1983 yılında, 81 yaşındayken, “mobil genetik elementler” yani genetik transpozisyon veya genlerin kromozom üzerindeki pozisyonunu değiştirme yeteneği olarak anılan çalışmaları sebebiyle Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü’nü tek başına kazanan ilk bilim kadını olan Barbara McClintock, 20. yüzyılın en seçkin bilim insanlarından biri olarak kabul edilir.
Kadınların toplumsal alanda kabul görmesinin zorlu zamanlarından biri olan 1944 yılında Ulusal Bilimler Akademisi‘ne seçilen üçüncü bilim kadını ve 1945 yılında Amerika Genetik Derneği‘nin başkanı olarak seçilen ilk bilim kadını olmuştur. 1971’de Başkan Richard M. Nixon, McClintock’a Ulusal Bilim Madalyası‘nı takdim etmiştir. Gayri resmi olarak “dahi” bursu diye bilinen ve hayat boyu verilen MacArthur Vakfı hibesinin ilk alıcısı olduğunda 79 yaşındadır ve aynı yıl Albert-Mary Lasker Ödülü’ne layık görülmüştür.
“Yıllar boyunca, yorumlarımı savunmak zorunda olmamaktan gerçekten zevk aldım. Sadece büyük bir zevkle çalışabilirdim. Görüşlerimi savunma ihtiyacını veya arzusunu asla hissetmedim. Yanlış olduğum ortaya çıkarsa, sadece böyle bir görüşe sahip olduğumu unuturdum. Önemli değildi.” Barbara McClintock
Kısaca Barbara McClintock
McClintock’un babası orduda görevli bir doktor, annesi ise piyano öğretmenidir ve Barbara 1902 yılında Hartford, Connecticut’ta doğmuştur. Çocukluk çağlarından itibaren spora ilgi duymuş; voleybol, yüzme ve paten gibi bazı spor dallarında aktif yer almıştır.
Bilginin ardından koşmayı seven McClintock, kadınlara evlilik dışında rol biçilmeyen o dönemde üniversiteye gitmeye karar verir. 1918’de Cornell Üniversitesi Ziraat Koleji’ne kaydolur. Lisans eğitimini alırken popüler bir öğrencidir ve okulunun sosyal ve entelektüel ortamından da faydalanır. Yüksek lisans eğitimine sitoloji alanında devam etme kararı alır. Cornell’de kadın öğrencilerin genetik bölümüne girmelerine izin verilmemesine rağmen -mısırın hücresel düzeyde genetik çalışmasını ifade eden- mısır sitogenetiği üzerine çalışan küçük bir gruba katılır. Zamanla bu grubun oldukça etkili bir üyesi olur ve eğitiminin ikinci yılından itibaren asistan olarak çalışır.
Barbara McClintock‘ın Çalışmaları
Mısır genetiği üzerine yeni bir yöntem tanımlar ve mısır kromozomlarının yapısını açıklar. 1927 yılında doktorasını bitirdiğinde mısır kromozomlarını haritalamak için eğitmen olarak aynı üniversitede kalır. Lisansüstü eğitiminden beri yakın arkadaşlarından biri olan ABD’li Genetikçi George Wells Beadle’ın Neurospora adlı mantar cinsinin kromozom yapısını çözmesine yardım eder. Beadle bu çalışmasıyla “tek gen, tek enzim” teorisini geliştirmiştir. 1929 yılına gelindiğinde ise yüksek lisans öğrencisi ABD’li Botanikçi Harriet Creighton ile tanışan McClintock, onunla birlikte mısır kromozomlarında kromozom geçişlerinin nasıl olduğunu göstermek için çalışmalar yapar.
1930 yılının başlarında Ulusal Araştırma Konseyi ile Guggenheim Vakfı burslarını kazanır ve çalışmalarının bir kısmını gerçekleştirmek üzere Almanya’ya gider. Fakat artan siyasi gerginlik yüzünden ülkesine erken dönmek zorunda kalır. O döneme ilişkin “Daha kötü bir zaman seçemezdim. Bilim insanlarının genel morali cesaret vericiydi fakat diğer ülkelerden neredeyse hiç öğrenci yoktu. Siyasi durum ve yıkıcı sonuçları çok belirgindi.” diyerek durumun ciddiyeti hakkında bilgi verir.
Zamanını Missouri Üniversitesi ve Cornell Üniversitesi arasında mekik dokuyarak geçirmeye 1931 yılında başlar. X ışınlarının mısırlar üzerindeki etkilerini araştırarak mısır bitkisindeki translokasyonları, inversiyonları, silmeler ve halka kromozomlarını keşfeder.
1936 yılında Missouri Üniversitesi tarafından fakültede eğitimci olması teklif edilir ve yardımcı doçent olarak göreve başlar. İşe yönelik yapmış olduğu çalışmalarının “hanımefendi” bir bilim insanı fikrine uymadığı konusunda kendisine görüş bildirilir. Bağımsız ve “başına buyruk” yöntemlerinin var olduğu iddia edildiğinden asla terfi alamayacağını görür ve beş yıllık çalışmasının ardından 1941’de üniversiteden ayrılır. Yapılan bu haksız süreç için “Bana henüz bir iş teklifi gelmedi. Şu anda iyi bir maaş alsam da, hala işsizler listesinde bulunmanın beni çok heyecanlandırdığını söyleyemem. Belirsizlik biraz canımı sıkıyor ve moralimi bozuyor. Gerekli uyaran olmadan çalışmama devam etmemi engelliyor.” demiştir.
Nobel Ödülü Öncesi Araştırmaları
Colombia Üniversitesi’nde genetikçi olarak görev yapan ve Drosophila adlı küçük sinek türü üzerine araştırmalarını sürdüren ABD’li Genetikçi Marcus Morton Rhoades (1903- 1991) ile Milislav Demerec (Hırvat Genetikçi, 1895 – 1966), McClintock’un araştırmalarına oldukça saygı duymuşlar ve McClintock’u Cold Spring Harbor Laboratuvarı’na yaz mevsimini geçirmek üzere davet etmişlerdir.
Demerec, Cold Spring Harbor’daki Washington Carnegie Enstitüsü Genetik Departmanı Direktörü olduğunda ise McClintock’a kendisiyle çalışmasını teklif eder. İlk başta kararsız kalan McClintock nihayet 1942’de bu teklifi kabul eder ve kendisine Nobel Tıp Ödülü getiren mısır kromozomlarındaki transpozisyon sürecini Cold Spring Harbor’da gerçekleştirir.
McClintock, Ulusal Bilim Vakfı ile Rockefeller Vakfı’ndan Güney ve Orta Amerika’da farklı mısır türleri veya ırkları üzerine çalışma yapmak için 1957 yılında fon alır. Bu sebeple 1960’ların başında, yoğun bir şekilde seyahat eder, ilginç evrimsel özellikler sergileyen mısır örnekleri toplar ve mısır genetiği alanında bilim insanlarına ve lisansüstü öğrencilere rehberlik eder. McClintock ve meslektaşları, yirmi yılını Güney Amerika mısırındaki farklılıklar üzerine verileri bir araya getirmek için harcarlar ve nihayet 1981’de “The Chromosomal Constitution of Races of Maize – Mısır Irklarının Kromozom Yapısı” adlı makaleyi yayınlarlar.
26 yıllık bir kariyerin ardından 1967’de Carnegie Enstitüsü‘nden emekli olur ve kendisine Üstün Hizmet Ödülü verilir. 1992’deki ölümüne kadar Cold Spring Harbor’da araştırma müfettişi olarak çalışmayı sürdürür. Tenis oynamayı ve Cold Spring Harbor’un geniş arazisinde meslektaşları için ceviz toplamayı çok seven ve 2 Eylül 1992’de 90 yaşında hayata gözlerini yuman McClintock; kendisini tanıyanlar tarafından zekâsı, espri anlayışı ve bilime olan tutkusuyla hatırlanır.
Nobel Tıp Ödülü’nü Tek Başına Almaya Hak Kazanan İlk Bilim Kadını Olma Serüveni
Akademide bilim kadınlarına yönelik negatif bakış açısı günümüzde bile küresel ölçekli bir sorundur. Geçtiğimiz yüzyılda McClintock’un “sıçrayan genler (transpozonlar)” fikrinin kabul edilmesinin neden bu kadar uzun sürdüğünü anlamamız bu noktaya dikkat çekmek açısından önemlidir. McClintock belgeleri Nobel arşivinden 2033 yılında halka açık olarak yayınlanacağından, ödülü kazanmasının neden uzun sürdüğü hakkında kesin bir bilgi edinmemiz o vakte kadar pek mümkün görünmemekte.
McClintock, Gregor Mendel’in (Avusturyalı Botanikçi, 1822 – 1884) on dokuzuncu yüzyılda bezelyeler üzerine yapmış olduğu çalışmaların ötesine geçerek Mendel’in aksine, bitki kromozomlarının ilişkisini çözümleyebilmiştir. Genlerin kromozomlar üzerinde konumlandırıldığının ilk deneysel kanıtı, 1930’ların başlarında McClintock ile Harriet Creighton‘un yaptığı çalışmadan gelmiştir.
Şöyle ki, çoğu organizmada bir çift kromozomun her biri, her bir ebeveynden gelen mirasla eşleşir. Mayoz olarak adlandırılan hücresel bölünme süreci sırasında, bir ebeveynden miras alınan kromozom parçalarının, diğer ebeveynden alınan kromozom üzerindeki benzer parçalarla yer değiştirebileceğinden uzun süredir şüpheleniliyordu. McClintock ve Creighton, genetik bir özelliği mikroskop altında gözlemlenebilen bir kromozomu bir parçasıyla bağlayabildiler ve böylece genetik geçişin fiziksel temelini gösterdiler.
Kasım 1929’da Charles Burnham‘a (ABD’li Genetikçi, 1904 – 1995) yazdığı gibi “Durumu tamamen çözmedim; ama sitolojik olarak çok değerli bazı yeni şeyler keşfettim. Tahmin ettiğimden daha ilginç hale geldiği için çok daha fazlasını çözebileceğimi içtenlikle düşünüyorum; en azından şu an, 10 gün önce hiçbir şeyi çözememek yüzünden umutsuzca başarısız olduğumu hissettiğimden daha fazla güven duyuyorum.” der. McClintock ve Creighton’ın 1931’de yayınlanan makaleleri Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri arasında bu alanda klasik haline gelir.
Genetikçiler X ışınları kullanınca meyve sineklerinde, mısırda ve diğer organizmalardaki genler üzerinde mutasyona sebep olduklarını keşfettiler ve böylece bir geni bir kromozomdaki belirli bir bölgeye eşleştirebildiler. Bazı durumlarda X-ışınları kromozomu fiziksel olarak kırdı ve McClintock, kırık uçların her birini bulup farklı şekillerde kaynaştırarak büyük bir keşfe yol açtı.
Büyük Keşif
1930’ların sonlarında McClintock X-ışınlı bitki stokları arasında, kromozomları daha fazla radyasyona maruz kalmadan kendiliğinden kırılan bitkiler keşfetti. Ayrıca bitkilerin büyüdükçe tıpkı hücre bölünmesinde birbirlerinden ayrılan kaynaşmış kromozomlar gibi “kırılma, füzyon ve köprü” döngüsü içinde kırılmalarının devam ettiğini gözlemledi. McClintock’un 1938’de “kırılma-füzyon-köprü” döngüsünü açıklaması, mısır sitogenetiğinin en büyük figürlerinden biri olarak statüsünü arttırdı ve kromozomlar hakkında daha derin araştırmalar yapması için güç verdi. Ağustos 1940’ta bir meslektaşına “Genetikte harika sonuçlara sahip heyecan verici bir genel sorun üzerinde cehennem gibi çalışıyorum. Beni erken kaldırıyor ve geç yatağa yatırıyor!” diye yazar.
Aslında McClintock 1920’lerin sonlarından başlayarak, mısır bitkilerinin ıslahı sırasında kromozomlardaki genlerin nasıl “hareket edebildiğini” incelemiştir. Yapmış olduğu çalışmalarla genetik öğelerin zaman zaman farklı bir konuma geçebileceğini keşfederek genetik biliminde “sıçrayan genler” yani “transpozonlar” adı verilen DNA parçalarının var olduğunu göstermiştir. Kendisinden sonra, 1970’lerin başından itibaren moleküler biyologlar, bakteri ve virüslerde; daha sonra mayada transpozon buldular. Ne yazık ki transpozonların varlığı bakteriler üzerinde kanıtlanmadan McClintock’un çalışmaları kabul görmemiştir.
Transpozonlar Nedir? Neden Önemlidir?
Transpozonlara genellikle çöp DNA’lar denir ve genomlarda doğrudan proteini kodlayamayan DNA parçacıklarıdır. Bazı çalışmalara göre insan genomunun yaklaşık yarısı ve mısır genomunun %90’ı bu parçacıklardan oluşmaktadır. Çoğu transpozonlar hareketli değildir; fakat hareketli olanları nesilden nesile aktarılınca zararlı mutasyonlara neden olabilir.
Antibiyotiklere direnç kazandıran genlerin bakterileri arasında, belirli viral enfeksiyon türlerinde ve diğer temel biyolojik süreçlerin transferinde rol oynadığından transpozisyon ile kanser, immünoloji ve genetik mühendisliği arasında bağlantılar kurulmuştur.
McClintock, kromozomlar ve transpoze edilebilir elementler üzerindeki çalışmalarına ek olarak, 1940’lı yıllardan itibaren yaprakların renginden, mısır tanelerinin fiziksel özelliklerinden veya tek tek açılıp kapanmasından belirli genlerin sorumlu olduğunu göstermiş ve bir nesil mısır bitkilerinden diğerine genetik bilginin baskılanmasını içeren teoriler geliştirmiştir. DNA’daki değişikliklerin neden olmadığı gen aktivitesindeki değişiklikleri miras almanın mümkün olduğu fikrini, şimdi resmi olarak epigenetik olarak bilinen bu kavramı, 40 yıldan fazla bir süre önce önermiştir.
Bilimsel çalışmaları Mendel’in ardından genetikte ikinci büyük keşif olarak anılmaktadır. Bilim insanları tarafından radikal olarak tanımlanmasına ve başarıları görmezden gelinmesine rağmen McClintock, mısır genetiği üzerine yıllarca sabırla çalışmıştır. Gerek başarılarını kabul ettirmedeki üstün çabasıyla gerekse de bilim alanında –ki günümüzde de benzer sorunlar devam etmekte- her türlü güçlüğe göğüs germesiyle unutulmayacak bilim insanları arasında yerini alır.
Sözü kendisine bırakalım: “Yaptığım şeyle o kadar ilgileniyordum ve o kadar büyük bir zevkti ki, o kadar derin bir zevkti ki, hiç durmayı hiç düşünmemiştim. … Çok doyurucu ve ilginç bir hayat.”
Kaynakça:
- The Barbara McClintock Papers. (Erişim Tarihi 07.01.2020) https://profiles.nlm.
- Barbara McClintock: Free to discover. (Erişim Tarihi 07.01.2020)
- Some DNA can jump. (Erişim Tarihi 08.01.2020) http://www.dnaftb.org/32/bio.html
- Barbara McClintock and the discovery of jumping genes. (Erişim Tarihi 08.01.2020) https://www.pnas.org/
- Barbara McClintock and the Discovery of Jumping Genes (Transposons). (Erişim Tarihi 08.01.2020) https://www.nature.com/
- Barbara McClintock (1902-1992). (Erişim Tarihi 08.01.2020) https://dpb.carnegiescience.edu/
- Barbara McClintock: From Stable Chromosomes to Jumping Genes. (Erişim Tarihi 08.01.2020) https://www.visionlearning.com/
- Barbara McClintock. (Erişim Tarihi 07.01.2020) https://www.newscientist.com/
Matematiksel