan anlamlı ifadelere de “gen” diyoruz.

Genler, sizin boyunuzdan saç renginize, vücudunuzun kıllılığından göz renginize, geçirebileceğiniz hastalıklardan kalıtsal olarak taşıyacağınız hastalıklara kadar her şeyi kod olarak saklarlar. Bu kodlar, anlattığımız gibi A, T, C ve G harflerinin belirli dizilimleriyle saklanırlar. Bu dizilimlerin "nasıl" olacakları ise, milyarlarca yıldır süren evrimle belirlenmekte ve değişmektedir. Yani canlılık, bir başlangıçtan başladıktan sonra, farklı yönlere doğru bizim Evrim Ağacı olarak isimlendirdiğimiz yapıda türleşirken, her canlının barındırdığı genetik dizilim, çevre şartlarının etkisi altında adım adım değişmiştir. Bu değişimler, hücreler içerisinde salgılanan kimyasalların yapısında, miktarında ve çeşidinde farklılıklara sebep olmuştur. Bu farklılıklar da, hücrelerin kendilerinin farklı özellikler edinmesine sebep olmaktadır. İşte bu farklı özelliklere sahip olanlar arasında, çevreye en uygun olanlar varlıklarını sürdürmeye devam edebilirler; böylece kendilerine bu farklı özellikleri veren genleri ürerken yavrularına aktarabilirler. İşte bu şekilde, adım adım bir genetik birikimle türler farklılaşır ve değişirler. Ki biz de buna Evrim diyoruz.

Şimdilik konuya burada bir nokta koyacağız, bunlar temel konseptlerdi. Umarız bu temel bilgiler tüm okuyucularımıza faydalı olmuştur.

Saygılarımızla.

ÇMB (Evrim Ağacı)

www.evrimagaci.org

---