Moleküler Tamirat Mucizesi

... Daha sonra farkına vardım ki, DNA o kadar değerli ki muhtemelen pek çok farklı koruma mekanizması olmalıdır. (Francis Crick, DNA’nın kaşiflerinden) 1

Firmalarda kritik noktalarda bulunan bilgisayarlar hep yedekli yapıda bulunur. DNA’da da benzer bir yedek sistemi olduğunu biliyor muydunuz? Ayrıca bu sistemlerde meydana gelen arızalar tespit edilir ve derhal arızanın giderilmesi için üretici firmadan yardım alınır. Problemin ne olduğu araştırılır, ve ona uygun çözümler ile sonuca gidilir. Neticede sürekli olarak düzgün çalışan bir sistem sağlanır. Peki benzer ancak çok daha profesyonel bir tamir sisteminin hücrelerimizde de olduğunu biliyor muydunuz? DNA son derece değerli bir bilgi hazinesidir. Ve bu bilgi hazinesini sürekli bozulmasına sebep olan şartlar vardır. Ancak Allah’ın bir rahmeti olarak son derece kapsamlı tekniklerle DNA’daki hasarlarımız onarılır.

DNA vücudumuzla ilgili fiziki bilgilerin kodlandığı kitaplar dolusu bir kütüphanedir. Kendine has bir dili vardır. Bu dilin alfabesi ise 4 harften oluşur. Bu harfler kısa gösterimleri A, T, G ve S olan Adenin, Timin, Guanin ve Sitozin adlı büyük moleküllerdir. Şeker ve fosfat moleküllerinin oluşturduğu zincire bağlanarak dizilirler. Şeker ve fosfat adeta kağıda benzer A,T, G ve S’den oluşan zincirler ise o kağıdın üstüne yazılan yazıya. Bir harfi gördüğünüzde elbette onun birisi tarafından yazıldığını bilirsiniz, aynı bunun gibi kütüphane dolusu yazı içeren DNA’yı da pek yüksek bir akıl, üstün bilgi sahibi olan Allah’ın yazdığını anlarsınız. Bu eşsiz bilgiyi Allah yaratır ve DNA olarak sergiler. Bu tek zincirden oluşan yapı, fiziki yapımızla ilgili bütün bilgileri içerirken ilginç bir şekilde aynı bilginin bir kopyası daha vardır. DNA çift zincirden oluşur. İkinci zincir ise ilk zincirin bir nevi ayna görüntüsü gibidir. Her A’nın karşısında bir T, her T’nin karşısında bir A; her G’nin karşısında bir S, her S’nin karşısında ise bir G bulunur. Tıpkı bir fotoğrafın negatifi gibi bu 2. zincir ilkinin bütün bilgisini içerir. Peki acaba böyle bir yedek zincir neden yaratılmış olabilir? Burada detaylarını  göreceğimiz pek tedbirli ve hikmetli bir iş görme söz konusudur. Bu tedbir ve hikmeti gördüğünüzde bir kez daha Allah’ın dışında ilah olarak sürülen tesadüflerin, maddenin ve fiziksel kuralların ne kadar aciz olduğuna şahit olacaksınız.

Pek çok insan esasen DNA’nın nükleotid olarak bilinen yapılardan oluştuğunu bilir. Ve zincirde sıralanan A, T, G ve S bazlarının bilgiyi ifade ettiklerini de bilir. Ancak DNA, onu bozmaya çalışan bir dizi etmenle karşı karşıyadır. Dolayısıyla DNA’da meydana gelen bozulmalar, var olan bilginin bozulmasına sebep olur. Bu da hayatın bozulması anlamına gelecektir. Sonsuz şefkatli olan Allah esirgeyen koruyan özelliğini DNA’da bütün ihtişamıyla göstermektedir. Bizim için bu DNA arızalarından korunma yolları yaratmıştır. Peki DNA’daki arızalar nelerdir, bunlara ne sebep olmaktadır ve ne tip koruma sistemlerini Allah bizim için yaratmıştır?

DNA’daki Hasar Çeşitleri ve Tamir Yöntemleri

DNA muazzam büyük bir bilgidir ve bu bilgi moleküllerden oluşan harflerle yazılmıştır. Bu moleküller ise pek çok fiziksel etmenle bozulur. Her bir bozucu şart için ise Allah o dertten kurtulmanın yolunu yaratır.

DNA Çoğaltılırken Oluşan Hatalar ve Tamiri

Hücre içindeki bilgi hücre bölünmeden önce fotokopi makinelerinde sayfaların çoğaltılması gibi çoğaltılmaktadır. Bunun yapılabilmesi için pek çok farklı molekül devreye girer. Öncelikle çift zincir halinde bulunan DNA ayrılır. Başka bazı enzimler araya girerler ve belli bir yönde sırayla ilerleyerek harfleri okurlar ve o harfin karşısında olması gereken harf bulup yapıştırarak ilerlerler. Bu sayede DNA’daki bilgi tıpkı fotokopi makinesindeki örnekte olduğu gibi adım adım kopyası alınarak çoğaltılır.

Ancak bu kopyalama sırasında hatalar olabilmektedir. Örneğin bakterilerde kopyalanan her 100.000 harf çoğaltmasından birinin hatalı olabildiği tespit edilmiştir. 2 Ne var ki bu hatanın tamiri için proofreading adlı bir sistem devreye girer. Her harfin kopyalama işlemi yapıldıktan sonra zincirin karşısına yerleştirilen harfin doğru olup olmadığı kontrol edilir ve eğer yanlış olduğu bulunursa bu yanlış harf atılır ve yerine doğrusu konulur. Bu durum bilgisayarda bir yazı yazarken yanlış yazdığınız bir harfi fark edip düzeltmeniz gibidir. Ancak hiçbir şeyden haberi olmayan atomlardan ibaret enzimlerin bu derece şuurlu işi yapmaları Allah’ın ilhamı ile olur. Nasıl ki gazetelerde yayına çıkmadan önce editörler yazıları kontrol edip öylece yayına verir, aynı onun gibi şuursuz enzimlerin DNA’daki yazma işini kontrol edip düzeltmeleri açık bir yaratılış mucizesidir. Diyelim ki DNA kopyalanırken proofreading mekanizması ile de hata düzeltilmedi. O zaman da bir başka sistem devreye girer.

Hatalı-Eşleşmenin Tamiri Yöntemi

DNA kopyalandıktan sonra hatalı bazı düzeltmenin bir yolu daha vardır. Buna Hatalı Eşleşmenin Tamiri Yöntemi denmektedir. 3 Bu yöntemle hatalı baz tanınır, kesilir ve yerine doğrusu yerleştirilir. Ancak ortada bir sorun vardır. DNA çift zincir olduğuna göre hangi bazın hatalı olduğunu bu sistem nereden  bilmektedir? İşte bu noktada “tanıtım etiketleri” olarak bilinen özel diziler devreye girer. Örneğin E. Coli adlı bakteride GATC adlı belli aralıklarla zincirde tekrar eden bazlardan oluşan tanıtım etiketleri vardır. Bu etiketler, eski zincir ve yeni sentezlenen zincirlerin her ikisinde de bulunmaktadır ama tek bir farkla. Eski zincirdeki GATC dizisi küçük bir molekülün diziye bağlanması ile işaretlenmiştir. Bu işleme metillenme denir. Yani eski zincir metilli iken yeni zincir değildir. İşte yeni ile eski zincir arasındaki bu fark moleküllerce tanınır. Dolayısı ile hatalı harfin yeni zincirde yani metilsiz zincirde olduğu yorumu yapılır. DNA’nın kopyalanmasından sonra yeni zincirde kalan hatalar bu yöntemle tanınır. Yine bu tanımadan sonra hatalı baz moleküllerce kesilir, doğrusu bulunur, yerleştirilir ve gerekli bağlantılar yapılarak DNA’ya monte edilir. Bu hayret verici işlemlerin hepsinin atomlardan ibaret enzim denilen moleküllerce yapılması üstün bir yaratılıştır. Bütün bu detayların hepsi üstün bir zekayı göstermektedir. Ayrıca şunu unutmamak gerekir. Bu kompleks sistemin çalışabilmesi için, bütün bu enzimlerinin olması şarttır. Birinin eksikliğinde hasar tamir edilmez. Bu da canlıların kademe kademe geliştiğini iddia eden evrim teorisini bir kez daha acizliğini gösterir.

Baz Kaybı

Günde diploid genom başına 18.000 kadar G, A ve  600 kadar T, S bazları kaybolmaktadır. 4 Yani fosfat şeker grubuna bağlanan A,T,G ve S’lerden bazısı kopmaktadır. Bu elinizde bulunan kitabın bazı harflerinin silinmesi gibidir.

Çeşitli sebeplerden şeker molekülüne bağlanan A,T,G ve S bazları kopabilmektedir. Bu takdirde DNA’daki bilginin bazısı kaybolmaktadır. Bu ise hayatın devamını tehlikeye sokan bir durumdur. Ancak pek şefkatli olan Allah bunun ilacını bizim içimizde hücrelerimizde yaratmıştır.

Her gün bu derece yüksek baz kaybı olması elbette ki mükemmel bir sistem olan DNA’yı kısa süre sonra kullanılmaz hale getirecektir. İşte DNA’daki bu kayıplar görevli moleküllerce tespit edilir, bu boş yerlere uygun, doğru moleküller bulunur ve yerleştirilir. Böyle bir korumanın olmadığı sistem başta mükemmel bile olsa en sonunda işe yaramaz hale gelir. Bu da canlıların kademe kademe kendiliğinden geliştiğini iddia eden evrim teorisini bir kez daha çürütür. Çünkü her ne kadar DNA’nın tesadüfler eseri meydana gelmesi mümkün olmasa bile, bir an için bunun varlığını kabul etsek bile, oluşan kayıplar neticesinde bir süre sonra yokluğa sürüklenecektir. DNA’yı koruyan sistemlerin de olması ve her an iş başında olması şarttır. Allah rahmetini geniştir, bizi sürekli korur. Her gün DNA’larımızda meydana gelen eksikler sistemli bir şekilde bulunur ve düzeltilir.

Dikkatli incelenirse burada sebeplerin ortadan kalktığı bir durum söz konusudur. Bir molekülün DNA’daki eksikleri tespit etmek gibi dikkat gerektiren bir işi kendine vazife edinmesi, bunu mükemmel bir şekilde başarması ve hatayı tespit ettikten sonra da yine başka görevli moleküllerce eksik olan bazın ne olduğuna karar verilmesi, bunun imalatı ve uygun yere yerleştirip, DNA’ya da gerekli yerlerinden monte edilmesi her biri kusursuz bir aklın, organizasyonun ürünüdür. Moleküller üzerinde böyle müthiş bir organizasyon, iş görme Allah’ın sebepsiz perdesiz bir tecellisidir. Tesadüflerin, şuursuzluğun hayatın hiç bir yönünde olmadığının bir delilidir.

Bazlarda Meydana Gelen Bozulmalar ve Kesme Mekanizmaları

DNA’da sıralı vaziyette duran bazlardan G ve A bazları bazı durumlarda zarar görürler. Alkil grupları denilen karbon içeren gruplar bu bazlara bağlanabilmektedir. Böyle bazlara alkillenmiş bazlar denir. Bu tip bazlar ise DNA zincirinin karşısındaki bazla bağ yapmasını engelleyebilmekte ya da yanlış bir baz ile bağ kurmasına sebep olmaktadır. Yine serbest radikal olarak bilinen son derece reaktif olan bazı moleküller de bu bazlara bağlanıp yapı bozukluğuna sebep olabilmektedir. 5 Ani deaminasyon adlı bir işlem neticesinde ise bazlar DNA’dan kopmaz ama yapısı bozulur. Hatta başka bir baza dönüşmektedir.

Bütün bu hasar meydana getiren işlemler okuduğunuz yazının harflerinin başka harflere dönüşmesine benzer. Ya da mürekkepli bir kalemle yazılmış bir yazının üzerine su düşmesi ile harflerin bozulmasına benzemektedir. Ancak bu bozulma DNA için son derece önemlidir. Çünkü bilgi artık ya değişmiştir  ya da okunması mümkün olmamaktadır. Elbette ki bu da hayatın devamını tehlikeye sokan bir durumdur.

Ani deaminasyon adlı bir kimyasal işlem neticesinde Sitozin bazları Urasil adlı RNA moleküllerinde bulunan başka bir baza dönüşmektedir.

Peki DNA’daki bu zarar görmüş bazlardan canlılar nasıl temizlenir? Bunun için kullanılan yaygın tamir sistemi Baz Eksisyon Tamiri’dir.

Zarar görmüş olan bazı DNA glikosilaz adlı bir enzim tanır. Bozuk bazı DNA glikosilaz  DNA’dan ayırır. Bir başka enzim olan AP endonükleaz adlı bir enzim DNA’da bazın bağlandığı iskeleti kırar. İskeletteki şeker ve fosfatlar da  enzimlerce uzaklaştırır. Boşalan yeni yere DNA polimeraz enzimi gelerek tekrar doğru bir şekilde doldurulur. En sonunda da DNA ligaz adlı enzim gelerek kırığı yapıştırır.  6

Bu fotoğraf hatalı bazların tespiti için özel olarak yaratılmış olan bir enzim
olan Urasil DNA Glikosilazı göstermektedir. Molekülleri hücrenin içinde uzman işçiler olarak Allah yaratır. (Fotoğrafın kaynağı Friedberg et. al., “DNA Repair and Mutagenesis”, 2006.)

Burada son derece şuurlu bir iş yapılmaktadır. Hasar görmüş bazın tespiti, DNA’dan uzaklaştırılması, yeniden DNA sentezinin yapılması için iskeletin temizlenmesi, doğru bazın bulunup DNA’ya yerleştirilmesi ve DNA’nın kalan kırığının da yapıştırılması hepsi birbirinden farklı, uzmanlık, dikkat ve iş becerisi gerektiren yeteneklerdir. Atomlardan oluşan enzimlerin adeta bilim adamları, mühendis ve işinde uzman işçiler gibi davranması son derece ilginç bir durumdur. Kainatın en küçük noktasında dahi tesadüfe yer olmadığının bir başka ispatıdır.

Büyük DNA Hasarları ve Tamiri

DNA ultraviyole radyasyona maruz kaldığında da yapısında bozulmalar olur. Örneğin aynı zincirde bulunan yanyana Timin bazları karşı zincirdeki bazlarla değil de kendi aralarında bağ kurabilirler. Bu yapıya Timin Dimeri denir. Bunun neticesinde DNA’nın yapısı bozulur. Bu önemli bir hatadır çünkü DNA’nın çoğaltılması bu hatanın olduğu yere geldiğinde durur. 7

Bu tip timin dimerleri ve genel olarak büyük DNA hasarları Nükleotit Eksisyon Yöntemi ile onarılır. Bu yöntem son derece şuurlu birinin yapması gereken kademelerden oluşur. Öncelikle hasarın olduğu bölge tespit edilir. Ökaryot hücrelerde 12-13 nükleotit uzunluğunda ve prokaryot hücrelerde 24-32 nükleotit uzunluğunda parçalar hasarlı bölge içerilecek şekilde kesilir. Kesilen parça DNA’dan uzaklaştırılır. DNA’da oluşan boşluk doldurulur ve DNA’ya yapıştırılır.

  
 
Bu resimlerde sırasıyla DNA’daki hasarlı bölgenin tespiti, kesilmesi, DNA’dan uzaklaştırılması, yerine yenisinin yapılması ve yeni zincirin DNA’ya yapıştırılması adımları gösterilmiştir. Tüm bu dikkat, bilgi ve maharet gerektiren işlemleri, atomlardan ibaret enzimlerin yaptığını gözden kaçırmayın. Şüphesiz böyle açık bir şuurun kaynağı cansız maddelerin kendisi değildir. Hayatın, canlılığın belki de en küçük örneği gözükür bu resimlerde. Allah atomları canlı insanlarmış gibi hareket ettirir ve  bize bu film gibi çekilmiş kareleri gösterir. Nasıl ki taş, toprak, hava cansızdır, kendiliğinden bir hayat kaynakları yoktur, bu cansız atomların da  kendilerine ait bir hayatları yoktur. Onların üzerinde tecelli eden Allah’ın Hayy,  yani Hayat Veren ismidir.

Moleküler Teknolojik Harika: Fotoliyaz Enzimi

İnsanı da içeren plasentalı memeliler hariç neredeyse bütün canlılarda timin dimerlerini tamir etmenin bir yolu daha vardır. Bu tamir metodunda son derece ilginç bir yöntem uygulanır. Fotoliyaz adlı bir enzim, hasarlı DNA bölgesi ile bir bütün oluşturur. Fotoliyaz enzim, içinde bir nevi anten barındırır. Bu anten güneşten gelen enerjiyi soğurmaya yarar. Güneşten gelen enerji, enzimin içinde FADH- olarak adlandırılan bir başka bölgeye aktarılır. Aktarılan enerji kullanılarak bir elektron hasarlı bölgeye yollanır. Elektronun yollanmasıyla Timin dimerleri arasındaki zararlı bağ kırılır ve elektron da enzime geri yollanır. Hasarın tamirinden sonra da enzim DNA’dan ayrılır. Görüldüğü gibi bu molekül müthiş bir işçidir çünkü birbirinden farklı işleri yani enerji temini, hasar tespiti ve tamiratını mükemmel bir şekilde yapmaktadır.

 
DNA’daki hasarı da ve tamiri de Allah yaratır. Bununla bize sanatının detaylarını gösterir. Fotoliyaz enziminin DNA’daki hasarın tamiri için enerjisini güneşten elde etmesi, bu enerjiyi kullanarak aradaki bağı kırması ve işini bitirmesiyle DNA’dan ayrılması Allah’ın sanatının üstünlüğünü gösterir. Moleküler seviyedeki teknolojik harikalarını gösterir.

Tamir Sistemlerinin olmadığı bir durumda, DNA’nın yapısını bozan ve hayatın işleyişine zarar veren hasarlar neticesinde canlılar çok hızlı bir bozlumla sürecine girer ve türler birer birer yokolur. Ama gerçekte böyle olmaz çünkü Allah’ın özel koruması sayesinde hatalar kurtulunur.

Bir zamanlar pırıl pırıl güzel bir araba zamanla bozulmaya uğrar. Termodinamiğin 1. kanunu olan evrenimizdeki genel kural kompleks mükemmel her sistemin zamanla bozulmaya uğradığını ifade eder. İçinde mükemmel ve hadsiz bir bilgi barındıran DNA’nın da normalde benzer bir sona uğraması gerekirdi. Ancak Allah özel koruma ve tamir sistemleri ile bu muazzam kütüphaneyi hızla çürüyüp yok olmasını engeller. Bu yazı boyunca pek çok örneğini gördüğünüz bozulma örnekleri pek çok tamir yöntemi ile eski haline çevrilir.

Kaynak:
1 Crick, F. The double helix: a personal view. Nature 248, 766–769 (1974).
2http://www.emunix.emich.edu/~rwinning/genetics/mutat5.htm
3 Moleküler Biyoloji, Nobel Yayınevi, Sayfa 132, Editörler: Ahmet Yıldırım, Fevzi Bardakcı, Mehmet Karataş, Bahattin Tanyolaç
4 http://asajj.roswellpark.org/huberman/DNA_Repair/damage_types.html
5 Moleküler Biyoloji, Nobel Yayınevi, Sayfa 117-119, Editörler: Ahmet Yıldırım, Fevzi Bardakcı, Mehmet Karataş, Bahattin Tanyolaç
6 Moleküler Biyoloji, Nobel Yayınevi, Sayfa 127, Editörler: Ahmet Yıldırım, Fevzi Bardakcı, Mehmet Karataş, Bahattin Tanyolaç
7 Moleküler Biyoloji, Nobel Yayınevi, Sayfa 119, Editörler: Ahmet Yıldırım, Fevzi Bardakcı, Mehmet Karataş, Bahattin Tanyolaç