ÖNSÖZ VE KONULARLA İLGİLİ TEMEL BİLGİLER

Tweet

  Öncelikle herkesin merak ettiği bazı kavramları öğrenmemizde fayda var. Çünkü bu kavramların ne olduğunu bilmezseniz okuduğunuz 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 nükleus (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 yalnızca 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 yalnızca 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 çünkü hücrede son derece kompleks bir kontrol sistemi mevcuttur ve DNA'nın kendini hatasız kopyalaması ve canlının her hücresinin 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.

 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 olduğu 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. Aminoasitler:  Aminoasit adı verilen diğer bir molekül grubu ise protein adı verilen diğer bir kimyasal molekülün yapıtaşlarıdır. Proteini bir inşaat olarak düşünürseniz aminoasitleri bu inşaatın tuğlaları olarak düşünebilirsiniz. Aslında insanı hayrete düşüren hadise aminoasitlerin proteinin yapıtaşı olması değil, aminoasitlerin proteini meydana getirme aşamasıdır.

 Doğada 20 çesit aminoasit mevcuttur(Ender rastlanılanlarıda vardır). Bu aminoasitler 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 aminoasitler öyle bir sıralamayla bağlanmışlardır ki bu sıralamadaki ufak bir hata proteinin işe yaramaz bir molekül yığını haline gelmesine neden olur. Fakat bağlanma sırasında hata yapılmaz çünkü hücredeki muhteşem kontrol sistemleri burada da devreye girerek hataya pay bırakmaz.

 Aklınıza "20 aminoasitten nasıl 300 aminoasitlik bir sıralama oluşacak" diye bir soru gelebilir. Aminoasitler sadece bir kere kullanılmazlar. Örneğin "Glisin" adı verilen bir aminoasit bir protenin üretilmesi sırasında 20 kere veya 30 kere değişik yerlerde veya art arda sıralamaya katılırlar.

 Yapılan olasılık hesaplarına göre hücrede 20 aminoasidin değişik dizilmeleriyle 10 üzeri 130 adet farklı çeşit 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 aminoasitlerin 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 aminoasite ihtiyacı var ise proteinler parçalanarak aminoasitlerine 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 ikisi de aminoasitlerin zincir oluşturmaları ile meydana gelmiş yapılardır. Fakat proteinlerin enzimlerden farkı yapısal değil fonksiyoneldir.  Amnioasitlerin 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 getirdiğiniz 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 aminoasitleri tıpkı yukarıdaki örnekteki gibi önce yan yana dizer. Daha sonra bu düz zinciri enzimler vasıtasıyla şekillendirmeye başlar. DNA tarafindan şifrelenmiş bilgilerle hangi boncuğun dizideki diğer hangi boncuğa bağlanacağını 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 rasgele 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 gelse de 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 sanıyoruz ki ortaokuldan beri duymuşsunuzdur.  Bir zar nasıl olurda bir maddenin geçişine izin verirken diğerinin geçişini 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.
 

  Resimde görüldüğü gibi zar başlı başına karmaşık bir yapıdır. Tabii resimde görünen şeklin zarın oldukça sadeleştirilmiş bir şekli olduğunu da belirtmek gerekir. Şekildeki mavi tabakalara dikkatle bakarsanız birçok molekülün sırt sırta vererek yan yana geldiğini fark edersiniz. 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 proteinlerdir. Bu proteinler silindir şekline benzerler ve içlerinden moleküller geçer. Gene yukarıdaki zarda kıl'a benzer yapılar görülmektedir. Bunlar ise reseptörlerdir. 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 enzimlerdir. 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 (flagella) 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) ise net bir şekilde görülüyor.
 

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