Biyoloji Dünyası

Öncelikle herkesin merak ettigi bazı kavramları öğrenmemizde fayda varÇünki 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 zinciridirBu zincir tıpkı helikopterlerden sarkıtılan "ip merdiven" e benzerYani çift zincir şeklindedirİp 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 bulunurBir insanda ise yaklaşık 70-100 trilyon tane hücre vardır ve her bir hücrenin içerisinde DNA molekülü ayrı ayrı mevcutturFakat dikkat ederseniz her hücre birbirinden farklı fonksiyonlara sahiptir Mesela gözünüzdeki hücreyle elinizin deri hücreleri birbirinden farklıdırPeki 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 benzemiyorlarYanıt ise basittir
DNA nın üzerinde "Histon" adı verilen bazı moleküller vardırBu moleküller DNA nın belirli bölgeleri dışında diğer tüm bölgelerinin üzerlerini kaparlarÖrneğin göz hücrelerinizde, bu moleküller yanlızca DNA nın gözle ilgili bölgelerini açık tutarDiğer tüm bölgeler ise bu moleküller tarafından kapatılırAynı şey dil veya karaciğer hücreleri içinde geçerlidirMesela bir hücre dil hücresi olacaksa DNA nın yanlnızca dili meydana getirecek bölgeleri açık tutulurDiğer bölgeler ise "Histon" lar tarafından kapatılır
Eğer diğer bölgeler açık olsaydı sonuç tam bir facia olacaktıBir 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 görünmektedirAltın renginde olan bölge ise zincirin omurgasıdırBu omurgaya Adenin, Guanin, Sitozin ve Timin adı verilen bazlar (Kırmızı, mavi, turuncu ve yeşil renkli)mükemmel bir sıra oluşturacak şekilde sıralanırlarResimde 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 saklıdırBu ise insan aklının kavramakta zorlandığı bir durumdurDNA gerek yapısal gerekse fonksiyonel bakımdan gerçekten bir yaradılış harikasıdır

DNA nın heliks yapısı her canlıda aynıdırFakat 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 bulunurBu moleküller hücrede tıpkı bir fabrikada çalışan işçiler gibi hiç durmaksızın çalışırlarEğer enzimler olmasaydı su an bu yazıları okuyamayacaktınızEnzimler hücre içerisinde olmasa olmaz değerindeki moleküllerdirYapılan araştırmalara göre hücre içinde 3500 ü aşkın enzim bulunmaktadırBunlardan bir kaç tanesi eksik oldugu vakit hücre içi tüm faaliyetler arap saçına dönmektedir
Enzimlerin en önemli görevi DNA nın kopyalanmasına yardımcı olmaktırBunun dışında sayısız enzim şu an hücrelerinizde hiç durmaksızın kimyasal tepkimelere girerek yaşamınızın devamlılığını sağlamaktadırlar
3Amino asitler: Amino asit adı verilen diğer bir molekül grubu ise protein adı verilen diğer bir kimyasal molekülün yapıtaşlarıdırProteini bir inşaat olarak düşünürseniz amino asitleri bu inşaatın tuğlaları olarak düşünebilirsinizAslında 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 bağlanırlarBu bağlanma her protein için özeldir Bir proteinde en az 300 tane aminoasit vardırBu amino asitler öyle bir sıralamayla bağlanmışlardırki bu sıralamadaki ufak bir hata proteinin işe yaramaz bir molekül yığını haline gelmesine neden olurFakat 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 gelebilirAmino asitler sadece bir kere kullanılmazlarÖrneğin "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 edilebilirBu ise korkunç bir rakamdırEğer bir karşılastırma yapacak olursak şu örneği verebiliriz
Evrendeki toplam atom sayısı 10 üzeri 78 adettirFakat elde edilebilecek farklı protein sayısı bundan yaklaşık 10 üzeri 70 kat daha fazladır
4Proteinler: Yukarıda amino asitlerin proteinleri nasıl meydana getirdiğini kısaca özetlemiştikPeki bu proteinler ne işe yarar?
Proteinler hücredeki kimyasal reaksiyonların çeşitli basamaklarında kullanılırlar Eğer enerjiye ihtiyaç duyulacaksa başka başka kimyasal reaksiyonlara girerlerYada hücrenin amino asite ihtiyacı var ise proteinler parçalanarak amino asitlerine kadar ayrılırlarBundan başka proteinler hücre zarında(membran)tuğla niyetine kullanılırlarKısacası proteinler hücre için kesinlikle gerekli moleküllerdir
Not: Enzimlerde protein yapısındadırlarYani enzimlerde aminoasitlerden üretilirlerFakat her protein enzim değildir

Yukarıdaki şekillerde sözünü ettiğimiz enzim ve proteinler görünmektedirEnzimler ve proteinler aynı yapılara sahiplerdirYani her ikiside amino asitlerin zincir oluşturmaları ile meydana gelmiş yapılardırFakat proteinlerin enzimlerden farkı yapısal değil fonksiyoneldir Amnio asitlerin düz zincir oluşturacak şekilde yanyana gelmelerine rağmen şekillerdeki proteinler gayet karmaşık bir yapıya sahiptirBunun nedenini örnek vererek açıklayalım ;
Elinizde 1 metre uzunluğunda bir ip ve bir miktarda boncuk varSiz ipi elinize alarak boncukları ipe geçirmeye başlıyorsunuzBu sıralamayı ta ki ipin sonu gelene kadar yapıyorsunuz İpin sonuna geldikten sonra meydana getirdiginiz bu düz boncuk dizisinin belirli boncuklarını birbirlerine yapıştırmaya başlıyorsunuzMesela 1boncuğu 4boncukla, ardından 7boncuğu 14boncukla vsBelirli boncukları diğer boncuklara yapıştırıp işleminizi tamamladığınızda karşınıza karmaşık bir el sanatı çıkıyor
İşte aminoasitleri bu boncuklara benzetebilirsinizHücre amino asitleri tıpkı yukarıdaki örnekteki gibi önce yanyana dizerDaha sonra bu düz zinciri enzimler vasıtasıyla şekillendirmeye başlarDNA tarafindan şifrelenmiş bilgilerle hangi boncuğun dizideki diğer hangi boncuğa bağlanacagını hücre kusursuz bir şekilde tasarlarBurada bizim örneğimizden farklı olan en önemli özellik hücrenin, hangi amino asidin hangisine bağlanacağını belirli bir düzene göre yapmasıdırYani hücrede hiçbir işlem rastgele yapılmaz
Mikroskopla bile zor görülebilen bir hücrede insanı hayrete düşüren daha bunun gibi birçok sentez ve kontrol mekanizması bulunmaktadırHücre gerçektende küçük bir "Devasal mucize" dir
5-)Hücre zarı(Membran): Hücreyi koruyup dış etkenlerden izole eden yapı bildiğiniz gibi hücreyi saran bir zardırZar denilen yapı insan kulağına gayet basit bir yapı gibi gelsede bir hücre zarındaki yapılar bile insanı hayrete düşürmeye yetmektedirZarın yapısı temelde yağ ve protein moleküllerinden oluşurFakat buna ilave olarak zar üzerinde yardımcı birçok yapı vardır
Mesela zar üzerinde iyon ve molekül pompaları bulunurBu pompalar hücrenin dışındaki bir çok maddeyi hücre içine transfer etmekle görevlidirBazı 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 durumdurYapılan araştırmalar, hücrenin zarının bile sanıldığından çok daha karmaşık bir yapıya sahip olduğunu ortaya koymuştur

Resimdede görüldüğü gibi zar başlı başına karmaşık bir yapıdırTabii resimde görünen şeklin zarın oldukca sadeleştirilmiş bir şekli olduğunuda belirtmek gerekirŞekildeki mavi tabakalara dikkatle bakarsanız birçok molekülün sırt sırta vererek yanyana geldiğini farkedersinizBu yapı yağ-protein kompleksinden oluşan zardırMavi tabakanın altında boşluk vardır
Bu boşluktan sonra ikinci bir zar gelirYukarıdaki zarın içinde sarı renkli yapılar "proteinler" dirBu proteinler silindir şekline benzerler ve içlerinden moleküller geçerGene yukarıdaki zarda kıl'a benzer yapılar görülmektedirBunlar ise "reseptör" lerdirHücre bu reseptörlerle bulunduğu ortamın kimyasal bir analizini yaparBu analize göre hangi maddeyi bünyesine alacağına karar verirTabii bu karar verme DNA kontrolünde olurAlttaki zarda ise kıvrık kurdele şeklinde yapılar görülüyor (sarı, kırmızı, mavi, yeşil)Bu yapılar ise madde alışverişinde ve kimyasal reaksiyonlarda rol alan "enzim"lerdirBu enzimler zar için oldukça önemli görevleri üstlenmiştir
Aşağıda tipik bir hücre resmi görülmektedirBu hücre tek hücreliler grubunda yer alan bir canlıya aittirHücrenin arkasında görülen kamçı(Flagellum) bu canlı için özelleşmiş olup kamçının şifresi DNA sında saklıdırBu kamçı canlının hareket etmesine yardımcı olurDiğer 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