April 29, 2013

İlk DNT Necə Meydana Gəldi? Retroviruslar, "Öncə-RNT Fərziyyəsi" və "RNT Dünyası Qaydası"

Bu yazımıza qədər sizlərə canlılıqla cansızlıq arasında hər hansı bir fərq olmadığından, canlılığı ayırd etməkdə istifadə etdiyimiz "Həyat Molekulları"nın necə meydana gəlmiş ola biləcəyindən, strukturlarından və funksiyalarından bəhs etdik. Zülallar, karbohidratlar və yağların strukturlarına və meydana gəlmələrinə ətraflı şəkildə toxunduq. Canlılığın Təkamülü silsiləsindən bir əvvəlki yazımızda isə nukleotidlərdən başlayaraq xromosomlara qədər şərhlər verdik və bunların "xüsusi" molekullar olmadığını sizlərə göstərdik.

Bu yazımızda isə, bu molekulların hər birinin necə meydana gələ biləcəyini izah etmək istəyirik. Çünki əvvəlki yazılarımız ağırlıqlı olaraq düşüncələrdəki yanlış təsəvvürləri silməyi hədəfləməkdə idi. Bu yazımızdan etibarən isə, bu molekulların təkamül müddətində necə meydana gəldiklərini araşdırmağa başlayacağıq.

Hər şeydən əvvəl söyləmək lazımdır ki hansı molekulun necə və hansı sırada meydana gəldiyi mövzusu, uzun müddət elm insanlarının fikirlərini qarışdırmış və bir çox fərziyyənin ortaya atılmasına, onlarla təcrübənin təşkil edilməsinə, mövzu haqqında bir çox tezis yazılmasına səbəb olmuşdur. Bir qrup elm insanı əvvəlcə maddələr mübadiləsini, daha doğrusu struktur içərisində davam etdiriləcək fəaliyyətlərin cəmini meydana gətirəcək olan karbohidrat, yağ və zülalların əvvəl; genetik materialın isə bunların meydana gəlməsinə bağlı olaraq sonradan meydana gəlməsi lazım olduğunu irəli sürmüşlər. Buna elm dünyasında Öncə-Maddələr mübadiləsi Fərziyyəsi deyilməkdədir. Bir başqa qrup elm insanı isə, əvvəlcə genetik materialın meydana gəlməsi lazım olduğunu, sonra isə bu meydana gəlməyə bağlı olaraq struktur içi fəaliyyətin meydana gəlməsi lazım olduğunu irəli sürmüşlər. Ancaq bu fərziyyə, güclü dəstək qazanmamış və dolayısıyla Öncə-Maddələr mübadiləsi Fərziyyəsi hər zaman üstünlük qazanmışdır. İkinci fərziyyənin düşdüyü çıxılmaz vəziyyət budur: Əvvəl DNT meydana gəldi, yoxsa RNT? Əvvəl DNT meydana gəldisə bu kompleks quruluş bir dəfədə necə meydana gəldi? RNT, DNT-dən daha sadə quruluşlu olmasına baxmayaraq, nədən DNT-dən sonra meydana gəldi? RNT əvvəl meydana gəldisə, necə oldu ki RNT-dən DNT meydana gələ bildi? Bu suallara cavab tapılmazkən, Biologiyada yazı içərisində təkrar dönəcəyimiz Mərkəzi Doqma deyilən bir qanunun etibarlı olduğu düşünülməkdə idi. Buna bağlı olaraq bir qrup elm insanı əvvəl DNT-nin meydana gəlməsi lazım olduğunu iddia edərək Öncə-DNT Fərziyyəsini irəli sürdülər. Bir başqa qrup elm insanı isə, əvvəl RNT-nin var olması lazım olduğunu, ondan sonra isə DNT-nin var ola biləcəyini iddia edərək mərkəzi doqma qanununa qarşı çıxdılar və Öncə-RNT Fərziyyəsini irəli sürdülər. Günümüzdəki yeni tapıntıların işığında bu üç tərəfli mübahisə (Öncə-Maddələr mübadiləsi, Öncə-DNT, Öncə-RNT) müəyyən bir səviyyədə dayanaraq, ortaq bir nöqtədə görüşülməyə başlandı. Biz, bu ortaq nöqtə üzərindən yola çıxaraq başlıqda iştirak edən suallara cavablar verəcəyik.

Əvvəlcə problemə bir daha baxaq: Canlılığı meydana gətirəcək materiallar, müəyyən bir ardıcıllıqla ya da eyni zamanda meydana gəlmiş olmalıdır. Əgər ardıcıllıqla meydana gəldilərsə, hansı ilk olaraq meydana gəldi? Əgər eyni zamanda meydana gəldilərsə, necə oldu ki zamanlama bu qədər doğru və məqsədəuyğun şəkildə üst-üstə düşdü? Bu suallar, elm insanlarının fikirlərini çox qarışdırmışdır. Ancaq artıq nə tamamilə ardıcıllıqla, nə də tamamilə eyni zamanlı bir meydana gəlmə üzərində dayanılmamaqdadır.Hər iki formada yaranmanın bu prosesdə müəyyən nisbətdə iştirak etdiyi düşünülməkdədir.

Maddələr Mübadiləsinin, yoxsa DNT və ya RNT-nin, yəni irsilik və idarəedici materialların əvvəl meydana gəlməsi sualı hələ də müzakirə edilməkdə olan bir sualdır. Bu nöqtədə, ehtimalla bir eyni zamanlılıq vəziyyəti ilə qarşı-qarşıyayıq. Daha sonra toxunacağımız kimi canlılıq, cansızlıq mühitindəki qarmaqarışıq bir mühitdə təkamülləşmişdir. Bu səbəbdən bu mühitdə metabolik vəsait ilə irsi vəsaitin bir yerdə var olma ehtimalı son dərəcə yüksəkdir. Bu materialları bir yerdə saxlaya bilən fərdlərin, tək-tək saxlayanlara nisbətən üstün olması gözlənilir. Bu mövzuya, irəlidəki yazılarımızda daha ətraflı toxunacağıq; ancaq hələlik maddələr mübadiləsi ilə irsilik materialının eyni zamanda və ya heç olmasa bir-birinə çox yaxın zamanlarda meydana gəldiyini düşünə bilərsiniz.

Yaxşı, maddələr mübadiləsinin meydana gəlməsində bir problem yoxdur; çünki karbohidratlar və yağlar, öz-özünə, ekoloji faktorların təsiri altında asanca meydana gələ bilən və meydana gələ bildikləri müşahidə edilə bilən kimyəvi maddələrdir. Nukleotidlər də bənzər şəkildə öz-özünə, uzun sınaq-yanılma müddətləri nəticəsində meydana gələ bilər. Lakin nukleotidlərdən ibarət olan böyük strukturlardan DNT, yoxsa RNT-mİ əvvəl meydana gəlmişdir? RNT tərəfindən istehsal olunan zülallar, nukleotidlərin meydana gətirdiyi DNT və RNT-dən asılı olmayaraq meydana gəlmişdir? Yoxsa əvvəlcə irsilik materialları meydana gəlmiş, sonra isə ilkin zülallar yaranmışdır? Beləliklə bu suallara cavab verilməsi lazımdır.

Əmələ gəlmə ardıcıllığını anlaya bilmək üçün əvvəlcə yuxarıda toxunduğumuz bir başqa mövzuya təkrar dönək: Bir qrup elm adamı, DNT olmadan RNT-nin sintez edilə bilməyəcəyini, bu səbəbdən zülalların yarana bilməyəcəyini, və canlının varlığını davam etdirə bilməyəcəyini irəli sürmüşdür. Bu, elm dünyasının Biologiyanın Mərkəzi Doqması olaraq adlandırdığı bir "qanun"dur. Bu qanuna görə DNT, RNT-ni sintez edir; RNT da zülalları sintez edir. Heç bir zaman zülallardan RNT, RNT-dən də DNT yarana bilməz. Bu səbəbdən, bu qanuna görə canlılığın başlanğıcında əvvəlcə meydana gəlməsi lazım olan, DNT-dir. Buna, daha əvvəl də qeyd etdiyimiz kimi, "Öncə-DNT Fərziyyəsi" deyilmiş və uzun bir müddət DNT-nin necə meydana gələ biləcəyi üzərində araşdırmalar aparılmışdır. Bu araşdırmaların kökündə əvvəlcə DNT-nin, sonra RNT və zülalların yarandığı fikri dayanmaqdadır. Lakin Öncə-DNT Fərziyyəsi nəinki bir çox suallara cavablar tapmış,əksinə, bir çox yeni suallar yaratmış və heç bir zaman güclü bir fərziyyə halına gələ bilməmişdir.

Ancaq daha sonra, retrovirus dediyimiz və ana genetik materialı canlılar kimi DNT deyil RNT olan virusların quruluşu aydın olduğunda, "Öncə-DNT Fərziyyəsi" çox ağır zərbələr alaraq tərk edilməyə məhkum olmuşdur. Retroviruslarda kəşf edilən yeni bir mexanizm sayəsində indiki vaxtda artıq Biologiyada "mərkəzi doqma" etibarlılığını tamamilə itirmişdir və etibarsız olaraq görülməkdədir.

Öncə-DNT Fərziyyəsinə görə, DNT tam olaraq açıqlana bilməyən ancaq təməl kimyəvi reaksiyalar daxilində, təbii fiziki təsir-əks təsir qüvvəsinə görə, bu şəkildə spiral formasında yaranmış və sonra, yenə quruluş gərəyi RNT sintez edərək funksiyasını davam etdirmişdir. Ancaq bu fərziyyənin, bir çox boşluğu vardır. Bunların ən əhəmiyyətlisi, DNT-nin katalizator təsirə malik kimyəvi xüsusiyyətinin olmamasıdır. Bu da, bu qədər kompleks böyüklükdə molekulların meydana gəlmə ehtimalını çox aşağı salmaqdadır. Çünki, katalizator olan bir mühitdə bir neçə saniyədə reallaşacaq bir reaksiya, katalizator olmadığında günlər, həftələr, illər və hətta yüzlərlə, minlərlə il ala bilməkdədir. Öncə-DNT Fərziyyəsi müdafiəçiləri, ilk canlının meydana gəldiyi mühit şərtlərini katalitik faktor olaraq irəli sürsələr də və bu şəkildə bu qarşı-tezisi çürütməyə çalışsalar da, etdikləri şərhlər elmi baxımdan çox da təminedici deyil. Lakin, bu şərhdən daha yaxşı və ehtimala daha az söykənən bir başqa şərh var. Buna az sonra gələcəyik.

Sonradan edilən yeni bir kəşf, demək olar ki bütün sual işarələrinin ortadan qalxmasına səbəb olmuşdur : Ribosom adlı bir RNT parçası və eyni zamanda da ferment kəşf edilmişdir.

Ribosom, "ribonuklein turşusu fermenti"nin qısaldılmış adıdır. Ribosom, əslində təməl olaraq bir RNT molekuludur. Bu molekulun üçüncülü quruluşu (daha çox məlumat üçün zülalların struktur xüsusiyyətlərinə baxmanızı tövsiyə edirik) sayəsində, irsilik materialı xaricində, eyni zamanda bir ferment olaraq çalışmaqda və kimyəvi reaksiyaların aktivləşmə enerjisini sala bilməkdədir. Ribosom kimyəvi quruluşundan ötəri, mühitdə özünü meydana gətirəcək və təməl Həyat Molekullarından olan nukleotidlər olduğu müddətdə, öz-özünü istehsal reaksiyasını tətikləyəcək bir quruluşdadır. Bu tip strukturlara avto-katalizator deyilməkdədir.

Bu səbəbdən canlılığın başlanğıcında, aktivləşmə enerjisi azalmamışdır; ancaq ətraf mühitin təsiri altında normaldan daha asan reallaşa bilən bir kimyəvi reaksiya nəticəsində, tək bir ribosom belə yaranarsa (ki ribosomun quruluşu DNT-dən son dərəcə sadədir), sonrasında bu ribosomun özünün istehsalını təmin edən reaksiyanı sürətləndirən xüsusiyyəti sayəsində sonsuz sayda ribosomun meydana gəlməsi yalnız dəqiqələr və günlər alacaqdı. Bu səbəbdən Öncə-RNT Fərziyyəsi daxilində, ilk yaranan molekul bir ribosomdur (bir tip RNT-dir) və bu ferment milyonlarla illik bir sınaq-yanılma və seçmə müddəti nəticəsində meydana gəlmişdir, sonra isə özünü kopyalayaraq sürətlə çoxalmışdır. Bu sadə RNT, ilkin canlılarda genetik və idarəedici material rolunu görməyə başlamış, beləcə koaservat içərisindəki bütün kimyəvi reaksiyaları koordinasiya edəcək olan molekul meydana gəlmişdir. Sonrasında bu ferment-RNT quruluşu, RNT-nin meydana gəlməsini tətikləmiş və buradan da geri-transkripsiya deyilən və "mərkəzi doqma"nın səhv olduğunu göstərən reaksiya sayəsində RNT-dən DNT yaradıla bilmişdir.

İndi, bu anlayışı daha yaxşı anlamaq məqsədiylə, Biologiyadakı "central dogma" (mərkəzi doqma) deyilən quruluşu yekunlaşdıracaq olsaq:

1) DNT, özünü və RNT-ni yarada bilən molekuldur.

2) RNT, DNT-ni yarada bilməz, ancaq zülalları sintez edə bilər.

3) Zülallar, nə RNT-ni nə də DNT-ni sintez edə bilər. Yalnız bunlar tərəfindən sintez edilərlər.




Daha əvvəl də bəhs etdiyimiz kimi retrovirusların kəşfi, bu doqmanın ikinci maddəsinin yanlış olduğunu və bu səbəbdən qanunun etibarsız olduğunu göstərmişdir. Retroviruslar, strukturlarında olan RNT-ni istifadə edərək DNT sintez edirlər. Bunu həyata keçirən "reverse transcriptase" adlanan fermentdir. Bir az qarışıq olan və dərin Biologiya məlumatı tələb edən bu hadisəni yekunlaşdırmaqda fayda görürük. Bunu anlamaq üçün, indiki vaxtda bu əməliyyatı hələ də reallaşdıra bilən varlıqlar olan və canlı sayılmayan retroviruslar (4-cü sinif viruslar) və onlardakı RNT-dən DNT sintezini araşdıra bilərik:

1) Xüsusi bir n-RNT-si, RNT üzərindən kopyalanmanın başlaması üçün lazım olan öncül molekul olaraq RNT-nin "ilk bağlanma bölgəsi" deyilən qisminə bağlanır.

2) Sintez ediləcək tamamlayıcı zəncirin ilk parçaları, bu öncül molekulun bağlandığı ilk bağlanma bölgəsinin dərhal yanında olan R və U5 deyilən bölgəyə bağlanır və bunların kopyaları, öncül molekulun ardıyca sintez olunur.

3) RNTz H deyilən bir ferment, DNT-ni çıxaracaq olan RNT-nin bu R və U5 bölgələrini parçalar.

4) Bu əməliyyat sonrasında, öncül molekul RNT-nin o biri ucuna keçir və arxasından kopyalanmış R və U5 parçalarını da aparır. Bu parçalardan R adlı hissə, RNT-nin digər ucundakı R ilə bağ qurur.

5) Bu əməliyyatdan sonra RNT sürətlə kopyalanır və tək bir lent olan RNT-dən, ikinci və özünün əkizi bir lent əldə edilir. Bu, eyni zamanda DNT-nin (yaranacaq olan DNT) ilk zənciri olur. Bu sırada RNTz H fermenti, ana RNT-nin böyük bir qismini parçalayır.

6) İlk lent çıxarıldıqdan sonra, avtomatik olaraq virus içərisindəki RNT, ikinci zəncirin meydana gəlməsini tətikləyir.

7) İlk başdakına bənzər bir sıçrama nəticəsində, RNTz tərəfindən parçalanan RNT-nin yerinə, ilk zənciri tamamlayan ikinci lent çıxarılar. Beləcə tək lentli RNT-dən, cüt spiral olan DNT istehsalı tamamlanır.




Bu hadisə, ilk baxışda qarışıq və "molekulların öz-özünə edə bilməyəcəkləri qədər mürəkkəb bir iş" kimi görünsə də, problem "canlılıq" anlayışındakı yanlış təriflərdən qaynaqlanmaqdadır. Bu nöqtə aydın olsa, problem ortadan qalxar: "Canlı"lar yuxarıda saydığımız kimi və ya daha da kompleks molekulyar reaksiyaları reallaşdıra bilən varlıqlar deyildirlər. Tam tərsinə, bu yuxarıda saydığımız kimi və ya daha kompleks molekulyar reaksiyaların reallaşdığı atomlar və molekullar bütününə dönüb baxdığımızda "canlı" deyirik. Buradakı kiçik fərqi tuta bildiyinizsə, ağlınızdakı bir çox suallar ortadan qalxacaqdır. Daha ətraflı məlumat üçün, "canlılıq" və "cansızlıq" anlayışıyla əlaqədar əvvəlki yazılarımıza baxıla bilərsiniz.

Ancaq nəticə olaraq, RNT, bu üsullarla və ehtimalla başlanğıcda daha sadə və kompleks olmayan; ancaq daha çox səhvə meylli olan üsullarla DNT-ni yarada bilmişdir. Bu da bizi RNT Dünyası Qaydasına aparır (bu artıq bir fərziyyə olmayacaq qədər fərqli növdə elmi gerçəklərlə dəstəklənməkdədir). Bu qaydaya görə, daha əvvəl bəhs edildiyi kimi, yalnız 1 ədəd ribosom fermenti kimyəvi və fiziki reaksiyalar daxilində təbii şərtlər altında var olmuşdur və Təbii Seçmə sayəsində, bu quruluş özünün istehsalını təmin etdiyi üçün seçilmiş və varlığını davam etdirmişdir. Bu sayədə, qısa müddətdə Dünyaya RNT molekulları hakim olmağa başlamışdır. Hələ ki yağ molekullarının su içərisində "self-organization" deyilən bir başqa elmi qayda daxilində, daha əvvəl açıqladığımız pillələrdən keçərək bir zireh meydana gətirmələri və RNT-lərin bu zireh içərisinə salınması, onları daha da üstün hala gətirmişdir.

Və koaservat dediyimiz ilk "canlı" strukturların genetik material qazanmaları da bu şəkildə reallaşmışdır. Koaservatların meydana gəlmə və inkişaflarına önümüzdəki yazılarda toxunacağıq. Ribosom və bunun sayəsində çıxarılan RNT molekuluna sahib olan koaservatlar, genetik materialın idarəedici rolundan ötəri daha üstün mövqeyə keçmiş və hər hansı bir genetik materiala sahib olmayanlara qarşı üstünlük təmin etmişlər. Genetik material, bir hüceyrə (ya da daha sadə olaraq koaservat) içərisindəki bütün reaksiyaların məlumatını yığan quruluşdur. Bu səbəbdən genetik materialın qazanılması, hüceyrə içərisində nizamlı olaraq reallaşacaq reaksiyaların başlamasından daha əvvəl olmuş olmalıdır. Daha sonra, genetik materiala sahib olan ve bu səbəbdən nizamlı bir şəkildə həyatlarını davam etdirib çoxalmağı bacara bilən bu koaservatlar getdikcə inkişaf edərək tək hüceyrəli canlıları meydana gətirmişlər və bunların 3.8 milyard illik təkamülləri nəticəsində günümüzdəki müasir canlılar meydana gəlmişdir.

Öncə-RNT Fərziyyəsi (ya da günümüzdəki adıyla RNT Dünyası Qaydası), bir çox baxımdan dəstəklənməkdədir. Məsələn, canlılıq Dünyada, Dünyanın var olmağa və soyumağa başladığı 4.5 milyard il əvvəlindən təxminən 600-700 milyon il əvvəl (bundan 3.8 milyard il qədər əvvəl) var olmağa başlamışdır. Bu 600-700 milyon illik uzun müddətdə, Dünya üzərində sonsuz sayda kimyəvi reaksiya reallaşmışdır. Miller-Urey Təcrübələri ilə isbat edildiyi və 462 fərqli universitetdə də indiki vaxtda sınandığı, inkişaf etdirildiyi və müvəffəqiyyətli tapıldığı üzrə, o günlərin şərtlərində yaranan saysız üzvi molekul, bir-birləriylə birləşmiş, ayrılmış, təkrar birləşmiş və sonsuz sayda sınaq-yanılma aparılmışdır. Sonunda daha dayanıqlı quruluşda olan mürəkkəb maddələr varlıqlarını qorumuşlar və cansızlıqdan canlılığın meydana gəlməsi bu şəkildə, kiçik addımlarla, 600-700 milyon ildə reallaşmışdır. Bu müddət, bir ribosomun var ola bilməsi üçün çox kafi bir müddətdir. Zatən bir dənəsi var olduqdan sonra, sonsuz sayda ribosom və dolayısilə RNT molekulunun yaranması mümkün olmuşdur.

RNT var olduqdan sonra, lazım olarsa digər molekullarla reaksiyalar, ya da yenə sınaq-yanılma və buna bağlı seçmə nəticəsində DNT molekulu meydana gələ bilmişdir. RNT var olduqdan sonra, DNT-nin var olması üçün yalnız aralarında kimyəvi cazibə olan RNT düzülmələri birləşməsi kafi olmuşdur.

Beləliklə bu, genetik irsiliyin və bu səbəbdən Təkamülün həqiqi mənada başladığı nöqtədir. Ancaq Təkamül Mexanizmlərindən və təbiət qanunlarından biri olan Təbii Seçmə, bundan əvvəldə də molekulyar səviyyədə təsirlidir. Yenə göründüyü kimi, əslində bu qədər şişirdilən bir kimyəvi maddənin meydana gəlməsi, o qədər də ağla sığmaz mürəkkəbliyə sahib deyil. Çox təəssüf ki mövzu haqqında cahil insanlar, sadə ibtidai məktəb riyaziyyat məlumatlarıyla Təkamül Biologiyasına meydan oxuya biləcəklərini sanaraq ciddi səhvə yol verməkdədirlər. Onların ağıllarına gələn sualların hər biri elm tərəfindən cavablandırılmış suallardır.
Yazını dostlarla bölüş

0 şərh var:

Post a Comment

 
Copyright © 2014 Həyatın Təkamülü • All Rights Reserved.
Distributed By MyBloggerThemes | Design By Templateure
back to top