II. BÖLÜM
Bilgi
Çocuklarımızın yüzüne aynaya bakar gibi bakıyoruz. Onlar bizim yeniden dirilişimizdir. Kendileri tıpkı bize benzer yapabilmeleri için hücrelerinde bulunan, bizim fiziksel yapımızı belirleyen bilgiyi, onlara sperm ve yumurta olarak veriyoruz. Bu bilgi bizim geleceğe armağanımızdır.
Hücre yapımı için gerekli bilgi; harita, plan veya taslak niteliğindedir. Bir rehber, bir kitap, bir broşür gibi de denebilir. Bu rehber çok özel bir yaratmayı gerçekleştirecek olan aracının veya makinenin, canlı üretme makinesinin, "anlayacağı" eksiksiz bir bilgi anahtarı olmalıdır.
Genler
Genetik bilimi, her canlının özelliklerinin (örneğin göz rengi) kalıtımla geçtiğini, yani yavruda hassas bir şekilde yeniden ortaya çıktığını göstermiştir. Kişisel özelliklerini düzenleyen bilgi, "genler" denilen özel varlıklarla nesilden nesile geçer. Her belirgin kalıtımsal özelliğin ayrı bir geni vardır. Genetik bilimin kurucusu Gregor Mendel 1860'larda, genlerin kalıtımla gerçek şeyler gibi; sulandırılmadan, bölünmeden, karışmadan aktarıldığını açığa çıkardı. Öyleyse genler, her biri organizmanın belirli bir özelliğini içeren, kalıtımla yavruya aktarılabilen küçük bilgi paketleridir diyebiliriz.
1920'lerde büyük genetikçi Thomas Hunt Morgan, genlerin hücre içindeki yerlerini buldu. Bütün hücrelerde, çekirdek dediğimiz kapalı bir kap vardır. Hücre bölünüp iki hücre haline gelirken, ilk önce bu çekirdeğin bölündüğü, dolayısıyla hücre içinde önemli bir rolü olduğu daha önce de biliniyordu. Yani, tek hücrenin servetini yeni hücrelere eşit bölüştürme işlemi, çekirdekte başlıyordu. Dahası; mikroskop, çekirdeğin içinde kromozom denilen iplik gibi strüktürleri açığa çıkardı. Bu strüktürler, çekirdek bölünmeden kendilerini bir kat artırıyorlar ve her kromozom dizini, bir yeni "yavru" hücrenin içine yerleşiyordu. Bu düzenleme yüzünden, kromozomların genlerin yuvaları olmalarından kuşkulanıyorlardı. Morgan, adi meyve sineklerini deney hayvanı olarak kullanarak bunun gerçekten de doğru olduğunu, bir dizi ince deneyle kanıtladı. Bu iş tamamlandığında, genlerin kromozom ipliklerinin etrafında top top sarılmış oldukları artık biliniyordu.
Genler Neden Yapılmışlardır?
Bu 1930'larda öğrenildi. Çok geçmeden bilim adamlarını heyecan verici bir soru sarmıştı; Kromozomlar (genler) neden yapılmışlardı?
Biyolojide kuşkusuz çok önemli bir yeri olan Oswald Avery'nin deneyleri, bu soruya çok açık ve parlak bir yanıt getirdi. Çalışmaları, şimdi "moleküler biyoloji" dediğimiz modern çağı açtı. 1940'ların başında Avery, iki taraflı zatürreeye (akciğer iltihabı) neden olan bakteriyle uğraşıyordu (penisilin bulunmadan önce, en büyük ölüm nedenlerinden biriydi bu hastalık). Yaptığı deneylerde açıklayamadığı şaşırtıcı sonuçlar buldu. Ölü zatürree bakterileri, kötü niteliklerini, zatürree yapmayan türden canlı bakterilere geçirebiliyorlardı. Bu, tehlikeli ölü bakterilerin, canlı ve zararsız bakterileri tehlikeli hale getirebilmeleri demekti. Bu nitelik bir defa geçirilince artık kalıcı oluyor ve bir zamanlar iyi huylu olan bakterilerin gelecek kuşaklarına kalıtımla geçiyordu. Hastalığa neden olabilme kapasitesi, bir veya bir grup özellikten kaynaklanır. Bu özellikler, genler tarafından kontrol edilir ve kalıtımla geçirilirler, Avery, ölü bakterilerin parçalandıklarını, vücutlarının bilgi taşıyan kimyasal maddeler çıkardığını, canlı bakterilerin de bunları besin olarak kullandıklarını düşündü. Yani genler, canlı bakterilere girip onların kalıtımlarını belirliyorlardı, Avery ve arkadaşları, bu gene benzer maddeyi kesin olarak belirlemek üzere çalışmaya bağladılar.
İnsan, Tıp bilimi için, genlerin kimyasal özelliklerinin bulunmasından daha önemli bir problem olabileceğini düşünemez. Ancak bu kesinlikle insanlar, hattâ hayvanlar üzerinde de incelenebilecek bir problem değildi. Neyse ki zatürree yapan bakteriler, Avery'e uygun bir sistem getirdiler. Bu iyi ve değerli bir model-deney sistemi örneği oluşturuyordu. Aslında, bütün genetik bilgi birikimi, 100 yıl önce Gregor Mendel'le başlangıcından bugünkü araştırmalara kadar, büyük ölçüde basit deney modellerine dayanır. Bezelyeler, meyve sinekleri, ekmek küfü ve bakteriler... Avery'nin üzerinde çalıştığı bakteriler genetik olarak birbirinin tıpkısıydı. Başka cinslerle karışmamış, safkan bakterilerdi bunlar. Hızla üreyebiliyorlardı, öyle ki kalıtım özelliklerini birçok kuşağın üzerinde izlemek olanaklıydı. Zatürreeye neden olma yetenekleri, farelere verilerek kolayca ölçülebiliyordu. Avery'nin yaptığı önemli deneylerden biri, probleme açık bir yanıt getirdi. Ölü bakterilerden dağılan bir molekül karışımını aldı ve içine DNA'yı "bozan" bir enzim ekledi. DNA'nın bozulması, karışımın zararsız bakterileri zararlı bakteriye çevirebilme yeteneğine bir son verdi. Buna ek bir deneyle Avery ve arkadaşları, zararsız bakterileri hastalık yapan bakteriye çeviren maddenin, "deoksiribonükleik" asit veya DNA olduğunu kanıtladılar.
DNA: Deoksiribonükleik Asit
Aslında, DNA'yı Avery bulmamıştır. Bu iş, Avery'den altmış yıl önce Friedrich Miescher adında bir araştırmacı tarafından yapılmıştı. O ve onu izleyen bilim adamları bu konuda bir sürü kimyasal bilgi toplamışlardı. DNA'nın; zincir şeklinde birbirine bağlı, büyük miktarlarda fosforik asit içeren "nükleotid" denilen moleküllerden oluştuğu biliniyordu. Bunlar, o zamana kadar hücrede bilinen en büyük moleküllerdi. Avery, DNA'nın kalıtımın temel maddesi olduğunu gösterdi. Başka bir deyişle, "bir şeyi kalıtımla geçirmek demek, bir parça DNA aktarmak demektir". Genler DNA'dır. Bilgi DNA'dır ve DNA bilgidir.
Avery'nin ispatından beri, DNA konusunda bilinenler öyle şaşırtıcı bir hızla arttı ki, 1960'larda artık bilginin DNA'da nasıl kodlandığını bu bilginin nasıl hücre maddesine dönüştüğü ve DNA'nın gelecek kuşakla paylaşılmak üzere nasıl kopya edildiğini biliyorduk. Bu zorlu yanşa bir çok bilim adamı katıldı, ama James Watson ve Francis Crick'in DNA'nın doğru yapısının ikili sarmal, yani içiçe dönen iki zincir olduğunu düşünüp bulmaları en büyük aşamalardan biridir.
Öyleyse, işte DNA'nın temel özellikleri.
1. Zincir moleküldür. (Değişik basit molekül çeşitlerinin birbirine eklenmesinden oluşmuş zincir şeklinde bir madde).
2. Olağanüstü uzun ve son derece incedir. Hücrenin çekirdeği 100 defa büyütülseydi aşağı yukarı iğne ucu büyüklüğü civarında olacaktı, yani gözün ancak seçebileceği kadar, işte bu küçücük çekirdek içinde katlanmış durumda bulunan DNA açılırsa, boyu, bir futbol sahasının boyu kadar olur.
3. Zincirde dört çeşit halka vardır (nükleotid denilen moleküller), isimleri adenilik asit, guanilik asit, sitidilik asit ve timidilik asit; kısaltmaları A, G, C ve T.
4. Bu dört tür halkanın bağlanma biçimi, adi bir zincirin halkaları gibi birbirinin aynıdır.
5. Halkaların şaşmaz bir düzeni vardır, bu kitaptaki harflerin düzeni gibi.
Bundan sonra, zincirler üzerine söyleyecek çok şeyimiz olacak. Bir zinciri her resimleyişimizde, buradaki beş biçimden hangisi en uygun, en açıklayıcıysa onu kullanacağız. Kuşkusuz, gerçek zincirler bizim resimlerde gösterdiklerimizden çok daha uzundur.
DNA = Dil = Bilgi
Şimdi, dört çeşit halkası olan bir zincirimiz olsa ve bunun yeni bir bireyin oluşması için gerekli bütün bilgiyi içerdiğini bilsek, bu sırrın halkaların sıralanmasında veya düzeninde yattığı sonucunu çıkarmamız gerekir.
Zincirin bu kadar çok anlam taşımasının başka bir açıklaması olamaz. Bilgi, böylece harita veya plan olmak yerine, düz bir yüzey üzerinde iki boyutlu bir şeye, daha doğrusu tek boyutlu "yazılı" talimat dizinine dönüşür. Burada dille-benzetme (analoji) yapılabilir. DNA alfabesinin dört harfi var, ama bunlarla yazılabilecek mesajların sayısı sonsuzdur. Tıpkı iki harfli Mors alfabesiyle (nokta-çizgi) söylenebileceklerin sınırı olmadığı gibi.
Kitaplardaki harfler kağıt üzerindeki yerlerine göre diziler halinde bağlanmışlardır. DNA içindeki dört nükleotid halkası ise gerçek kimyasal bağlarla dizi halinde bağlanmıştır. Belli bir organizma içindeki toplam DNA'da bir kitap gibi düşünülebilir. Bu kitapta; bütün harfler, sözcükler, deyimler, cümleler ve paragraflar bir zincir oluşturacak biçimde birbirine eklidir. Organizmanın bütün bölümleri ve bütün işlevleri böylece tanımlanır. Bu organizmanın özdeş bir ikizi varsa, o da aynı DNA'ları içerir, aynı kitaptan bir tane daha diye düşünülebilir; ne bir harf, ne bir sözcük farklıdır ikisi arasında. Aynı türün başka bir organizması da, gramerde sık sık ve göze çarpıcı farklar olduğu halde, benzer bir kitabı oluşturur. Değişik türlerin kitapları, içlerinde bir sürü benzer cümleler de olsa oldukça değişik öyküler anlatırlar.
Yukarıdaki benzetmede zincirin parçaları olan genler, aşağı yukarı cümlelerin karşılığıdırlar. Bir gen, organizmanın belirli bir yapısını oluşturan veya işlevini gören bir harf (nükleotid) dizidir. Genler, çok uzun bir DNA molekülünde arka arkaya eklenmiş cümleler gibidirler.
Bir İnsanın Oluşması İçin Ne Kadar Bilgi Gerekli?
Bilginin ne olduğunu gördükten sonra isterseniz, canlıları oluşturmak için ne kadar bilgi gerektiği üzerine kabaca bir fikir edinelim:
1. Bir bakteri, canlı yaratıkların en basitlerindendir, 2000 civarında geni vardır. Her gen 100 civarında harf (halka) içerir. Buna göre, bir bakterinin DNA'sı en azından iki milyon harf uzunluğunda olmalıdır.
2. İnsanın, bakteriden 500 kat fazla geni vardır. Öyleyse DNA en azından bir milyar harf uzunluğundadır.
3. Bir bakterinin DNA'sı bu hesaba göre, her biri 100.000 kelimelik 20 ortalama uzunlukta romana, insanın ki ise bu romanlardan 10.000 tanesine eşittir!
Dilden Maddeye
DNA dilinin anlamı, belirli bir canlı organizmayı tanımlamasınadır. Başka bir deyişle genler; maddenin, yaşamın gerçek özünün, gerçek canlı unsurun yaratılması için gerekli bilgiyi verirler. DNA dili fizik olarak yaşamaya, nefes almaya, hareket etmeye, et üretmeye nasıl çevrilebiliyor? Bu soruyu yanıtlamadan önce, nelerden yapılmış olduğumuzu bilmemiz gerekir.
Proteinler
Bu konu zor görünebilir ama aslında öyle değil. Bizi oluşturan en önemli malzeme proteindir denilebilir. Diğer yapı maddelerimiz (su, tuzlar, vitaminler, metaller, karbonhidratlar, yağlar, vb.), proteinlere destek olmak üzere bulunurlar. Proteinler yalnızca kütlemizin (suyu saymazsak) çoğunu oluşturmakla kalmayıp, aynı zamanda vücut ısımızı, hareketlerimizi ayarlarlar, düşüncelerimizin ve duygularımızın da temelini oluştururlar. Kısacası bizi oluşturan ve yaptığımız her şey proteinlere dayanır. Örneğin, kedimi gözlüyorum: bütün kütlesi proteindir: Ne görüyorsam (kürkü, gözleri, hareket etmesi bile) proteindir.
İçindeki her şey de proteindir. Ayrıca kedime çok özel bir kişilik veren her şey de özel proteinlerle belirlenmiştir. DNA'nın yönlendirilmesiyle yapılan proteinler birey olmanın, tek olmanın, bütün türlerin fiziksel temelidir. Metal, otomobil için neyse, protein bizim için odur. Otomobilde başka malzemeler de vardır, ama yapıyı ve işlevi sağlayan en önemli eleman metaldir. Hem görünüşü, hem de işleme yeteneğini belirler. Bir arabanın diğerinden farkını; biçimi, niteliği ve metal kısımların durumu belirler.
Şimdi, yeni bir soru ve başka bir ayrıntılı inceleme için hazırız. Proteinler neden yapılmışlardır? işte özelliklerinin listesi:
1. Zincir moleküldürler.
2. Uzundurlar ama DNA kadar değil.
3. Yirmi çeşit protein halkası vardır. Bunlara amino asitler denir.
4. Yirmi birimin de bağlantı biçimi tamamen aynıdır.
5. Yirmi birimin veya halkanın düzeni veya diziliş sırası hassas ve kesindir.
Bu düzen, hangi protein olduğunu ve sonuçta işlevinin ne olduğunu belirler.
Amino asitler, isimlerinin ilk üç harfi eklenmiş zincir halkalarıyla gösterilirler. Yirmi amino asit şunlardır: fenilalanin, leusin, izoleusin, metyonin, valin, serine, prolin, treoinin, alanin, tirosin, histidin, glutamin, asparajin, lisin, aspartik asit, glutamik asit, sistein, triptofan, arjinin, glisin.
Çeviri
Bu beş özelliğin DNA zincirininkine ne kadar benzediğini gördünüz. Halkaları özel bir düzende olan zincirler, protein alfabesinde yirmi çeşit harften oluşuyor; DNA alfabesinde ise dört harf var. DNA bilgisinin protein maddesine dönüşmesinin aslında dildeki gibi bir çeviri işlemi olduğu hemen görülebilir. Dört harfli bir alfabedeki harf dizisinden, yirmi harfli bir alfabenin harf dizisine geçilmektedir. Mors dilinden (iki harfli nokta-çizgi alfabesinden) İngilizce gibi yirmi sekiz harfli alfabesi olan bir dile çeviri yapmaya da benzetilebilir bu.
Bütün olan biten aslında bu kadar. Hücrelerin protein zincirleri içinde binlerce çok ufak, son derece basit çeviri makinesi var. Bunlara "ribosomlar" deniyor. Şu şekilde çalışırlar: Önce DNA bilgisinin bir bölümü, bir gen, bir enzim (bu işlemin hızlanmasına yardım eden bir protein) tarafından kopya ediliyor. Mesajcı RNA (mesajcıribonükleik asit) denilen bu gen kopyası da bir zincirdir. RNA molekülleri, DNA moleküllerinin hemen hemen aynı zincir moleküllerdir, ama onlar kadar uzun değildirler. Bir DNA molekülü bir çok geni içerir, bir mesajcı RNA molekülü ise yalnızca bir tek genin kopyasıdır. Bu RNA moleküllerine "mesajcı" denir, çünkü, genin mesajını, ribosomlar yolu ile DNA'nın hücredeki yeri olan çekirdekten proteinlerin yapıldıkları hücrenin çekirdek dışındaki kısmına (stoplazma) taşırlar.
Gen kopyası mesajcı RNA bir ucunu ribosoma bağlar.
Ribosom okuyucudur; mesajcı RNA'nın içindeki nükleotidlerin (harflerin) dizilişini okur, ama bildiğimiz anlamlı bir sözcük çıkarmak yerine protein çıkarır. Bu şu şekilde gerçekleşir: Özel enzimler amino asitleri "transfer" RNA (tRNA) denilen küçük bir RNA molekülüne bağlarlar. Yirmi amino asidin her biri özel RNA molekülüne bağlanır.
Amino aside bağlanmış tRNA'lar kendilerini ribosoma yöneltirler.
Ribosom, gerekli tRNA'yı (bağlı amino asitlerle birlikte) o anda mesajcı RNA'dan okuduğu deyimlere uygun olarak seçer. Yani, eğer ribosom mesajcıdan ala amino asitini (alanin) belirleyen bir grup nükleotid mesajını okumuşsa, bu amino asitin bağlı olduğu gruba uygun nükleotidleri olan bir tRNA seçer. Mesajcı nükleotidin, belli bir amino aside uygunluğu, nükleotidlerin doğal uygunluk ilişkilerine dayanır. Mesajcı üzerindeki her nükleotid dizisi, transfer RNA üzerindeki uygun nükleotid dizisiyle mükemmel bir şekilde eşleşir. Her yeni amino asit ve onun tRNA'sı ribosoma gelip uygun biçimde yerleştikçe, amino asit kendisinden önce ribosoma gelmiş olan amino asitle kimyasal olarak birleşir.
Böylece, halkalar sırayla birer birer bağlanırlar. Ribosom mesajı okudukça protein zincirinin boyu durmadan uzar.
Mesaj zincirinin okunması bitince, bütün protein halkası serbest bırakılır.
Böylece yeni bir protein doğmuş olur. Bir gen-boyu DNA'nın içindeki nükleotid dizilişi, bir protein içindeki amino asit dizisini tam olarak belirler. Bir gen; bir protein. Bir gen; bir protein kavramı bizim proteinlerin nasıl oluştuğunu öğrenmemizden çok uzun zaman önce bulunmuştu. 1930'larda ekmek küfü üzerine bir dizi parlak deney yapan biyokimyacı George Beadle, bir tek gen içindeki değişikliklerin, bir tek proteinde bozulmaya yol açtığını göstermişti. Buna dayanılarak yapılan çalışmalar bakteri kullanılarak ilerletildi ve genişletildi. Bu büyük çalışma ve burada anlatacağımız niceleri, Herman Müller'in 1920'lerdeki DNA'daki değişmelerin (mutasyon), istenildiğinde canlı sistemleri X-ışınlarına tutarak sağlanabileceğini gösteren önemli buluşu olmasaydı başarılamazdı. DNA, bir hücrede bulunan değişik proteinler kadar gen içerir (bakteride 2000; insanda 200.000).
Protein yapan makinenin bu çeviri işlemindeki şaşmayan hatasızlığı, kuşkusuz dikkate değer. Bir hücrenin yaşaması için gerekli binlerce proteinin üretilmesinde ancak bir-iki yanlışlığa yer olabilir, insanların yaptığı hiçbir makine, bunun gibi 200 romana eşdeğer bir yazıyı bu kadar az yanlışla yazamaz.
tRNA'nın Bulunması
Hocam Paul Zamecnik ve ben, 1956'da transfer RNA'yı birlikte bulduk ve neye yaradığını açıkladık. Zamecnik daha önce ribosomların, üzerinde proteinlerin bir araya getirildiği strüktürler olduğunu göstermişti. Ben de bu tarihten bir yıl önce amino asitlerin özel bir dizi enzimle aktif hale getirilebildiğini (yani diğer amino asitlerle reaksiyona hazırlandığını) kanıtlamıştım (bu dördüncü bölümde anlatılıyor). Ama arada eksik bir şey vardı: amino asitlerin bağlanabileceği ve onlara, mesajcı RNA'ların gösterdiği yerlere yerleştirilmelerini sağlayan kimliği kazandıracak birşey.
Paul Zamecnik'le birlikte, hücreler içinde amine asitlere önemli bir yatkınlığı olan, yani onlarla olağandışı bir sıkılıkla bağlanabilen küçük RNA molekülleri olduğunu gördük. Proteinin yapılışında ki eksik olan halkayı bulduğumuzu hemen anladık. Bir sürü yoğun ve zevkli deneyden sonra, ondan sonraki yılın sonlarına doğru, tRNA'nın protein yapımına katılım yönteminin size daha önce açıkladığım oldukça tam bir resmini elde ettik.
Zincirlerden Üç Boyutlu Varlıklara
Buraya kadar öykü yeterince doyurucu; canlı mekanizmalar, zincirleri dil olarak kullanırlar. Plandan bitmiş üretime geçmek, basit bir çeviri işidir. Ama hâlâ aşmamız gereken bir engelimiz var. Çeviri bir simgeyi başka bir simgeye, tek boyutu tek boyuta, bir zinciri başka bir zincire, nükleotidleri amino asitlere dönüştürüyor. Zincirden "maddeye" nasıl varabiliriz?... Protein moleküllerinin görevlerini yerine getirmelerine, dokunabildiğimiz, kavrayabildiğimiz şeylere, tohumlara, çiçeklere, kurbağalara, size, bana bir boyuttan üç boyuta sıçramak zorundayız demek ki.
Yanıt, protein zincirleri içindeki halkaların yani amino asitlerin özelliğinde yatıyor.
Protein molekülleri, zincir oldukları halde aslında (fiziki olarak) gerçek zincirlerde olduğu gibi üç boyutlu strüktürlerdir. Proteinin yirmi değişik amino asidi, etkisiz simgeler değildirler. Her birinin kendine özgü kimyasal özellikleri vardır. Bazıları zincirdeki ikiz eşleriyle kimyasal bağlar yapmayı yeğlerken, bazıları daha çok asit, bazdan da alkali özelliğini gösterir. Kimi suyu aramak eğilimindeyken, kimi de sudan kaçar. Bazıları öyle biçimlendirilmişlerdir ki zinciri bükebilirler. Birkaç tanesinin de bir proteinin yalnızca bir tek işe yaramasına katkıda bulunacak özel marifetleri vardır. Bu amino asitler zincirdeki yerlerine göre zincirin son biçimini belirlerler. Zincirler tamamlandıkları zaman, bir çeşit ip yumağı oluşturmak için kendi-kendilerine içice dolanıp katlanırlar. Çözülmüş zincirdeki amino asitlerin "sırası", molekülün katlanmak için hazır olduğu zaman nasıl davranacağını, ne yapacağını "şaşmaz" bir şekilde belirler. Katlanma biçimi de protein molekülünün şeklini, özelliklerini, işlevini belirler.
Kas proteinler için, bir gen, protein yapar makinelere son bitmiş biçiminde katlanabilecek ve komşu liflerin üzerinden kayabilecek çok uzun bir protein zinciri yapmasını emreder. Böylece kasılabilen uzun lifler oluşur. Kan hücrelerindeki oksijen taşıyan protein zinciri hemoglobin, özel bir üç boyutlu katlanma biçimine sahiptir. Böylece yalnızca kendisine özgü bir yolla oksijeni tutma ve serbest bırakma işlevini yerine getirebilir. Sonuç olarak her birinin sıralanışı, genler içindeki nükleotidlerin sıralanışıyla belirlenmiş binlerce protein zinciri, özel biçimlerde katlanıp, özel işlevler elde ederler.
Düzen Yaratmak Çoğu Kez Zincir Yapmaktır
Birinci bölümde düzen konusunda söylediklerimizi hatırlayın: Yaşam, sürekli düzensizliğe giden bir evrende düzene yönelik çalışır. Şimdi bunun ne demek olduğunu çok daha açıkça görebiliriz. Canlı olmak, daha önceden şaşmaz bir kesinlikle tanımlanmış bir düzenle, halkaları zincire eklemektir. Düzen bir defa kurulunca, son biçimin ve işlevin elde edilmesi hemen hemen kendiliğinden gelir diye düşünülebilir, isterseniz, bir parçayı bir başka parçanın önüne koymak, kendiliğinden sonuca götürüyor diye düşünebiliriz bu düzeni.
Zayıf Kimyasal Bağlantıların Önemi
Hücrenin önemli molekülleri yani DNA, RNA ve proteinler üzerine yapılan bir çalışmadan çok ilginç bir genelleme ortaya çıkmıştır. Aslında "zayıf" kimyasal bağlantılar, yaşam için son derece önemli işlevler taşırlar. Güçlü bağlantılar, amino asitleri protein içinde birbirine bağlayanlar cinsinden veya RNA ve DNA içinde nükleotidleri bağlayanlar cinsinden olanlardır. Bunlar zincirin her halkasında komşuyu sıkıca tutarlar. Zayıf bağlantılar ise bütün büyük zincirlerde katlanma noktalarını belirleyen ve molekülün biçimini sağlayanlardır. DNA'da iki zinciri, çift sarmalı oluşturmak için bir arada tutan nükleotidler arasında zayıf halkalar vardır. Bunlar ilerde göreceğimiz gibi RNA üretiminde çok gereklidirler. Proteinin içinde, onu işlevine uygun katlanmış biçimlerde tutan amino asitler arasındaki bağlantılarda zayıftır. Ribosomlar üzerinde yeni protein yapımında, transfer RNA molekülleri, nükleotidlerini mesajcı RNA üzerinde tamamlayıcı biçimdeki nükleotidlere uydurarak, tam yerlerini "bulurlar". Bu önemli bağlantıların özelliği, zayıf oluşları yüzünden çok kısa sürmeleridir. Görevlerini yaparlar ve sonra kolayca çözülüp yeniden kullanılabilirler.
Hayatla İçli Dışlı Cansız Varlıklar: Virüsler
Virüsler, ya DNA'lı ya da RNA'lı proteinden yapılmışlardır. Yani ya DNA ya da RNA biçiminde bilgiyi içerirler ve protein biçiminde bir şeylerin yerine geçebilen bir kimlikleri vardır. Ama yardımcısız kendi kendilerine üreyemezler. Yardım canlı hücreler tarafından sağlanır. Virüsün proteinleri, onun bir hücre bulup içine girmesine yol açar. Virüs, orada kendisini üretecek makineleri; hücrenin makinelerini bulur. Üreme işini tamamladıktan sonra kendisi ve yeni virüsler, aynı tatsız işi başka hücrelerde yinelemek üzere o hücreden çıkarlar. Bu olaylar sırasında virüs, "ev sahibi" hücreyi öldürebilir, ona zarar verebilir, değiştirebilir veya hiçbir şey yapmaz; bu virüsün ve hücrenin cinsine bağlıdır. Bir virüsün hücrede neden olabileceği önemli bir değişiklik de onu kansere dönüştürmesidir. Bu esrarlı olay, sekizinci bölümde göreceğimiz gibi en son kanser araştırmalarındaki yoğun çabaların temelinde yatmaktadır. Hücrelerden daha basit oldukları halde, virüslerin daha ilkel olmadıklarını sanıyoruz. Çok uzak geçmişte bir zaman, normal hücrelerin parçalarıyken kopup kendi asalak "yaşama" biçimlerini kurmuş olmaları mümkün görünüyor. Virüslerin bağımsız olarak üreme yetenekleri olmadığı için kendi başlarına canlı olduklarını düşünemiyoruz.
Ölümlülük ve Ölümsüzlük
Şimdi, bir bireyin yaratılmasının bir dizi yazılı talimat gerektirdiğini biliyoruz. Bunlar milyonlarca yıldır dikkate değer bir bağlılıkla tekrar tekrar kopya edilmişlerdir, ama her birey yalnızca birkaç on yıl içinde yaşar ve ölür. o zaman bu talimatların ölümsüz olup olmadıklarını sorabiliriz. En azından, bir biyolog için her hangi bir şey ne kadar ölümsüz olabilirse, genetik bilgi de o kadar ölümsüzdür diyebiliriz. Aslında ölümlü her birey, gelecek kuşaklara geçirilecek tarifnamenin geçici koruyucusudur; sopanın DNA olduğu bir bayrak yarışında koşucu... Bir birey yaşamının, ancak atalarından çocuklarına geçirdiği bilgi kadar önemi vardır. Bazı güveler ağızsız doğarlar ve doğdukları andan başlayarak açlıktan ölüme mahkûmdurlar.
Tek işlevleri, çiftleşip daha çabucak yumurtlayarak güve bilgisini gelecek kuşağa geçirmektir.
Eğer DNA ölümlünün ölümsüzlüğü ise, insanların inatçı merakı, daha ötesini de sormadan edemez; Bütün bunlar nasıl başladı?