Ek A

Yaşam İçin Takım Çalışması

Canlı hücre içinde protein ve nükleik asit (DNA veya RNA) moleküllerinin yürüttüğü takım çalışması olmaksızın yeryüzünde yaşam var olamazdı. Birçok kimsenin canlı hücrenin rastlantı sonucu ortaya çıktığına inanmakta zorluk çekmesine neden olan, moleküllerce yürütülen bu son derece ilginç takım çalışmasıyla ilgili bazı ayrıntıları kısaca gözden geçirelim.

İnsan bedenini, mikroskobik hücrelerimizin içine varıncaya dek dikkatle incelersek, çoğunlukla protein moleküllerinden oluştuğumuzu görürüz. Bunların çoğu değişik şekillerde kıvrılıp bükülen ipliksi aminoasit zincirlerinden oluşur. Bazıları küre biçiminde bükülmüşken, diğerlerinin şekli akordeon kıvrımlarına benzer.

Bazı proteinler yağ benzeri moleküllerle birlikte çalışarak hücre zarlarını oluşturur. Başkalarıysa akciğerlerden bedenin diğer kısımlarına oksijen taşınmasına yardım eder. Bazı proteinler, besinlerin içindeki proteinleri aminoasitler halinde ayrıştırarak yediklerimizi sindirecek enzimler (katalizörler) olarak işlev görür. Bunlar proteinlerin yerine getirdiği binlerce görevden sadece birkaçıdır. Proteinlerin yaşamın usta işçileri olduğu haklı olarak söylenebilir; onlar olmasaydı yaşam olmazdı. Proteinler ise DNA ile bağları olmasaydı var olamazlardı. Acaba DNA nedir? Neye benzer? Proteinlerle nasıl bağlar yapar? Başarılı bilim adamları bunların yanıtlarını buldukları için Nobel ödülleri kazandılar. Bize gelince, temel gerçekleri kavramak için üst düzeyde bilgili biyologlar olmamız gerekmiyor.

Kilit Roldeki Molekül

Hücreler büyük ölçüde proteinlerden oluşur, bu nedenle hücrelerin korunması, yeni hücrelerin yapılması ve hücre içinde kimyasal tepkimelerin kolaylaştırılması için sürekli yeni proteinler gerekir. Proteinlerin üretilmesi için gereken talimatlar DNA (dezoksiribonükleik asit) molekülleri içinde bulunur. Proteinlerin nasıl oluştuğunu daha iyi anlayabilmek için DNA’ya daha yakından göz atalım.

DNA molekülleri hücre çekirdeğinde bulunur. Proteinlerin oluşması için gerekli talimatları taşımasının yanı sıra, DNA genetik bilgiyi saklayıp hücrelerde kuşaktan kuşağa aktarır. DNA moleküllerinin biçimi ekseni çevresinde bükülmüş bir ip merdiveni andırır (“ikili sarmal” da denir). DNA merdivenindeki iki zincirden her biri nükleotitler adı verilen çok sayıda daha küçük kısımdan oluşur ki, bunlar şu dört tipten biri halinde bulunurlar: adenin (A), guanin (G), sitozin (C) ve timin (T). Bu DNA “alfabesiyle” bir çift harf, yani A ile T ya da G ile C ikili sarmal merdivenin bir basamağını oluşturur. Merdivende, binlerce gen, yani kalıtımın temel birimi bulunur.

Gen, protein yapımı için gerekli tüm bilgiyi barındırır. Genin içindeki harf sıralaması, ne tür bir protein yapılması gerektiğini söyleyen bir genetik kod ya da mavi kopya oluşturur. Bu nedenle, tüm alt birimleriyle DNA yaşam açısından kilit roldeki moleküldür. Onun kodlanmış talimatları olmasaydı, farklı proteinler var olamaz, böylece yaşam da olmazdı.

Aracılar

Bununla birlikte, protein yapımı için gerekli mavi kopya hücre çekirdeğinde saklandığından ve proteinlerin asıl yapım yeri çekirdeğin dışında bulunduğundan, kodlanan mavi kopyayı çekirdekten “yapım yerine” geçirmek için yardım gerekir. RNA (ribonükleik asit) molekülleri bu yardımı sağlar. RNA molekülleri kimyasal bakımdan DNA moleküllerine benzer ve protein yapımı için RNA’nın farklı türleri gerekir. RNA’nın yardımıyla yaşamsal proteinlerimizi meydana getiren bu olağanüstü karmaşık süreçlere yakından bakalım.

İş, DNA merdiveninin bir bölümünün çözüldüğü hücre çekirdeğinde başlar. Bu, RNA harflerinin, DNA zincirlerinden birinde çözülmeyle açıkta kalan DNA harflerine bağlanmasına olanak sağlar. Bir enzim onları zincir halinde birleştirmek üzere RNA harfleri boyunca ilerler. Böylece DNA harfleri, DNA lehçesi diye adlandırabileceğimiz bir zincir oluşturarak RNA harflerine çevrilir. Yeni oluşan RNA zinciri ayrılır ve DNA merdiveni yeniden kapanır.

Bu özel haberci tip RNA başka değişikliklerden de geçtikten sonra hazır olur. Çekirdekten çıkıp RNA harflerinin kodunun çözüldüğü protein üretim yerine doğru gider. Her üç RNA harfi, belirli bir aminoaside ait bir “sözcük” oluşturur. RNA’nın diğer bir türü bu aminoasidi arar, bir enzimin yardımıyla onu yakalar ve “yapım yerine” taşır. RNA cümlesi okunup tercüme edildikçe aminoasitlerin büyüyen bir zinciri ortaya çıkar. Bu zincir eşsiz bir biçim alacak şekilde bükülüp kıvrılarak bir protein türünün oluşmasına yol açar. Bedenimizde 50.000’i aşkın protein türünün bulunduğu sanılıyor.

Proteinin bu kıvrılma süreci bile dikkate değer. 1996’da dünyanın her tarafından gelen bilim adamları, “en iyi bilgisayar programlarıyla donanmış olarak, biyolojinin en karmaşık sorunlarından birini, yani uzun bir aminoasit dizisinden oluşan tek bir proteinin, yaşamda oynayacağı rolü belirleyen karmaşık bir biçime girecek şekilde nasıl kendi kendine kıvrıldığını çözmek üzere yarıştılar. . . . . Öz olarak sonuç şuydu: Bilgisayarlar yarışı kaybetti, proteinler kazandı. . . . . Bilim adamları, 100 aminoasitten oluşan orta büyüklükte bir proteinin, kıvrılma sorununu her olasılığı deneyerek çözmesinin 10²⁷ (milyar defa, milyar defa milyar) yıl alacağı tahmininde bulundular.”—The New York Times.

Biz bir proteinin oluşumunu sadece özet olarak ele aldık, fakat siz bundan onun ne kadar olağanüstü karmaşık bir süreç olduğunu görebilirsiniz. Yirmi aminoasitlik bir zincirin oluşmasının ne kadar zaman aldığı konusunda bir fikriniz var mı? Yaklaşık bir saniye! Ayrıca bu süreç bedenimizin baştan aşağı tüm hücrelerinde durmaksızın devam eder.

Belirtilmek istenen nokta nedir? Gerçi sayılmayacak kadar çok başka etken söz konusu ise de, yaşamın ortaya çıkabilmesi ve korunabilmesi için gerekli takım çalışması hayranlık uyandırıyor. Ayrıca, proteine DNA moleküllerinden gelen bilgi, DNA’ya ise birkaç tür özel RNA molekülü gerektiğinden, “takım çalışması” terimi protein molekülü üretmek için gerekli duyarlı etkileşimi tanımlamakta yetersiz kalır. Her biri belirgin yaşamsal bir rol oynayan çeşitli enzimleri de gözardı edemeyiz. Bedenimiz, bizim bilinçli yönlendirmemiz olmaksızın günde milyarlarca kez meydana gelen yeni hücre yapımı sırasında üç bileşenin—DNA, RNA ve proteinin—kopyalarına gerek duyar. New Scientist dergisinin, “üçünden herhangi birini çıkarıp atın, yaşam durur” demesinin nedenini anlayabilirsiniz. Ya da bunu bir adım daha ileri götürün. Tam ve işlevsel bir takım olmadan yaşam meydana gelemezdi.

Bu üç moleküler takım oyuncusundan her birinin kendiliğinden, aynı zamanda, aynı yerde türemesi ve harikalar yaratmak üzere birleşebilecek şekilde, titizlikle ayarlanmış olması akla yatkın geliyor mu? The New Encyclopædia Britannica, bu moleküler takımın varlığının ve işlevinin açıklanmasının, “yaşamın kökeni konusunda çok kritik ve çözülmemiş bir sorun” olduğunu kabul ediyor.

Bununla birlikte, yeryüzünde yaşamın nasıl meydana geldiğinin bir başka açıklaması daha var. Birçokları, yaşamın, en yüksek düzeyde zekâya sahip bir Tasarımcı’nın özenle meydana getirdiği bir ürün olduğuna inanmaya başladı.