Genetik Şifre Nasıl Evrilmiştir? | CHARLES DARWİN VE EVRİM TEORİSİ
Başka bir deyişle, her ne kadar yaşamı başlatan molekül türü birden fazla ise de, onların karşılıklı tepkileşmesi ile ortaya çıkan yaşam, kökeni dört milyar yıl değişmeden günümüze kadar ulaşan, tek bir olgudur. Bir iki istisnası dışında genetik şifre bu süre içinde değişmeden günümüze ulaşabilmiştir.
Canlılık varlığını genetik şifreye borçludur. Çünkü genetik şifre olmadan ne canlılar varlıklarını sürdürebilirler, ne de çoğalarak, yeni kuşaklarda devam edebilirler.
Genetik şifrenin korunması canlılığın devamı için gereklidir.
Dünyada yaşamın nasıl başladığını bilmek ancak genetik şifrenin nasıl ortaya çıktığını bilmekle mümkündür.
Yaşam kimyasal bir olgu olup, canlıların bildiğiniz şekilde ortaya çıkıp devam etmesi ve günümüze kadar ulaşması, ancak doğanın büyük bir kıskançlıkla koruduğu genetik şifre ile mümkündür.
Yaşamın dünyada bir kerede ortaya çıktığı iddiasını nasıl mı savunurum?
Kolaylıkla. Hiç zorluk çekmeden.
Mevcut canlılara bakarsın. Hepsi de aynı genetik şifreyi kullanıyorlarsa, hepsinin ortak atası birdir. Aynı kökten gelmektedirler.
Tabii biz yalnız genetik şifre ile de tatmin olmayız.
Amino asitlerin stereoizomerlerine bakarız. Hepsi ışığı sola kırıyor.
Karbonhidratlara bakarız, hepsi ışığı sağa kırıyor.
Dünyada yaşayan bütün canlılar (bir iki ilginç istisnası dışında ki onları da açıklamak mümkün)moleküler düzeyde aynı niteliklere sahipler. Genetik şifre dünyadaki moleküllerden evrildi. Moleküller kimyasal evrime maruz kaldılar. Proteinler mi ilk, yoksa nükleotidler mi ilk sorununun cevabını arıyoruz.
Aslında bu soruyu sordum ama, kesin cevabının bilinmediğini de biliyorum
Kimseden doğru cevap beklemiyorum.
Cansızlıktan canlılığa geçiş tedricidir. Arada kesin bir sınır olmadığı için, canlı olma durumunu bazı keyfi kriterlere dayandırmaktan başka çaremiz yoktur. Bugün var olan bütün canlı varlıkları tanımakta zorluk çekmeyiz. Ama yaşamın başlangıç dönemlerinde bunun mümkün olmadığını biliyoruz. Maddenin ne zaman gerçek anlamda canlılık kazandığı kimyasal evrimin karanlık sayfaları arasında kaybolup gitmiştir. Maddenin canlılık kazanma sürecinin, bir takım kimyasal tepkileşmelerle başladğını biliyoruz. Bu durumda cansız maddenin ne zaman ve nasıl canlılık kazandığını anlamak için en başa dönmekten ve olayı kronolojik olarak yakından izlemekten başka çare yoktur.
Genetik şifreye sahip olmadan canlı olmak mümkün müdür?
Madde canlılık kazanma sürecini deneyimlerken, içinde bulunduğu koşullarda canlı diyebileceğimiz ama, bugün yaşayan canlılardan çok daha farklı olan bir canlılık döneminden geçmiş midir?
Bunun da kesin yanıtını bilmemiz mümkün değildir. Eğer gerçekten öyle bir canlı yaşamışsa, kendinden gelen canlılar tarafından yok edilmiş olacağından, o da evrim tarihinin karanlık sayfaları arasında kaybolup gitmiş olmalıdır.
Bu durumda kesin olarak bildiklerimizi şu şekilde özetleyebiliriz:
Hiç kuşkusuz maddenin son derece geniş bir davranış repertuarı vardır. Canlılık onun ekstrem ucunda yer alır. Geniş bir yelpaze oluşturan bu davranış repertuarının hangi basamağında madde canlılık kazanmıştır bilmiyoruz. Kesin olarak da bilmemiz mümkün değildir. Canlı olma durumunu bir takım keyfi kriterlere dayanarak kabul etmekten başka çaremiz yoktur. Günümüzde yaşayan bütün canlılar bir genetik şifreye sahip oldukları ve aynı genetik şifreyi kullandıkları için, gerçek anlamda canlılığın genetik şifrenin keşfinden sonra başladığını kabul etmemiz yanlış bir düşünce sayılmaz.
Bütün canlılar aynı genetik şifreye sahip olduklarından, son dört milyar yıl içinde genetik şifrenin neden değişmediğini ileri sürebiliriz.
Aslında genetik şifrenin değişmemesi için bir neden yoktur.
Genetik şifre kayaya kazınmamıştır. Değişmesi için gerekli kodonlar mevcuttur. Olasılıklardan yalnız bazıları yeğlenmiş ve diğerleri kullanılmamışlardır.
Genetik şifre değişme potansiyeline sahip olduğu halde 4 milyar yıl içinde neden değişmemiştir?
Genetik şifrenin değişebildiğini, mitokondrilerdeki genetik şifrenin farklı olmasından biliyoruz.
Mitokondrilerde küçük bir DNA vardır ve onlar kendilerini çoğaltırlar. Hücre içindeki metabolik etkinliklerden sorumludurlar.
Genetik şifre hücre içinceki mitokondrilerde biraz farklı olduğu halde, hücrede neden değişmemiştir?
Genetik şifrenin evrimindeki gizem nedir?
Canlılar için önemli olan üç büyük molekül vardır. DNA, RNA ve proteinler. Bunlardan hangisi daha önce ortaya çıkmıştır?
DNA’nın önce ortaya çıkmadığına eminiz. Çünkü DNA, RNA’dan daha karmaşık ve büyüktür. Ayrıca RNA’ya çok benzer. O halde RNA, DNA’dan daha önce ortaya çıkmış olmalıdır.
Peki RNA mı önce ortaya çıkmıştır, yoksa proteinler mi?
Prebiyotik dünyada amino asitler bir araya gelerek peptidleri oluştururlar. Peptidler ise bir araya gelerek proteinleri oluşturmazlar. Polipeptidleri oluştururlar. Onlar için protein demek doğru değildir. Çünkü proteinler, 20 tür amino asitle sınırlı ve yalnız genetik şifreye uyularak sentez edilen biyomoleküllerdir.
Probiyotik dönemdeki metabolizma için protometabolizma terimi kullanılmaktadır. Uzay kimyasında değindiğimiz tepkileşmelerin benzerleri ve daha karmaşık olanları genç dünyanın çesitli yerlerinde de vuku buluyor olmalıdır. Örnegin ılıcalarda, yanar dağların eteklerinde ve volkanlarda, ya da dünyanın derinliklerinde bol miktarda amino asit sentez ediliyor olmalıdır. Onlar bir araya gelerek peptidleri oluşturmak zorundadırlar. Bu bir doğa yasasıdır.
Ancak dünyada yaşam başlamadan önce peptidlerin bir araya gelmesinden oluşan polipeptidler, günümüzde hücre içinde sentez edilen proteinlerden çok farklıdırlar. İlkel koşullarda ortaya çıkan polipeptidler genetik şifre ile sentez edilmemişlerdir. Sadece rastgele dizilen amino asitlerden oluşmuşlardır. Günümüzde sentez edilen her polipeptid ve protein mutlaka genetik şifreye uymak zorundadır.
Bu durumda RNA, proteinlerden daha önce sentez edilmiş olabilir mi?
Christian de Duve’ya göre bu bir zorunluktur. Yeryüzündeki ilk ve ilkel moleküller arasında vuku bulan kimyasal tepkileşmeler bir süre sonra ilk RNA molekülünün ortaya çıkmasına ve bu tepkileşmenin güvenilir ve tekrarlanır olmasına neden olmuş olmalıdır. RNA proteinlerden önce sentez edilmiş olmalıdır. Christian de Duve RNA sentezinde katalitik etkiyi sağlayan moleküller için protein değil, multimer terimini kullanmaktadır demiştik. Bu hipoteze göre de Duve tarafından multimer olarak da isimlendirilen peptidler, amino asitlerin yanı sıra, amino asit olmayan, örnegin hidroksi asitler gibi, moleküller de içerebilirler. Onların küçük ve kısa moleküller olması katalitik etkilerinin olamayacağının delili sayılmamalıdır. Çünkü yaşamın ilk dönemlerinde bütün moleküllerin küçük ve kısa olmaları gerektiğini biliyoruz. İlk protein enzimin sadece yaklaşık 20 amino asitten ibaret kısa moleküller olduğu tahmin edilmektedir. Daha kısa bile olsalar bu enzimler ilkel moleküler tepkileşmeleri katalize etme yeteneğine sahip olmalıdırlar.
RNA neden proteinlerden önce ortaya çıkmış olmalıdır?
Çünkü amino asitlerin bir düzen içinde bir araya gelmeleri, onları düzene sokan bir sistemin varlığını gerektirmektedir. Günümüzde RNA büyük ve oldukça karmaşık bir sistemin önemli bir ögesidir. RNA olmadan protein sentez edilemez. Bugün için geçerli olan bu ilke, yaşamın başlangıcı için de gerekli ve geçerli olmalıdır. Çünkü aynı proteinlerin sentezi rastgele olamaz. Oysa yaşam aynı proteinlerin sürekli sentezini gerektiren bir süreçtir. O halde amino asitlerin bir düzen içinde bir araya gelmelerini sağlayan bir sisteme mutlaka gereksinim vardır. Protobiyotik dönemde o sistemin RNA veya ona benzer bir molekül olması gerekmektedir. RNA bir veya birkaç aşamada kendiliğinden oluşacak kadar basit bir molekül değildir. Çesitli ve daha basit moleküllerin bir araya gelmesinden ortaya çıkmıştır. Yaşam bir ara yalnız RNA’nın hükmettiği bir zaman diliminden geçmiş olmalıdır. Ona biz RNA dünyası diyoruz.
Hazırlayan: Eyvallah Cübbeli