Zıplanacak içerik
  • Üye Ol

CANLILIĞIN EVRİMİ (3): "Genetik Yapıların Özellikleri ve İşleyişi"


GeceKuşu

Önerilen İletiler

"Genetik Yapıların Özellikleri ve İşleyişi"

***

GİRİŞ;

 

Canlılığın Evrimi (1): ve Canlılığın Evrimi (2): Başlıklarında, "canlılık" ve "cansızlık" kavramları arasındaki farksızlıktan ve "Hayat Molekülleri" dediğimiz, kategorizasyon açısından kolaylık sağladığı için öyle isimlendirdiğimiz "canlı" yapılarda bulunan kimyasallardan bahsettik.

 

Bu yazımızda ise, geçen yazımızda belirttiğimiz gibi, Hayat Molekülleri içerisinde çok büyük öneme sahip olan bir diğer yapı, nükleotitlerden ve bu nükleotitlerin oluşturduğu dev moleküller olan genetik materyalden bahsedeceğiz. Ayrıca bunu yaparken, birçok diğer konu ve kavrama değinecek, akıllardaki bilim dışı düşünceleri silmeye çalışacağız.

 

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

 

***

Yoruma sekme
Diğer sitelerde paylaş

"Genetik Yapıların Özellikleri ve İşleyişi"

***

Atom, bir maddeyi meydana getiren nano-boyuttaki temel parçacıkların adıdır.

 

Temel olarak, periyodik cetvelde element olarak gösterilen bağımsız madde parçacıklarının her biri olarak düşünülebilir. Her bir elementten Evren'de bildiğimiz hiçbir sayıyla kıyaslayamayacağımız fazlalıkta atom bulunmaktadır. Sadece Dünya'da bile akıl almaz sayıda atom bulunmaktadır. Basitçe şöyle düşünelim: İnsan vücudunda trilyonlarca hücre bulunur. Her bir hücrenin içerisinde yüzbinlerce organel ve yapı bulunur. Her bir organel ve yapı, trilyonlarca kimyasalın birleşiminden oluşur. Ve her bir kimyasal çoğunlukla milyarlarca, trilyonlarca atomdan oluşur.

 

Dünya'da 7 milyara yakın insan bulunur. Ve insanlar, sadece Dünya üzerinde bilinen biyokütlenin çok çok küçük bir kısmına sahiptirler. Örneğin sadece ekili bitkilerin biyokütlesi, insanlardan 20 kat fazladır. Sadece evcil hayvanların biyokütlesi insanların 7 katıdır. Sayıları birbiriyle çarpıp toplayınca elde edebileceğiniz değerlerin devasalığını düşünmeyi size bırakıyoruz.

 

Veya Evren'de bulunan atom sayısı, her zaman Fizikçileri cezbetmiştir. Yapılan hesaplamalar, sadece gözlenebilen Evren içerisindeki atom sayısının 4x10 üzeri 79 ila 4x10 üzeri 81 arasında olduğunu düşündürmektedir. Fiziksel olarak yapılan hesaplamaların gösterdiği üzere, gerçek Evren'in büyüklüğünün, gözlenebilir Evren'in büyüklüğünden 10 üzeri 23 kat fazla olduğunu belirtmek isteriz. Unutmayın ki 10 üzeri 23, 1'in yanına 23 tane sıfır koymak, 10 üzeri 81 ise 1'in yanına 81 tane sıfır koymak demektir. "Katrilyon" sayısının 1'in yanına 12 sıfır koyarak oluştuğunu söylersek, bahsettiğimiz sayıların ne denli büyük olduğu anlaşılabilecektir.

 

Tüm bunları anlatma sebebimiz; Evren içerisindeki, hatta sadece Dünya içerisindeki atomların inanılmaz sayısıdır. Bu sayıdaki atomun sürekli etkileşimi düşünüldüğünde, birçok bileşiğin yeteri kadar zaman verildiğinde kendiliğinden ve envai çeşitte oluşabileceğini düşünmek son derece kolay ve mantıklıdır. Ancak insanların çoğu hayata dümdüz baktıkları için, bu sayıların anlamlarını kendi istedikleri gibi çarpıtmaya meyillidirler.

 

Sonuç olarak biliniz ki; atomların sayısı, birçok kimyasalın oluşabileceği kadar fazladır. Tabii bu oluşumda yıldız patlamaları ya da yüksek radyasyon gibi hızlandırıcı unsurların da etkisi unutulmamalıdır.

 

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 parçalara molekül 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. Fakat yine de siz ikisi arasındaki farkı aklınızda tutunuz.

 

Ayrıca tüm bu atom ve molekül açıklamalarını yapmamızın bir diğer sebebi; Daha önce de net bir şekilde açıkladığımız üzere, "canlılığın" "cansızlıktan" başlaması oldukça anlaşılır ve mantıklı olduğunu görebilmenizdir.

 

Çünkü aralarında bir fark zaten en başından, atomik düzeyden itibaren bulunmamaktadır. Her varlık, daha önce açıkladığımız kimyasal evrim etkisi altında farklı yönlere doğru değişerek, farklı özellikler kazanabilmektedirler. Bu özelliklerin bir kısmı belirli moleküllere yapılara özelken, bazı özellikleri tüm moleküller paylaşmaktadırlar.

 

Örneğin 'karbon', yüksek basınç altında Dünya'nın en sert malzemesi olan elmasa dönüşür.

Bunu hangi canlı, varlığını koruyarak yapabilir? Hiçbiri...

 

Peki neden canlılık bu kadar göz önünde, ön plandayken, karbon elementi bu özelliğinden ötürü el üstünde tutulmamaktadır? Hangisinin daha "önemli" olduğuna nasıl karar vereceğiz?

 

İşte, aslında hiçbiri önemli değildir. Önem sırası, insanlar tarafından rastgele belirlenir ve esasında doğa açısından geçersizdir. Kategorizasyonu insanlar yaptığı için, kendilerini ve kendilerine benzer olan varlık gruplarını el üstünde tutarlar, diğerlerini ise yüzyıllardır göz ardı ederler.

 

Bu sebeple, çok eski yıllarda yapılan "canlılık sınıflandırmaları" hep cansızları canlıların alt basamaklarına itmiştir.

Halbuki doğada böyle bir hiyerarşi yoktur!

 

***

Yoruma sekme
Diğer sitelerde paylaş

"Genetik Yapıların Özellikleri ve İşleyişi"

***

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. Dediğimiz gibi canlıları ayırt eden en önemli özellik, hayatta kalmak ve üremek amacıyla organizasyonları dahilinde aktivite gerçekleştirebilmeleridir.

 

Üreme, basitçe organizasyonun sayıca çoğalabilmesi ve kendilerindeki bilgiyi yavrularına aktarabilmesi olarak tanımlanır. İşte tüm bu organizasyon içi aktiviteler ve üremenin aşamaları, genetik materyal olan nükleotitler ve bunların oluşturduğu daha büyük kimyasallarla düzenlenmekte ve kontrol edilmektedir.

 

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, DNA tarafından üretilen 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.

 

***

Yoruma sekme
Diğer sitelerde paylaş

"Genetik Yapıların Özellikleri ve İşleyişi"

***

Şimdi, başlıkta da belirttiğimiz molekülleri tanıtmaya ve incelemeye başlayalım, böylece ne demek istediğimizi kolaylıkla anlayacaksınız. Madem DNA'ya değindik, öncelikle herkesin popüler olarak bildiği bu kimyasal madde ile tanışalım:

 

DNA dediğimiz moleküller zincirinin uzun adı; Deoksiribo Nükleik Asit’tir.

Kimya konusunda bilgisiz olan biri ilk bakışta anlayamayabilecek olsa da ve bu ismin çok gizemli ve özel bir anlama geldiğini sanacak 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, kalıtım alanında "görev alması"dır. (bir önceki yazımızdaki "görev" tanımını hatırlayınız).

 

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:

 

401089_270654892992593_163940083664075_744525_1007808440_n.jpg

 

Bu yapı, tamamen fizik ve kimya yasaları etkisi altında bu şekilde olmaktadır. Nasıl ki, daha önce de kısaca değindiğimiz gibi yağlar, su içerisinde mecburen küresel bir yapı oluşturuyorlarsa, bu yapıdaki kimyasal da mecburen heliks (sarmal) yapısı oluşturmaktadır. Dolayısıyla şekil açısından da DNA'nın diğer moleküllerden bir farkı yoktur.

 

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.

 

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 ©, Hidrojen (H), Azot (N), Fosfat (P), Oksijen (O) ve benzeridir ve her bir atom, aşağıda farklı renklerle gösterilmişlerdir:

 

383090_270655112992571_163940083664075_744529_1096971182_n.jpg

 

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

 

 

***

Yoruma sekme
Diğer sitelerde paylaş

"Genetik Yapıların Özellikleri ve İşleyişi"

***

Peki DNA, en küçük kalıtsal yapıtaşımız mıdır?

Elbette hayır, DNA zinciri de daha küçük parçalara bölünebilir. Bu daha küçük parçalara “nükleotit” denir (ki nükleotitler, daha önce de söylediğimiz gibi "Hayat Molekülleri" arasında yer alır) ve bu moleküller, 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. Klavyenizden giden elektrik sinyalleri, öncelikle bilgisayarınızın işlemcisinde değerlendirilirler (içerisindeki kod dahilinde) ve işlemci, ekrana yapması gereken işi bildirir. Tüm bunlar, programcıların işlemciye bahsettiğimiz dilleri kullanarak yazdıkları programların, yani "bilgisayarların genetik materyali" dahilinde olmaktadır.

 

***

Yoruma sekme
Diğer sitelerde paylaş

"Genetik Yapıların Özellikleri ve İşleyişi"

***

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. Zaten bu yazımızda da 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 hiçbir kimyasal üzerinde böyle harfler bulunmamaktadır. Bu isimleri onlara biz, sonradan verdik. Zira bu bahsedilen harfler, yalnızca kimyasal bazı yapılardır ve bir önceki yazıda açıkladığımız gibi, aslında önceden belirlenmiş bir "görev"leri bulunmaz.

 

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 bilgisayarları oluşturan parçalar canlılık özellikleri taşımazlar ve dolayısıyla canlıların etkilendiği unsurlardan aynı şekilde etkilenmezler. Ve çünkü bilgisayarlar biyolojik bir evrim geçirmemişler, mühendisler tarafından tasarlanmışlardır.

 

Bu açıklama 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 bilgiyi aktarabilecekleri bir yapıları (yazımızın ana konusu olan "nükleotitleri") bulunmaz. 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 ©, 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 cansızlık 4.5 milyar yıl önce Dünya'nın oluşumuyla başlamıştır. Günümüzdeki canlıların da, cansızların da yapısındaki her şey ama her şey, bu ilk başlangıçta (veya süreç içerisinde) Dünya üzerine yerleşmiştir, bir kısmı da sonradan canlılara ya da cansızlara ait tepkimeler aracılığıyla üretilmiştir.

 

Bu varlıklardan bir grup, daha önce açıkladığımız ve gelecekteki yazılarımızda 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.

 

***

Yoruma sekme
Diğer sitelerde paylaş

"Genetik Yapıların Özellikleri ve İşleyişi"

***

Tüm bu açıklamalardan sonra, şimdi tekrar konumuza dönelim: 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:

 

396245_270655829659166_163940083664075_744538_1765540204_n.jpg

 

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:

 

394964_270656172992465_163940083664075_744541_17974509_n.jpg

 

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.

 

***

Yoruma sekme
Diğer sitelerde paylaş

"Genetik Yapıların Özellikleri ve İşleyişi"

***

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:

 

374314_270658216325594_163940083664075_744566_142747316_n.jpg

 

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:

 

391970_270656619659087_163940083664075_744543_421191051_n.jpg

 

 

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:

 

378928_270656859659063_163940083664075_744546_1306818603_n.jpg

 

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

 

***

Yoruma sekme
Diğer sitelerde paylaş

"Genetik Yapıların Özellikleri ve İşleyişi"

***

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:

383573_270657046325711_163940083664075_744549_1608654038_n.jpg

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:

400652_270657619658987_163940083664075_744556_2028461899_n.jpg

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.

Her canlıda, Evrimsel süreçleri sırasında edinilmiş farklı sayıda kromozom bulunmaktadır. Kromozomlar en büyük DNA gruplarıdır. Kromozomların toplamında bulunan, bir canlının tüm genetik bilgisine genom adı verilmektedir.

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.

 

***

Yoruma sekme
Diğer sitelerde paylaş

"Genetik Yapıların Özellikleri ve İşleyişi"

***

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, bunların sırasını, biçimini ve şeklini saklayan bir diğer molekül biriminin, yani genlerin bulunması, canlılara avantaj sağlayacaktır. Kısaca bir kere genler oluştuktan sonra, canlılık kolayca sürdürülebilecektir. “Gen” denen yapı, aslında DNA’nın sadece belirli bir bölgesidir:

408955_270657779658971_163940083664075_744559_1033307584_n.jpg

Görebileceğiniz üzere genler, DNA sarmalının belirli kısımlarıdır. 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 11101010gibi bir dizilim anlam ifade etmeyebilir. Ancak aynı dizilimi içerisinde barındıran fakat biraz daha uzun bir hali, 1110101000011101 dizilimi, anlamlı olabilecektir, örneğin bu bilgi, klavyeden gelen bir komut sonucu ekranda “A” harfinin çıkmasını sağlayabilir.

 

Bunu bilgisayalarda, 8-bitlik sistem (az önceki uzun sayıların her bir basamağı 1 bittir), 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.

 

Örneğin az önce verdiğimiz kısa sayı 8 bitlik bir sayıdır, uzun sayı ise 16 bitlik bir sayıdır. Eğer kullanılan bilgisayar veriyi 16 bit olarak okumaktaysa, 8 bitlik bir sayı anlam ifade etmeyebilecektir. (ilki anlamsız olabilecektir) Ancak ikinci sayı, o bilgisayar için bir anlam ifade edebilir.

 

Benzer şekilde, 8 bitlik verileri okumak üzerine özelleşmiş bir bilgisayar için bu iki sayı da anlamlıdır. İlk sayıyı okuyup bir işlemi yapan bu 8 bitlik bilgisayar, ikinci sayıyı okuduğunda önce ilk 8'liyi okuyarak bir öncekiyle aynı işi yapar, sonra ikinci 8'liği okuyarak bir diğer iş yapar. Kısaca bilgisayarların kendi birimleri içerisinde ve insanlarla anlaşması bu şekilde olmaktadır.

 

***

Yoruma sekme
Diğer sitelerde paylaş

"Genetik Yapıların Özellikleri ve İşleyişi"

***

Nükleotitler için de aynı durum geçerlidir. Ancak bildiğimiz bütün canlılarda, istisnasız 3-bitlik okuma sistemi bulunmaktadır. (bilgisayarlardaki gibi 8 bit, 16 bit, 32 bit gibi farklı tipleri yoktur)

 

Örneğin, tek başına AT şeklindekli bir kodun hiçbir anlamı yoktur. Ancak kod, ATG olduğunda bir anlam ifade edebilmektedir. Bu "anlam", "ATG" diziliminin karşılık geldiği bir aminoasidin üretilmesidir. (tıpkı bilgisayarlarda, klavyeden gelen bilginin ekrana aktarılması gibi)

 

Ancak yine de, üretilen bu tek aminoasidin hiçbir işlevi olmayabilir. (benzer şekilde, yukarıdaki 8-bit okuyan bilgisayarın yapabildiği iki işlemin teker teker bir anlam ifade etmeyip, ikisi bir arada olduğunda bir anlam ifade etmesi gibi)

 

Benzer şekilde, ATGTTC şeklindeki bir dizilim de iki aminoasit üretmekle birlikte ("ATG" ve "TTC" kodlarına karşılık gelenler) halen anlamsız olabilir. Ancak ne zaman ki ATGTTCGTAACGTAC gibi bir dizilime ulaşılır, o zaman bu kodun ürettiği aminoasitlerin birleşiminden oluşan protein, belirli bir işleve sahip olabilir ve bu “kelime”, hücre için “bölünmeye başla” komutu anlamına gelebilecektir. (Elbette bu kodları şu anda açıklamak amacıyla uydurmaktayız, ancak temel olarak konunun özünü vereceğini düşünüyoruz.)

 

Dediğimiz gibi canlılar genetiğinde istisnasız her canlıda "3-bitlik sistem" vardır (ve bu da ortak bir atadan geldiğimize işaret eder) 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, yukarıda izah ettiğimiz gibi 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.

 

***

 

Canlılığın Evrimi (3): "Genetik Yapıların Özellikleri ve İşleyişi" başlığı altında; "Genetik materyalin" ne kadar sıradan olduğundan ve nasıl bilindik bir şekilde çalıştığından bahsetmeye uğraştık.

 

Bir sonraki Canlılığın Evrimi 4: "İlk DNA Nasıl Oluştu?" başlığı altında, "Genetik materyali" oluşturan ve "mükemmel" bir özellikte olmadığını bu yazımızda açıkça gördüğümüz DNA'nın nasıl oluşabileceğine değineceğiz.

 

 

***

Kaynak: ÇMB (Evrim Ağacı)

Yoruma sekme
Diğer sitelerde paylaş

  • 4 yıl sonra...

Hindistan'da yaşanan kuyruk aldırma operasyonu basına yansıyınca ortaya ilginç görüntüler çıktı. Ana rahiminde evrimsel sürecimizin uzantısı olarak kendiliğinden yok olması gereken kuyruk kaybolmayınca, 18 yaşına gelen gencin kuyruğunun uzunluğu 18 cm boyutuna ulaştı (video).

 http://odatv.com/kuyruklu-insanin-goruntulerini-gorunce-cok-sasiracaksiniz-0710161200.html

 

 

Yoruma sekme
Diğer sitelerde paylaş

Katılın Görüşlerinizi Paylaşın

Şu anda misafir olarak gönderiyorsunuz. Eğer ÜYE iseniz, ileti gönderebilmek için HEMEN GİRİŞ YAPIN.
Eğer üye değilseniz hemen KAYIT OLUN.
Not: İletiniz gönderilmeden önce bir Moderatör kontrolünden geçirilecektir.

Misafir
Maalesef göndermek istediğiniz içerik izin vermediğimiz terimler içeriyor. Aşağıda belirginleştirdiğimiz terimleri lütfen tekrar düzenleyerek gönderiniz.
Bu başlığa cevap yaz

×   Zengin metin olarak yapıştırıldı..   Onun yerine sade metin olarak yapıştır

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Önceki içeriğiniz geri getirildi..   Editörü temizle

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

×
×
  • Yeni Oluştur...

Önemli Bilgiler

Bu siteyi kullanmaya başladığınız anda kuralları kabul ediyorsunuz Kullanım Koşulu.