İlk Hücrenin bir Planı vardı.

Admin

Administrator
Yönetici
1661941057978.png

Hepimiz yolculuğumuza tek bir hücre olarak başladık. Bu hücrenin, annenin rahminden ayrılabilecek, kendini tanıyabilecek ve neredeyse bir yüzyıl boyunca dış dünyada hayatta kalabilecek bir insan vücudu oluşturmak için birçok kez bölünmesi gerekiyordu. Tokyo'nun bütün şehrini inşa etmek için tek bir tuğlanın kendi kendine çoğalması gibi. Bu nasıl mümkün olabilir ki?

Bilimi popülerleştiren fizikçiler, aslında, atomlarımızı oluşturan inanılmaz derecede küçük parçacıklar arasında çoğunlukla sadece "sıcak hava" olduğumuzu söyleyebilirler. Fizik ve kimya açısından ise, düşünülemez derecede çok sayıda atomdan oluşan bir kümeyiz. Anlaşılmaz derecede karmaşık bir yapıya dönüştüler. Bizi oluşturan bu atomlar uzun zamandır varlar, evrenin çeşitli evrelerindeki yıldızların aktivitesi tarafından yaratıldılar. Bu nedenle minik bileşenlerimiz milyarlarca yıllık. Ve hayatlarımız sona erdikten sonra var olmaktan vazgeçmiyorlar. Sadece örgütlü hallerini kaybedecekler ve dünya, hava, su ve nihayet tüm evrenle dağılıp, sonunda LEGO tuğlaları gibi başka bir şeye dönüşecekler. Dolayısıyla, her birimiz kendimizi fizikçiler için benzersiz, tek bir birey olarak algılamamıza rağmen, son derece karmaşık bir sistemiz, ancak oldukça basit LEGO tuğlalarından oluşuyoruz. Hayal edilemeyecek kadar çok sayıda çok çeşitli atomdan oluşan bir kümeyiz. Birlikte birçok işlevi yerine getirirler. Karbon atomu, dünyadaki bilinen tüm yaşamın temelidir. Bunun içinde karbon biraz garip bir seçimdir, çünkü Dünya ekosisteminde yaşamın temeli olarak kullanılabilecek çok daha yaygın atomlar vardır. Karbon, aslında, çok özel koşullar altında uzayda yaratılan oldukça sıradışı bir atomdur ve Dünyadaki tüm yaşam için neden gerekli olduğu açıklanmaya devam etmektedir.

Hatırladığımız gibi, atomların protonları ve nötronları olan çekirdekleri vardır ve elektronlar çekirdeklerin etrafında “uzak” yörüngede dönerler. Çekirdek ve elektron arasındaki boşlukta sadece sıcak hava var, başka bir şey yok. Bununla birlikte, ilginç bir şekilde - Einstein'ın görelilik teorisinden, kütlenin enerjiye ve enerjinin kütleye dönüştürülebileceğini biliyoruz. Bu demek oluyor ki hepimiz aslında bir tür enerjiyiz. Atomlarımız enerjiye dönüştürülebilir ve muhtemelen enerjiden kaynaklanmışlardır. Bu, kendimizin Evrende geçici olarak atomlara ve moleküllere dönüşen ve daha sonra insan formunu almak için inanılmaz bir şekilde organize edilen enerji olduğumuz sonucuna işaret ediyor. Bu, insan yaşamı olarak adlandırılan kozmik kavramlar için zamanın sadece küçük bir bölümünde gerçekleşir. Zamanla vücudumuz tekrar atomlara ayrılır ve tekrar enerjiye dönüştürülebilirler. Neden bu kadar şaşırtıcı olaylar dizisi oluyor? Ve karmaşıklığı göz önüne alındığında, neden bu kadar kısa sürüyor? Bunlar bizim için cevaplaması kolay sorular değil.

Önce enerjiden, protonlardan, nötronlardan ve elektronlardan ve sonra bizi oluşturan tüm atomlardan ve moleküllerden bahsettiğimiz fizik ve kimya prizmasına ek olarak, kendimizi biyoloji prizmasından da düşünebiliriz. Fizik açısından, temel parçacıklardan oluşurken, kimya bizi atomlara ve moleküllere indirgeyecektir. Ancak biyologların ilgisini çekecek düzeyde hepimiz hücrelerden oluşuyoruz. Hücreler nelerdir? Açıkçası, çok küçükler, insan gözüyle görünmezler. Daha fazla “kendi” hücremiz var mı, yoksa “yabancı" mı yapıyoruz? organizmalarımızda bakteri hücreleri hakim mi? Hücrelerimiz neden DNA moleküllerinde depolanan büyük miktarda bilgiyi taşıyor? Neden zarları var ve zarları çekirdekleriyle nasıl iletişim kuruyor? Hücreler birbirleriyle iletişim kuruyor mu ve nasıl? Çok hücreli organizmalar neden bölünür ve inşa edilir? Organizmalarımızda, bazı hücreler farklı işlevlerde nasıl uzmanlaşır? İnsan ömrünü hangi yollarla sınırlayabilirler? Bunlar dikkate değer sorulardan sadece birkaçı.


Fotoğraf Kredisi: Takashi Miyazaki, Unsplash.com
Aynı şekilde, ya da belki daha da ilginç sorular, atomların ve moleküllerin rastgele birleşmesi yoluyla hücrelerin Evrende kendiliğinden oluşup oluşamayacağıdır? Çeşitli reseptörlerle çivili bir dış zara sahip, çok ustaca tasarlanmış, küçük biyonik bilgisayarlara benziyorlar mı? Kendilerini buldukları ortamı “hissedebilir” ve sonra bu konudaki bilgileri özlerine gönderebilirler mi? Karşılaştıkları herhangi bir ortama uyum sağlamak için böyle bir mekanizma kullanabilirler mi? Sadece son zamanlarda çevreye uyumlarını geliştirebilecek ve hızlandırabilecek “epigenetik mekanizmalar” olarak adlandırılanları öğrendik. Ayrıca, organizmanın tek bir ilk hücresinde yer alan bilgilerin, sadece birkaç ay içinde tüm insan organizmasının gelişmesine yol açması için yeterli olması nasıl mümkün olabilir? İçinde yer alan bilgilere dayanarak tek bir tuğladan, dokuz ay boyunca, yalnızca bu ilk tuğlayı çarparak, tüm New York, Şangay veya Tokyo şehirlerinin tüm altyapılarıyla inşa edilebileceğini gerçekten hayal edebilen var mı — insan vücudundaki atardamarlara benzeyen su kaynakları, damarlarımıza giden kanalizasyonları, mitokondrilerimize giden büyük enerji santralleri, sinirlerimize giden elektrik tesisatları, stadyumlar, havaalanları, köprüler, tüneller, parklar ve işleyen bir megalopolisin sahip olduğu diğer tüm harikalar, bunun için analojiler insan vücudunda bulunabilir.

Bu nasıl mümkün olabilir? Ve belki de daha da tuhaf bir şekilde, o ilk hücrede yer alan ve binlerce kitabı olan büyük bir kütüphaneye benzeyen üç milyar harf yardımıyla yazılan tüm bilgilerin nasıl olması mümkün olabilir — o zaman, her hücre bölünmesinin tüm bu bilgileri dikkate değer bir hassasiyetle kopyalaması nasıl mümkün olabilir? Yeni hücrenin ona sahip olması için hayali kütüphanedeki tüm kitapların mükemmel bir şekilde fotokopisini çekmesi gerekir. Ancak, tüm bu bilgileri, anne karnında büyürken, sadece dokuz ay boyunca trilyonlarca kez kopyalayarak kopyalamak nasıl mümkün olabilir? Bunun gerçekleşmesi için bu mekanizmaların ne kadar hızlı ve doğru olması gerekir? Günümüzdeki tüm teknolojik harikalarımızla, uzay ve zaman seviyemizde, bildiğimiz gerçeklikte benzer örnekler bulabileceğimizden emin değilim. Bu yüzden bazen zamanın bu küçük uzay seviyelerinde daha hızlı ilerlemesi gerektiği, büyük seviyelerde ise nispeten daha yavaş aktığı görülmektedir. Yıldızlar, galaksilerinin merkezi etrafında, elektronların atomlarının çekirdekleri etrafında göreceli olarak döndüklerinden çok daha yavaş dönerler. Her neyse, hepsi çok garip. Fakat bu sisteme müdahale ederek insan ömrünü önemli ölçüde uzatmak istiyorsak, önce nasıl çalıştığını iyi anlamamız gerekir. Organizmamızın hücreleri ve bunların çeşitli özellikleri, insan organizmasının daha uzun ömrünün önündeki en büyük engel olabilir.

Çok az insan, İngiliz fizyolog ve üreme tıbbının öncüsü Sir Robert Geoffrey Edwards kadar yoğun bir şekilde insan hayatının tek bir hücreden nasıl başladığını inceledi. İnfertil çiftlere yardım etmek için “tüp bebek” olarak adlandırılan “suni tohumlama” tekniğini tanıttı. Bu şekilde tasarlanan ilk insan 1978 doğumlu Louise Brown'du. Bu, ilk hücresi annenin karın boşluğunun dışında ortaya çıkan dünyadaki en yaşlı insanın bugün hala oldukça genç olduğu anlamına gelir. Fakat o zamandan beri, milyonlarca insan “in vitro fertilizasyon” (IVF) olarak adlandırılan bu şekilde tasarlandı. Sonuç olarak, Sir Robert G. Edwards'a 2010 Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü verildi.

Hepimizin çıplak gözle görülemeyen tek bir hücreden geliştiğimizin bilinciyle, bazı bilim adamları, ilk hücrenin tüm insan vücudunun gelişimi için gerekli olan bir tür “plan” olan gerekli tüm bilgileri içerdiğini anlamaya yardımcı oldular. Hücrede saklanan bu bilgiyi anladığı için Nobel Ödülü'ne layık görülen ilk araştırmacı, 1910'da Alman bilim adamı Albrecht Kossel'di. 19. yüzyılın ikinci yarısında keşfedilen deoksiribonükleik asit (DNA) ve ribonükleik asidin (RNA) tüm canlı organizmaların hemen hemen tüm hücrelerinde bulunduğunu fark ederek, önemli bir biyolojik rol oynamaları gerektiği sonucuna vardı. Kossel kimyasal yapılarını araştırdı ve sadece beş “harf” ten, yani genetik kodu nasıl sakladıklarının daha sonra netleşeceği azotlu bazlardan oluştuğunu keşfetti. Bu temel harfler adenin (A), sitozin ©, guanin (G), timin (T) ve urasil (U) idi.
 
Üst