ÖNSÖZ VE KONULARLA İLGİLİ TEMEL BİLGİLER

 
   Etrafımıza baktığımızda her an her yerde küçücükte olsa bir canlıyla mutlaka karşı karşıya geliriz.Fakat hiçbir zaman bu canlıların nasıl hayatta kaldıklarını nasıl yaşam mucadelesi verdiklerini merak etmeyiz.Hele hele canlıların anatomik ve fizyolojik yapıları hakkında bir şey öğrenmeye gayret etmediysek bu tabiat harikaları bizlere itici bile gelebilir.
 

  Basit bir örnek verecek olursak "Pire"yi verebiliriz.Çıplak gözle bile zor görülebilen küçük bir pirede bile o kadar mükemmel bir savunma ve yaşam mekanizması vardır ki bugünün teknolojisi bile bir pire veya bir böceğin teknolojisiyle boy ölçüşemez.

  Verdiğimiz örnekler yeryüzündeki 50 milyon(yada daha fazla)canlı türünden yanlızca bir tanesiydi.Fakat hangi canlıyı incelersek inceleyelim, doğaya müthiş bir uyum ve en gelişmiş savunma mekanizmaları ile karşılaşıyoruz.

 Bilindiği üzere bir canlı organizmasını oluşturan temel yapı "Hücre"dir.Bu kelimeyi ilkokuldan beri duyarız ama zannediyoruzki hiç birimiz şu an trilyonlarca hücrenin nasıl olupta birbirleriyle anlaşarak insan organizmasını meydana getirdiğini ve hücrelerin içlerinde cereyan eden olayların nasıl meydana geldiğini merak etmemişizdir. Bizlere verilen bilgiler aslında klasik bilgilerdir.Bunun dışında mucizevi özelliklerden pek bahsedilmez.

  Mucizevi olaylar diyoruz çünki küçücük bir hücrede bile gerçekten insan aklının alamayacağı derecede olaylar vuku bulmaktadır.

 Canlılığın nasıl meydana geldiği konusunda bahsedilecek ilk yapı DNA dır.DNA nın canlının genetik bir şifresi olduğu hemen herkes tarafından bilinir fakat canlının genetik şifresinin DNA da nasıl muhafaza edildiğini ve DNA nın nasıl bir fonksiyonu olduğunu kimse pek merak etmez.

 İşte bu ve buna benzer birçok merak ettiğiniz sorunun cevabını bu sitede vermeye gayret ettim.Tabii bu problemlerin yanıtını verirken fazlasıyla biyolojinin derinliklerine inmedim.Bu yüzden konuyla ilgili yazıları okurken kolaylıkla anlaşılabileceğini ümid ederim.

  Öncelikle herkesin merak ettigi bazı kavramları öğrenmemizde fayda var.Çünki bu kavramların ne olduğunu bilmezseniz okudugunuz yazılardan bir anlam çıkaramayabilirsiniz.

1-)DNA:  Canlıların temeli olan hücrenin içerisinde bulunan ve canlılıkla ilgili tüm bilgileri şifreleyen uzun bir molekül zinciridir.Bu zincir tıpkı helikopterlerden sarkıtılan "ip merdiven" e benzer.Yani çift zincir şeklindedir.İp merdivenden farklı olarak bu zincir tıpkı bir helezon yay gibi dönüm yapar.

DNA şifrelemeyi nasıl yapar?:   DNA zinciri hücrenin içerisinde bulunan ve nukleus(çekirdek) adı verilen bir organelin içerisinde bulunur.Bir insanda ise yaklaşık 70-100 trilyon tane hücre vardır ve her bir hücrenin içerisinde DNA molekülü ayrı ayrı mevcuttur.Fakat dikkat ederseniz her hücre birbirinden farklı fonksiyonlara sahiptir. Mesela gözünüzdeki hücreyle elinizin deri hücreleri birbirinden farklıdır.Peki DNA ları aynı olan hücreler neden farklılaşma gösteriyorlar?.Yada şu şekilde soralım; Neden göz hücrelerimiz ile deri hücrelerimiz veyahut karaciğer hücrelerimiz ile dil hücrelerimizin DNA ları aynı olmasına rağmen, birbirlerine benzemiyorlar.Yanıt ise basittir.

  DNA nın üzerinde "Histon" adı verilen bazı moleküller vardır.Bu moleküller DNA nın belirli bölgeleri dışında diğer tüm bölgelerinin üzerlerini kaparlar.Örneğin göz hücrelerinizde, bu moleküller yanlızca DNA nın gözle ilgili bölgelerini açık tutar.Diğer tüm bölgeler ise bu moleküller tarafından kapatılır.Aynı şey dil veya karaciğer hücreleri içinde geçerlidir.Mesela bir hücre dil hücresi olacaksa DNA nın yanlnızca dili meydana getirecek bölgeleri açık tutulur.Diğer bölgeler ise "Histon" lar tarafından kapatılır.

 Eğer diğer bölgeler açık olsaydı sonuç tam bir facia olacaktı.Bir hilkat garibesine dönüşecektik. Fakat dönüşmüyoruz çünki hücrede son derece kompleks bir kontrol sistemi mevcuttur ve DNA nın kendini hatasız kopyalaması ve canlının her hücresininin görevini kusursuz bir biçimde tayin etmesini sağlar.

  Yandaki şekilde DNA nın çift zincirli (ip merdiven gibi) ve aynı zamanda dönüm yaparak heliks oluşturmuş hali net bir şekilde görünmektedir.Altın renginde olan bölge ise zincirin omurgasıdır.Bu omurgaya Adenin, Guanin, Sitozin ve Timin adı verilen bazlar (Kırmızı, mavi, turuncu ve yeşil renkli)mükemmel bir sıra oluşturacak şekilde sıralanırlar.Resimde kısa bir bölgesi görülen DNA zinciri gerçekte çok uzun bir zincirdir. Bu zincir insan hücresinde ortalama olarak 1 metreyi bulabilir.

  Ama ne muhteşemdirki bu kadar uzun bir zincir mikroskopla bile zor görülebilen bir hücrenin içine hassas bir biçimde paketlenerek yerleştirilir.

  Dahada ilginci DNA daki bazların sıralamasını kağıda dökmeye kalkışırsak bir kütüphane dolusu ansiklopediye ihtiyacımız olacaktı. Yani vucudunuzdaki küçücük bir hücrenin içerisinde bir kütüphane dolusu kitabı dolduracak kadar bilgi saklıdır.Bu ise insan aklının kavramakta zorlandığı bir durumdur.DNA gerek yapısal gerekse fonksiyonel bakımdan gerçekten bir yaradılış harikasıdır.

 DNA nın heliks yapısı her canlıda aynıdır.Fakat şekilde görülen altın rengindeki omurgaların arasında sıralanan renkli "bazların dizilimi" ise her canlıya özgüdür.

  DNA nın yapısında bozulma ve zincirdeki bazların sıralamasında bir değişiklik olursa meydana gelecek canlı ya sakat doğar yada ölür. Örneğin çocuklarda "Down sendromu" yada "Anemi" adı verilen kan kanserinin nedeni DNA daki zincirin bozulmasından kaynaklanır.

 Şu an bu satırları okuyacak kadar sağlıklı iseniz bunu hücrelerinizdeki muazzam kontrol sistemine borçlusunuzdur.

 DNA ve genler hakkında ayrıntılı bilgi için " Genlerin dünyası " sayfasını ziyaret ediniz.

2-)Enzimler:   Hücrede "Enzim" adı verilen özelleşmiş molekül grupları bulunur.Bu moleküller hücrede tıpkı bir fabrikada çalışan işçiler gibi hiç durmaksızın çalışırlar.Eğer enzimler olmasaydı su an bu yazıları okuyamayacaktınız.Enzimler hücre içerisinde olmasa olmaz değerindeki moleküllerdir.Yapılan araştırmalara göre hücre içinde 3500 ü aşkın enzim bulunmaktadır.Bunlardan bir kaç tanesi eksik oldugu vakit hücre içi tüm faaliyetler arap saçına dönmektedir.

 Enzimlerin en önemli görevi DNA nın kopyalanmasına yardımcı olmaktır.Bunun dışında sayısız enzim şu an hücrelerinizde hiç durmaksızın kimyasal tepkimelere girerek yaşamınızın devamlılığını sağlamaktadırlar.

3.Amino asitler:   Amino asit adı verilen diğer bir molekül grubu ise protein adı verilen diğer bir kimyasal molekülün yapıtaşlarıdır.Proteini bir inşaat olarak düşünürseniz amino asitleri bu inşaatın tuğlaları olarak düşünebilirsiniz.Aslında insanı hayrete düşüren hadise amino asitlerin proteinin yapıtaşı olması değil, amino asitlerin proteini meydana getirme aşamasıdır.

 Doğada 20 çesit amino asit mevcuttur(Ender rastlanılanlarıda vardır).Bu amino asitler değişik sıralama ve değişik sayılarda bir tren katarı gibi yan yana bağlanırlar.Bu bağlanma her protein için özeldir. Bir proteinde en az 300 tane aminoasit vardır.Bu amino asitler öyle bir sıralamayla bağlanmışlardırki bu sıralamadaki ufak bir hata proteinin işe yaramaz bir molekül yığını haline gelmesine neden olur.Fakat bağlanma sırasında hata yapılmaz çünki hücredeki muhteşem kontrol sistemleri burada da devreye girerek hataya pay bırakmaz.

 Aklınıza "20 amino asitten nasıl 300 amino asitlik bir sıralama oluşacak" diye bir soru gelebilir.Amino asitler sadece bir kere kullanılmazlar.Örneğin "Glisin" adı verilen bir aminoasit bir protenin üretilmesi sırasında 20 kere veya 30 kere değişik yerlerde veya ard arda sıralamaya katılırlar.

 Yapılan olasılık hesaplarına göre hücrede 20 aminoasidin değişik dizilmeleriyle 10 üzeri 130 adet farklı çesitte protein elde edilebilir.Bu ise korkunç bir rakamdır.Eğer bir karşılastırma yapacak olursak şu örneği verebiliriz.

 Evrendeki toplam atom sayısı 10 üzeri 78 adettir.Fakat elde edilebilecek farklı protein sayısı bundan yaklaşık 10 üzeri 70 kat daha fazladır.

4.Proteinler:   Yukarıda amino asitlerin proteinleri nasıl meydana getirdiğini kısaca özetlemiştik.Peki bu proteinler ne işe yarar?

  Proteinler hücredeki kimyasal reaksiyonların çeşitli basamaklarında kullanılırlar. Eğer enerjiye ihtiyaç duyulacaksa başka başka kimyasal reaksiyonlara girerler.Yada hücrenin amino asite ihtiyacı var ise proteinler parçalanarak amino asitlerine kadar ayrılırlar.Bundan başka proteinler hücre zarında(membran)tuğla niyetine kullanılırlar.Kısacası proteinler hücre için kesinlikle gerekli moleküllerdir.

Not:   Enzimlerde protein yapısındadırlar.Yani enzimlerde aminoasitlerden üretilirler.Fakat her protein enzim değildir.

  Yukarıdaki şekillerde sözünü ettiğimiz enzim ve proteinler görünmektedir.Enzimler ve proteinler aynı yapılara sahiplerdir.Yani her ikiside amino asitlerin zincir oluşturmaları ile meydana gelmiş yapılardır.Fakat proteinlerin enzimlerden farkı yapısal değil fonksiyoneldir. Amnio asitlerin düz zincir oluşturacak şekilde yanyana gelmelerine rağmen şekillerdeki proteinler gayet karmaşık bir yapıya sahiptir.Bunun nedenini örnek vererek açıklayalım ;

 Elinizde 1 metre uzunluğunda bir ip ve bir miktarda boncuk var.Siz ipi elinize alarak boncukları ipe geçirmeye başlıyorsunuz.Bu sıralamayı ta ki ipin sonu gelene kadar yapıyorsunuz. İpin sonuna geldikten sonra meydana getirdiginiz bu düz boncuk dizisinin belirli boncuklarını birbirlerine yapıştırmaya başlıyorsunuz.Mesela 1.boncuğu 4.boncukla, ardından 7.boncuğu 14.boncukla vs..Belirli boncukları diğer boncuklara yapıştırıp işleminizi tamamladığınızda karşınıza karmaşık bir el sanatı çıkıyor.

 İşte aminoasitleri bu boncuklara benzetebilirsiniz.Hücre amino asitleri tıpkı yukarıdaki örnekteki gibi önce yanyana dizer.Daha sonra bu düz zinciri enzimler vasıtasıyla şekillendirmeye başlar.DNA tarafindan şifrelenmiş bilgilerle hangi boncuğun dizideki diğer hangi boncuğa bağlanacagını hücre kusursuz bir şekilde tasarlar.Burada bizim örneğimizden farklı olan en önemli özellik hücrenin, hangi amino asidin hangisine bağlanacağını belirli bir düzene göre yapmasıdır.Yani hücrede hiçbir işlem rastgele yapılmaz.

 Mikroskopla bile zor görülebilen bir hücrede insanı hayrete düşüren daha bunun gibi birçok sentez ve kontrol mekanizması bulunmaktadır.Hücre gerçektende küçük bir "Devasal mucize" dir.

5-)Hücre zarı(Membran):   Hücreyi koruyup dış etkenlerden izole eden yapı bildiğiniz gibi hücreyi saran bir zardır.Zar denilen yapı insan kulağına gayet basit bir yapı gibi gelsede bir hücre zarındaki yapılar bile insanı hayrete düşürmeye yetmektedir.Zarın yapısı temelde yağ ve protein moleküllerinden oluşur.Fakat buna ilave olarak zar üzerinde yardımcı birçok yapı vardır.

 Mesela zar üzerinde iyon ve molekül pompaları bulunur.Bu pompalar hücrenin dışındaki bir çok maddeyi hücre içine transfer etmekle görevlidir.Bazı özelleşmiş proteinler ise zara homojen bir şekile dağılarak çeşitli fonksiyonlar üstlenmiştir."Seçici geçirgen" kelimesini sanıyoruzki ortaokuldan beri duymuşsunuzdur. Bir zar nasıl olurda bir maddenin gecişine izin verirken diğerinin gecişini durdurur?.Bu halen tam olarak açıklık kazanamamış fizyolojik bir durumdur.Yapılan araştırmalar, hücrenin zarının bile sanıldığından çok daha karmaşık bir yapıya sahip olduğunu ortaya koymuştur.

  Resimdede görüldüğü gibi zar başlı başına karmaşık bir yapıdır.Tabii resimde görünen şeklin zarın oldukca sadeleştirilmiş bir şekli olduğunuda belirtmek gerekir.Şekildeki mavi tabakalara dikkatle bakarsanız birçok molekülün sırt sırta vererek yanyana geldiğini farkedersiniz.Bu yapı yağ-protein kompleksinden oluşan zardır.Mavi tabakanın altında boşluk vardır.

 Bu boşluktan sonra ikinci bir zar gelir.Yukarıdaki zarın içinde sarı renkli yapılar "proteinler" dir.Bu proteinler silindir şekline benzerler ve içlerinden moleküller geçer.Gene yukarıdaki zarda kıl'a benzer yapılar görülmektedir.Bunlar ise "reseptör" lerdir.Hücre bu reseptörlerle bulunduğu ortamın kimyasal bir analizini yapar.Bu analize göre hangi maddeyi bünyesine alacağına karar verir.Tabii bu karar verme DNA kontrolünde olur.Alttaki zarda ise kıvrık kurdele şeklinde yapılar görülüyor (sarı, kırmızı, mavi, yeşil).Bu yapılar ise madde alışverişinde ve kimyasal reaksiyonlarda rol alan "enzim"lerdir.Bu enzimler zar için oldukça önemli görevleri üstlenmiştir.

 Aşağıda tipik bir hücre resmi görülmektedir.Bu hücre tek hücreliler grubunda yer alan bir canlıya aittir.Hücrenin arkasında görülen kamçı(Flagellum) bu canlı için özelleşmiş olup kamçının şifresi DNA sında saklıdır.Bu kamçı canlının hareket etmesine yardımcı olur.Diğer organeller; mitokondri(enerjiden sorumlu ve kırmızı renkli), Nucleus(çekirdek, mor renkli), endoplazmik retikulum(kanal sistemi, pembe renkli), golgi organeli(salgılama organeli, mavi renkli) vs..) ise net bir şekilde görülüyor.

  Buraya kadar verilen bilgiler temel biyoloji bilgileri olup bundan sonraki yazıların anlaşılması açısından temel teşkil etmektedirler.Bundan sonraki bölumlerde ise zevkle okuyacağınız "Hayvanlar ve bitkilerin ilginç yaşamları"nı konu alan yazılar mevcut.Ayrıca "Genlerin dünyası" ve "Akıllı moleküller" sayfalarında da bir o kadar zevkle okunacak yazılar bulunmaktadır.