Yaşamın kökenindeki esrar

BİLİM | BETÜL GÜL 

Arizona Eyalet Üniversitesi profesörü, ünlü fizikçi Paul Davies 2019 yılında Physics World’e verdiği röportajda şunları söylemişti: “Atomlar sadece temel fiziği izler, ancak tüm bu aptal atomları bir hücrede bir araya getirin; inanılmaz derecede zekice şeyler yaparlar. Atom düzeyinde fizik, hücresel düzeyde sihir gibi görünüyor. Bu büyünün kaynağı ne?” Geçtiğimiz haziranda, MIT’den teorik fizikçi Dr. James England ile birlikte “The Big Conversation” adlı programa katılan Davies, hücrede olağanüstü termodinamik verimlilikle çalışan birçok küçük nano cihaz veya nano makine olduğunu söyledi. Adım atarak yürüyen kinesin adlı kargo taşıyıcı motorlardan da bahseden Davies, buna benzer çok sayıda örnek olduğunu ve hepsinin çok büyük bir hassasiyetle koreografisinin yapılması gerektiğini belirterek hücreye ilişkin şunları söyledi: “Birbiriyle bağlantılı ve koordineli olarak devam eden kompleks süreçlerin ahenkle neticelendiği bir şehir gibi… Gerçekten olağanüstü görünüyor.”

Prof. Davies, 2019 yılında yayımlanan “The Demon in the Machine” adlı kitabında da motorlar, pompalar, biçiciler, kaldıraçlar ve rotorlar gibi moleküler makinelerden bahsediyor. Ribozomlar gibi gen makinalarından da söz eden Davies, “Tüm bu makinelerin maharetle yapılmış olmaları ve milyarlarca yıl boyunca bozulmadan ve değişmeden kalmış olmaları karşısında şaşırmamak elde değil.” diyor. Dünyanın önde gelen kimyacılarından, Amerika’nın Rice Üniversitesi‘nden Prof. James Tour, 2017 yılında lnference adlı akademik dergide “An Open Letter to My Colleagues” (Meslektaşlarıma Açık Mektup) adıyla bir makale yayımlamış ve makalesinde şunları dile getirmişti: “Hücresel mikrosistemler, ki onlar da binlerce nanosistemden oluşuyor, bizim idrakimizin ötesinde; buna rağmen 3,8 milyar yıl önce bir mağarada veya deniz altındaki bir hidrotermal bacada hücreyi oluşturmak için gerekli kimyasal bileşiklerin bulunabileceğine ve bir şekilde (rastlantısal olarak) ilk hücreyi meydana getirdiklerine inanmaya yönlendiriliyoruz.”

BU YAZIYI YOUTUBE’DA İZLEYEBİLİRSİNİZ ⤵️

Yaşamın kökenine dair araştırmalar yapan Harvard Üniversitesi’nden genetik profesörü Jack Szostak şöyle diyor: “Modern hücrelerde, hücreler yeni bir RNA molekülü oluştururken yapı taşlarını kullanırlar. Fazla teknik bilgi vermek istemiyorum ama, nükleosit trifosfatları. Oldukça kararlı moleküllerdir. Onları doğru şekilde bir araya getiren enzimler var ve bu harika, ama yaşamın başlangıcında hiç enzim yoktu.” (Enzimler hücrelerde DNA’daki kodlara göre amino asitlerden yapılan proteinler) Szostak, RNA’nın büyük ve karmaşık bir molekül olduğunu da söylüyor. RNA ve DNA uzun nükleotid zincirlerinden oluşuyor ve ikisinin de yapısı basit değil. 2020 yılında yayımlanan, “The Mystery of Life’s Origin” (Yaşamın Kökenindeki Esrar) adlı kitabın bir bölümünü yazan daha önce söz ettiğimiz tanınmış kimyager Prof. Tour, bu kitapta şunları dile getiriyor: “Kompleks moleküler yapıları oluşturmak için sıcaklık, basınç, çözücü, ışık, pH ve atmosferik gaz parametreleri dikkatli bir şekilde kontrol edilmeli. Özellikle ultraviyole ışık organik bileşikleri yüksek oranda bozar.”

2018 yılında, dünyanın en prestijli akademik dergilerinden Nature’da ilginç bir makale yayımlandı. Makalede suyun canlılar için gerekli olduğu, fakat proteinlerin, DNA’nın ve RNA’nın suyun içinde parçalanacağı belirtiliyordu. Bu duruma su paradoksu adı veriliyor. (RNA ve proteinler, suda DNA’dan daha hızlı parçalanıyor.) Peki hücrelerin içi suyla dolu değil mi? Minnesota Üniversitesi’nden biyolog Prof. Kate Adamala, “Bize, sitoplazmanın yalnızca her şeyi tutan bir torba olduğu ve her şeyin etrafta yüzdüğü öğretildi; bu doğru değil.” diyor ve sözlerinin devamında her şeyin bir su torbasında değil, bir jel içinde tutulduğunu dile getiriyor. Böylece hücre içinde suyun serbest hareketi sınırlandırılıyor. (Hücrenin içindeki solüsyonun yaklaşık yüzde sekseninin sudan oluştuğu belirtiliyor.) Şunu da belirtelim, tüm hücreler çift katmanlı lipit moleküllerinden oluşan bir zarla sarılı. Bu zar, RNA ve DNA da dahil hücrelerin içeriğini koruyor. (Hücre zarında pompalar ve belirli sinyallere göre açılıp kapanan kapıları olan kanallar da var! Bu şekilde iyonların hücre içine giriş çıkışı düzenleniyor.)

Bu aşamada bir hatırlatma yapalım ve makina gibi faaliyet gösteren ve hücre işlevlerinin çoğunu yerine getiren proteinlerin üretim sürecinden kısaca söz edelim. Önce DNA’daki kodların bir çeşit kopyası çıkarılıyor. Haberci RNA kopyayı hücre çekirdeğinden çıkarıyor ve protein fabrikası olan ribozoma giriyor. Taşıyıcı RNA’lar da proteinlerin yapı taşları olan amino asitleri ribozoma getiriyor. Her biri, taşıdığı aminoasidin karşılığı olan şifreye geçici olarak bağlanıyor; arka arkaya eklenen aminoasitlerden zincir oluşturuluyor. Amino asitlerin değişik kombinasyon ve sayılarda kullanıldığı zincirler üç boyutlu yapılara bürünüyor. Dizilişleri, proteinlerin şekillerini ve işlevlerini belirliyor.

Yaşamın başlangıcında, bu protein üretim sistemi olmadan da amino asit zincirleri meydana gelmiş olabilir mi? Öyle olsa bile rastgele dizilmiş amino asitler ne işe yarar ki? (Detaylı bilgi için: https://www.tr724.com/canlilardaki-ince-ayar/) Üstelik proteinlerin ömürleri sınırlı, hücrede DNA’daki kodlara göre devamlı yenileri sentezleniyor. Hem rastgele dizilmiş nükleotidler de hiç bir şeyi kodlamaz. (RNA ve DNA uzun nükleotid zincirlerinden oluşuyor.) Ünlü fizikçi Prof. Davies, New Scientist için kaleme aldığı bir makalesinde şöyle diyordu: “Moleküller nasıl kod yazabilir?” DNA’daki kodlar adenin (A), timin (T), guanin (G) ve sitozin (C) adlarındaki dört kimyasalın dizilişinde saklı. CGA, arginin adlı amino asidi kodluyor, CAC histidin adındaki amino asidi… Dur anlamına gelen kodlar da var. Bu kodlar da, kodları “anlayan” ve bu kodlara göre üretim yapan bir sistem yoksa kendi başlarına hiç bir şey ifade etmez. Hücrelerde, protein üretiminde kullanılan 20 amino asidin her birini “tanıyan” (anahtarın kilide uyması gibi) ve doğru taşıyıcı RNA’ya doğru amino asidi yükleyen 20 tür yardımcı enzim var!

2021’in mayıs ayında, önde gelen akademik dergi Science, 125 sorudan oluşan bir kitapçık yayımladı. Sorulardan biri şuydu: “Hücrelerin içindeki biyolojik moleküller, düzenli ve verimli olarak işlev görecek şekilde nasıl organize ediliyor?” Kitapçıktaki açıklamada, bilim insanlarının, hücrelerin şaşırtıcı derecede uyumlu molekül gruplarıyla dolu olduğunu belirttiği ifade ediliyor. Hücre beslenen, büyüyen, çoğalabilen yaşayan bir varlık. En basiti bile çok sayıda moleküler makinanın uyum içinde çalışmasıyla yaşıyor. Araştırmalara göre, en basit canlılardan sayılan Mycoplasma pneumoniae adlı tek hücrelinin, bazılarının birden fazla işlevi olan yaklaşık 200 adet protein makinası var.

Cambridge Üniversitesi’nden biyolojik sistemler uzmanı Dr. Kiran Patil ve ekibi, “Microbiology and Molecular Biology Reviews” adlı akademik dergide yayımlanan makalelerinde şöyle söylüyor: “İçinde bulunduğumuz moleküler sistem biyolojisi çağının başında kabul edildiği gibi bir hücre, hayatı en basit haliyle tanımlayabileceğimiz kadar basit olabilir. Nitekim bilinen tüm canlıların temel birimi hücredir. Bununla birlikte, hücre insanların bildiği mikrometre boyut aralığındaki en kompleks yapıdır.”

***

“… İşte bu misal gibi, herbir zîhayat, elbette zîhayat bir macundur. Ve herbir nebat, hayattar bir tiryak gibidir ki, çok müteaddit eczalardan, çok muhtelif maddelerden, gayet hassas bir ölçüyle alınan maddelerden terkip edilmiştir. Eğer esbaba, anâsıra isnad edilse ve “Esbab icad etti” denilse, aynen eczahanedeki macunun, şişelerin devrilmesinden vücut bulması gibi, yüz derece akıldan uzak, muhal ve bâtıldır.” (Risale-i Nur Külliyatı, Yirmi Üçüncü Lem’a)