Yaradılış Gerçeği ve Homeobox Genleri - Gökay
advertisement
Yaradılış Gerçeği ve Homeobox Genleri (HOX kümesi); Tanrı mı insanı yoksa insan mı tanrıyı yarattı? Kerimi E. GÖKAY, M.D., Ph.D. © 2009 Gökay – Biyotek Ltd. Şti. / Medikal Yayın Grubu Önsöz: Günümüzde hala yaygın olan “İnsan” kavramını diğer tüm canlılardan ayrı ve üstün görme eğilimine rağmen kanıtlanmış bilimsel gerçek o dur ki, Homo sapiens , yani bizler, yeryüzünde yaşayan canlılar arasında hayvan türlerinden yalnızca biriyiz. Dahası yer yüzünde hayatın bir kez ve ortak bir atadan yeşerdiğini, EVRİMİN bir tez DEĞİL kanıtlanmış bir GERÇEKLİK olduğunu bilmekteyiz. Gerçek böyle olduğu halde, hala kendimizi bu gezegeni paylaştığımız diğer canlılardan farkı ve üstün görmemiz neden? Neden, kendimizi bu gezegenin tek sahibi, diğer tüm canlıları ise bizim istifademize sunulmuş “nimetler” olarak görüyoruz? İşte bu eserin ana teması bu sorulara cevap vermek ve hala din kisvesi altından bilimi ve EVRİMİ inkar edip yoktan var etme (Abiyogenesis) felsefesine inananları akla, mantığa ve bilimsel gerçeklerin aydınlığına davet etmektir. Lütfen okuyunuz... Asıl konumuza girmeden bu bölümde bir ayrışım yapmak zorundayız. Bu eserde kullanılan Yaradılış (Genesis) kelimesi kesinlikle teolojik veya felsefi anlamı ile “insanın tanrı eliyle yaratılması” yada “yoktan var edilmesi” anlamında DEĞİLDİR. Biz burada yaradılış kelimesi ile tek, tek kendi başına hayat ibaresi taşımayan moleküler yapı taşlarından canlı olarak kabul edebileceğimiz kendi kendini kopyalayarak çoğalabilen ilk bileşkelerin nasıl olageldiğini, yani daha geniş anlamı ile bu gezegenin kütlesel oluşum sürecinde kompleks hidrokarbon ve nitrokarbon moleküllerinin abiyotik (biyolojik olmayan) yollarla kimyasal sentezi sürecini kastediyoruz. Barizdir ki hayatın yeşereceği ve ardından evrimin başlayacağı şartlara sahip bir gezegenin kütlesel oluşum süreci evrim kavramının içerisine dahil edilemez. Öte yandan, bu eserin konusu dışında olan, büyük patlama ve evrenin varoluş süreci hakkında daha detaylı bilgi edinmek isteyen okurlarımızın ilgili astronomi (gök bilimi) ve kuantum fiziği konularında yazılmış eserlere başvurmalarını öneriyoruz. Yaradılış sürecine burada değinmemizin nedeni, nükleik asitler ve yağ asitleri gibi makro-moleküler yapıların yeryüzünde bildiğimiz şekliyle canlıların yapı taşları olmalarından dolayıdır. Yani, bizimkine benzer bir hayatın, en kaba anlamı ile olsa da, bir araya gelebilmesi için gezegenin geçirdiği yaradılış sürecinin ilk belirleyici ön şart olmasındandır. Yaradılış süreci tamamlanıp yaşam için gereken yapı taşları meydana geldikten sonra, zaman içerisinde bunlardan daha kompleks canlıların ve yeni türlerin ortaya çıkması sürecine evrim diyoruz. Bir başka deyişle bu eserde yaradılış ve evrim tamamen ayrı olay ve kavramları ifade etmek için kullanılmıştır. Ancak unutulmamalıdır ki bu kavramlar biri birinin alternatifi olmadığı gibi aralarında mutlak bir sebep – sonuç ilişkisi de yoktur. Zira biliyoruz ki yaradılış sürecini benzer şekilde tamamlayan her gezegende aynı dünyada olduğu gibi üretken bir evrim süreci ve kalıcı bir hayatın tesisi mümkün olamamıştır. Yani, canlılara baz OLUŞTURABİLECEK 1 moleküler yapı taşlarının oluşumu (yaradılış), mutlak olarak o gezegende hayatın çeşitlenerek süreceği anlamına gelmez. Bunun en güzel örneği, hemen, hemen dünya ile aynı yaşta olan, MARS gezegenidir. Mars başlangıçta dünyaya çok benzer bir yaradılış sürecini yaşamış bir gezegen olmakla beraber hayatın üzerinde tutunmayı ve evrim sürecine geçmeyi başaramadığı, muhtemelen evrende çoğunluğu teşkil eden, gezegenlere en yakınımızdan güzel bir örnektir. Homeo-domain genleri (HOX kümesi) irdelenmek yoluyla bu eserde Moleküler Genetik kanıtları ile Evrim olgusu anlatılmaktadır. Evrim, kesintisiz bir zincirleme süreçtir. Bu süreç HOX genleri gibi bir canlıdan diğerine nükleotid dizini olarak hiç değişmeden aktarılan genlerin zaman içerisinde çoğalma (duplikasyon) ve yeni fonksiyonlar kazanma (başkalaşma) yoluyla tek hücreli bir canlıdan Homo sapiens gibi karmaşık bir türün nasıl ortaya çıktığını ispatlayan, geçerli ve bilimsel metotlara dayalı, tek izah yoludur. Bir başka deyişle moleküler genetik kanıtları ile bu eserde izah olunan evrim gerçeğinin tanrı (veya başka bir mistik olgu) ile ilintili olmadığı bilimsel verilere ve yalnızca gözlenebilir gerçekliklere dayanılarak anlatılmıştır. Eserde doğrudan hiç bir din veya inanç dogması hedef alınmamakla beraber, toplumda yaygın inanışlarla çelişki yaratabilecek konularda kutsal kabul edilen kitaplar veya insanlık tarihine mal olmuş diğer sosyolojik metinlerde yazılı olanlar değil, gözlenebilir BİLİMSEL veriler ve deneysel kanıtlar yani EVRENSEL DOĞRULAR esas alınmıştır. Burada sizlere sunduğumuz bilimsel gerçekliklerle dini-felsefi metinlerin doğrudan çelişmesi halinde bilim ile din arasındaki çelişkinin izahı ve çözümlenmesi (eğer varsa, bilimsel kanıtları ile beraber) din-felsefe konusunda akademik eğitim görmüş uzman kişilere bırakılmıştır. İlahiyat ve felsefe ne uzmanlık nede ilgi alanımızdır. Bilimsel kanıtlar gösteriyor ki yeryüzünde hayat bu günkü çeşitliliğine ve zenginliğine rağmen aslında tek bir ortak atadan kaynaklanmıştır. Yaklaşık ÜÇ MİLYAR yıl önce yer yüzünde var olagelmiş bu tek hücreli canlıya LUCA (Last Universal Common Ancestor) veya bu eserde anılacağı gibi; Son Ortak Hücresel Ata = SOHA diyoruz.1,2,3 Bir başka benzetme yapmak gerekirse, son ortak hücresel ata (SOHA) yeryüzündeki yaşamın kök hücresidir. Bugüne kadar yer yüzünde yaşamış ve yaşamın dünyada sona ereceği güne kadar yaşayacak olan tüm hücreler (ister bakteriler gibi tek hücreli canlılar, isterse çok hücreli organizmaları meydana getiren hücrelerin tamamı) bu canlıdan türemiştir. (Bakınız: Resim-2) SOHA Pre-kambriyen (Kambriyen öncesi döneme ait) bir canlıdır. Üzerinde yaşadığımız bu gezegenin yaradılış dönemini de içine alan Prekambriyen dönem dünyayı oluşturacak gaz ve toz bulutunun yüksek ısıda sıkışıp daha sonra 4,6 Milyar yıl önce bu kütlenin soğuması ile başlamış ve günümüzden 570 Milyon yıl öncesine kadar sürmüştür. Bir başka ifade ile dünyanın yaradılışı ve türlerin hayat bulması bazı kutsal metinlerde yazıldığı gibi üç-beş gün değil milyarlarca yıl sürmüştür. Prekambriyen dönemde abiyotik (biyolojik olmayan yollarla) oluşan organik yapıtaşlarından canlı özelliklerine sahip makro moleküller, bu makro moleküler bileşkelerden ilk hücreler ve ortak bir hücresel atadan yeryüzünde yaşayan tüm canlıların hayat bulacağı evrim sürecine geçiş üç evrede yaşanmıştır (Bakınız: Resim-3): 1) Azoik dönem = Yaradılış süreci: Bu dönem dünyada hayatın var olmadığı iddia edilebilecek ilk ve tek jeolojik dönemdir. Azoik dönemin başında serbest atomlar, gaz bulutları ve mikroskobik toz parçalarının büyük bir enerji ile sıkışarak tüm bu birikimden gezegenimizin 2 kütlesi oluşmuştur. İleri Azoik dönemde dünya kabuğu giderek soğumuş ve ilk atmosfer oluşmuştur. Ancak Azoik dönemin en önemli olayı su buharının yoğuşarak dünyaya yağmur olarak düşmesi ve okyanusların oluşumudur. Bilindiği gibi su molekülü iki parça hidrojen ve bir parça oksijen atomunun yüksek ısıda (patlama ile) bir araya gelmesi ile oluşur. İşte yine bu dönemde karbon, hidrojen, azot ve oksijen atomları da aynen iki gazdan (hidrojen ve oksijen den) bir sıvı olan suyun oluşması sürecinde olduğu gibi bir araya gelerek yeni fiziksel ve kimyasal özelliklere sahip hayatın ilk organik moleküllerini oluşturmuştur. Bu süreç biyolojik canlıların var olmadığı bir ortamda plansız ve istemsizce meydana geldiği için bu dönem azoik (hayatın olmadığı) dönem olarak adlandırır. Bilindiği gibi kimyasal tepkime içinde KARBON molekülün yer aldığı tüm moleküler birleşme veya yıkım olaylarına ORGANİK kimyasal tepkimeler diyoruz. İşte bildiğimiz şekli ile hayatın başlaması için ön şart suyun varlığında bu organik kimyasal tepkimelerin yeterli miktar ve çeşitlilikte oluşmuş olmasından ibarettir.4,5,6 Bir başka söylemle, yaradılış olarak adlandırdığımız olgu bir gezegenin evrende oluşumu sürecinde fiziki ve kimyasal şartların yeterli miktarda su molekülünün oluşumu yanı sıra azot ve karbon atomlarının dahil olduğu organik tepkimelerin başlamasına olanak sağlayacak şekilde olagelmesidir. 2) Arkeozoik dönem = Yaradılıştan hücresel (biyolojik) hayata geçiş dönemi: Okyanusların ve atmosferin kararlı bir hal alması ayrıca, yaygın olarak organik tepkimelerin çeşitlenerek sürmesi yer yüzünde ilk önce RNA (Ribo Nükleik Asit) yapısında, kendi kendini taslak alarak (kopyalayarak) çoğalabilen ve basit metabolik (kimyasal) fonksiyonları yerine getirebilen Ribozim (RNA-enzyme veya Ribozyme) makro-moleküllerinin oluşumuna imkan vermiştir.7 Bu yapıların tek başına birer “canlı” olarak kabul edilip edilemeyeceği bilimsel olarak tartışılsa da, hücresel organizmaların var oluşundan hemen önceye rast gelen bu dönem “RNA-Dünyası” olarak adlandırdığımız biyolojik döneme denk gelir.8 Zira bu dönemde artık organik kimyasal tepkimeler kendiliğinden ve istemsizce değil bir makro-molekülün güdüm ve yönlendirmesi ile oluşmaktadır, azoik dönem artık bitmiştir. (Bakınız: Resim-3): Bugün kesin kanıtlarla biliyoruz ki hücre zarına sahip ilk hayat oluştuğunda yer yüzünde henüz ne DNA (Deoksiribo Nükleik Asit) nede çok daha sonra ortaya çıkacak olan Protein molekülleri henüz ortada YOKTU.9 Bir başka ifade ile ne DNA nede Protein bazlı makro-moleküller hayatın başlaması için gerekli birer ön şart DEĞİLDİR. İlk hayat biri birine bağlanabilen, kendiliğinden sekonder (ikincil) yapılara katlanarak organik kimyasal tepkimelerde enzimatik aktivite gösteren (organik reaksiyonun eşik enerjisini azaltan), ribo nükleik asit moleküllerinden ibaret idi. Bu özelliklerin bir kısmına sahip, genomu yalnızca RNA moleküllerinden ibaret canlılar, RNA virüsleri, hala aramızda yaşamaktadır. (Örneğin; 2009 yılında adını sıkça duyduğumuz domuz gribi hastalığının etkeni olan İnfluenza A [H1N1] virüsü, genetik yapısı yalnızca RNA moleküllerinden oluşan bir canlıdır.) Arkeozoik dönemde, bugünküne en yakın ve tartışmasız olarak, hayatın oluşması hücre zarına sahip tek hücreli ve RNAzim'lerin yanı sıra, RNA’ya göre daha stabil (dengeli) olan, çift-sarmal DNA (Deoksiribo Nükleik Asit) dizinlerine sahip hücrelerin oluşumu ile kalıcı hale gelmiştir. Ancak, ilk DNA molekülleri arasında Ribozim'ler gibi enzimatik karakterlere sahip Deoksi-Ribozim moleküllerinin de olduğu düşünülebilir. Ancak ilk defa çiftsarmal stabil bir DNA şablonu üzerinden fonksiyonel bir RNA molekülü sentezlenmesi, yani DNA molekülünün RNA sentezi için bir şablon olarak kullanılması, ile hayatın dünyadaki 3 çehresi değişmiş, hayat kalıcı hale gelmiş ve evrim sürecine geçiş imkanı doğmuştur. İşte Son Hücresel Ortak Ata SOHA’nın hayat bulduğu ve tekil hücrelerden kompleks organizmalara geçişin ilk adımının atıldığı dünya bu dünyadır.10,11 3) Vendian dönem = Tekil hücrelerden çok hücreli organizmalara geçiş dönemi: Prekambriyen dönemin en son evresi olan Vendian dönem, yer yüzünde ilk defa, sünger, denizanası ve yassı deniz kurdu gibi çok hücreli ancak basit organizmaların hayat bulduğu dönemdir. Vendian dönem evrimin çeşitlenmesi ve giderek daha büyük ve karmaşık canlıların oluşmasına imkan verecek ökaryotik (hücre çekirdeği olan ve çok daha fazla genetik bilgiyi içerisinde barındırabilen) hücrelerin ilk kez hayat bulduğu dönemdir. Ne yazık ki Vendian dönemde yaşayan hiç bir canlı iskelet veya sert bir kabuğa sahip olmadığından günümüze belki petrol ve benzeri karbon yakıtlar dışında hemen hiçbir fosil kalıntısı ulaşmamıştır. Ancak buna rağmen vendian dönemde yaşayan canlıların genleri ve bu hayatın kanıtı bugün yaşayan insan gibi tüm ökaryotlarda mevcut ve dimdik hayattadır. Çağdaş moleküler genetik bilimi ve hücre biyolojisindeki ilerlemeler evrim sürecini hiç bir şüpheye yer kalmaksızın bize ispatlayan üç temel kanıt sunmaktadır; 1) Canlılarda standart bir genetik kod (türler arası özdeş kodon) kullanımı, 2) Farklı türlerde gözlenen ortak embriyolojik gelişim süreci (türler arası özdeş morfogenez) ve 3) Genetik olarak kodlanmış bir genel vücut planı (türler arası özdeş homeotik genler). Evrimin moleküler genetik kanıtlarından ilk ikisine burada özetle değineceğiz, daha fazla bilgi için GökayBIOTECH Medikal Yayın grubumuzun diğer yayınlarına ve/veya hücre biyolojisi ve genetik konularında yazılmış diğer mükemmel eserlere başvurulabilir. Arkeozoik dönemde hayat bulan SOHA (Son Ortak Hücresel Ata) bu gün yeryüzünde yaşayan tüm canlılarda olduğu gibi dört ana nükleotidden (A, T/U, C, G) oluşan bir genetik yapıya sahip12,13, RNA (Ribo Nükleik Asit) yoluyla protein sentezini başarabilen ve dahası genetik birikimini komplementer dizinler halinde beher dizini baz alarak kopyalanabilen çift-sarmal DNA (Deoksiribo Nükleik Asit) dizinleri halinde bir sonraki nesle aktarabilen bir canlıydı. Bu özellikler yalnızca hayatın sırlarını değil, bu eserde anlatıldığı üzere, milyarlarca yıllık evrim sürecinin kanıtlarını da bize kadar ulaştırmıştır. (Bakınız: Resim-2) T T C A G TTT Phe (F) TTC " TTA Leu (L) TTG " CTT Leu (L) CTC " CTA " CTG " ATT Ile (I) ATC " ATA " ATG Met (M) GTT Val (V) GTC " GTA " GTG " C A TCT Ser (S) TCC " TCA " TCG " CCT Pro (P) CCC " CCA " CCG " ACT Thr (T) ACC " ACA " ACG " GCT Ala (A) GCC " GCA " GCG " TAT Tyr (Y) TAC TAA –SONTAG –SONCAT His (H) CAC " CAA Gln (Q) CAG " AAT Asn (N) AAC " AAA Lys (K) AAG " GAT Asp (D) GAC " GAA Glu (E) GAG " 4 G TGT Cys (C) TGC TGA –SONTGG Trp (W) CGT Arg (R) CGC " CGA " CGG " AGT Ser (S) AGC " AGA Arg (R) AGG " GGT Gly (G) GGC " GGA " GGG " Tablo 1: Standart Genetik Kodlar. SOHA’dan beri yeryüzünde hayat bulan ve ortak genetik yapıyı paylaşan tüm canlılar Genetik bilginin protein yapısına kodlanmasında (Translasyon) aynı şifreyi (Kodon) kullanır. Dahası canlılarda ortak başlangıç kodonu ATG (ve ilk aminoasit her zaman Metiyonin) dir. Kaynak: helixweb.NIH.gov SOHA’nın evrim yoluyla kalıtsal olarak bu günkü canlılara aktardığı bu miras üçlü kodonlar halinde şifrelenmiş standart genetik kodlar ve bugün Merkezi Dogma (Central Dogma) olarak nitelediğimiz, genetik kodları kullanarak kompleks protein bazlı makro molekülleri sentezleme yetisidir. En basit bakteriden en karmaşık omurgalıya kadar bugün yer yüzünde yaşayan TÜM canlılar aynı genetik şifreyi ve protein sentezinde aynı moleküler mekanizmaları kullanmaktadır. Bu moleküler biyolojik kanıt ortak bir atadan kök alan evrim sürecini ispatlayan tüm paleontolojik fosil kanıtlarından (taşıl bilimi kanıtlarından) daha inandırıcı ve inkar edilemez bir kanıttır. (Bakınız: Tablo-1) Evrim sürecinin ve hayatın tüm çeşitleri ile tek bir hücreden, SOHA’dan, kaynak aldığının üçüncü kanıtı, memeliler dahil, tüm canlıların hayata tek bir hücre olarak başlaması ve embriyo oluşumunun ilk fazlarının tüm omurgalılarda hemen, hemen biri birinin aynısı olduğudur. Döllenmiş bir yumurta mayoz bölünme ile oluşmuş iki eşey hücresinden meydana gelme tek hücreli bir canlıdır. Bu canlının gelişimi eğer izlenirse görülür ki bu tek hücre ilk önce hep aynı vücut taslağını oluşturacak tarzda bir seri asimetrik mitoz bölünme geçirir. Bu süreç organizmanın önce önden arkaya (antero-posterior eksende), daha sonra ise üstten alta (ventro-dorsal eksende) ve son olarak ara segmentler (somitik dizin) halinde bir vücut taslağını izlediği görülür. Bu morfolojik gelişim süreci evrim olgusunu ispatlayan tüm ara geçiş fosillerinden çok daha kesin ve gözlenebilir bir kanıttır. Resim-1: Ortak Morfolojik gelişim. 17 günlük bir İnsan embriyosu yassı bir solucana benzer. Ancak vücut planı açıkça baş-kuyruk (antero-posterior), karın-sırt (ventro-dorsal) ve ara segmentler (somitler) şeklinde organize olmuştur 18. Resmi Resim-4: Amphioxus lanceolatus ile kıyaslayınız. 5 Resim-2: Evrim Süreci. Son Ortak Hücresel Ata (SOHA) başta Eubakter kolu ve Protista kolu olmak üzere bugün yaşamakta olan Homo sapiens (İnsan) dahil tüm Ökaryotlara (pembe alan), atipik Arkealara (yeşil alan) ve modern Bakterilere (mor alan) hayat vermiştir. Kaynak: Wikimedia Commons Evrim sürecini moleküler biyolojik kanıtları ile takip etmek için paleontolojik fosil kanıtlarına değil, halen yaşamakta olan tek hücreli canlılara ve bu canlıların barındırdığı evrim potansiyeline odaklanmak zorundayız. SOHA’nın bir prokaryot, yani hücre çekirdeği olmayan, tek hücreli bir organizma olduğunu biliyoruz. Dahası, SOHA’nın en yakın akrabalarının, yani bu güne kadar EN AZ değişime uğramış nesillerinin, bu gün hala yeryüzünde var olduğunu, 6 ancak erişilmesi çok zor yerlerde yaşadığını da biliyoruz. Günümüzde de yaşayan bu en nadide canlıları bazen aktif volkanların yanı başında, hiçbir insanın yaşayamayacağı kadar sıcak ortamlarda yaşayan aşırı termofiller, oksijene hiç ihtiyaç duymadan karbondioksit ve hidrojeni metan gazına dönüştüren metanojenler veya okyanus tabanında çok yüksek basınç ve yüksek tuzluluk ortamlarında kolayca yaşam sürdüren halofiller yani Arkeler veya daha yaygın adları ile Arkebakteriler olarak biliyoruz. Tam olarak saptamak bugün çok zor olsa da, evrim sürecinde SOHA nesillerinden bir kol yer yüzünde değişen atmosfer ve fiziki koşullara uyum sağlayarak yaygın olarak bugünkü dünyanın hemen her köşesinde rastladığımız tek hücreli organizmalar olan Eubakteriler ve onların alt nesillerine türemiştir. Ancak geç Arkeozoik dönemde yaşayan SOHA nesillerinden çok özel bir kol ise Protistalar olarak bilinen guruba evrimleşmiştir.2,14 Protistalar tipik olarak hücre içi yapının zarlarla çevrili daha kompleks alt organellere ayrıldığı, yapısal olarak hem SOHA hem de Eubakteriler'den daha karmaşık canlılardır. Buna rağmen Protistalar aynı SOHA ve Eubakteriler gibi tek hücreli organizmalardır. Ne var ki, Arkeler hariç diğer Protistalarda herediter genetik materyal hücre sitoplazmasından bir zarla ayrılmış özel bir kompartmana yani hücre çekirdeğine çekilmiştir (Ökaryotlar). Bu fiziksel yapılanma, yani hücre çekirdeği (Nükleus), hücrede genlerin etkinliğinin zamanlama (temporal), nitelik (kalitatif) ve nicelik (kantatif) olarak daha sıkı kontrol edilebilmesine imkan vermiştir. Böylece bir yandan hücre içi fiziksel (morfolojik) yapı yeni alt organeller ve hücre iskeletinin tesisi ile daha kompleks bir hal almış diğer yandan da genetik birikimin daha sıkı kontrol altında tutulması sayesinde hücrede organize bir şekilde saklanabilir genlerin sayısı giderek artmıştır. Bu sayededir ki Protistalar Vendian dönemde ilk önce (sünger gibi) çok hücreli koloniler ve daha sonra ise (denizanası gibi) çok hücreli organizmalara evrimleşebilmiştir. Protistalar genel olarak bugün hem hayvanlar hem de bitkiler ile özleştirdiğimiz bazı özellikleri bir arada taşırlar. Bu nedenle bazen hayvanlar alemi veya bitkiler alemine sınıflandırılmaları zordur. Yinede daha kaba bir tasnifle Protistalar enerji üretiminde kullandıkları metabolik yola göre fotosentez yapanlar (Algea) ve fotosentez yapamayanlar (Protozoa) olmak üzere iki guruba evrimleşmiştir. Bugün yer yüzünde görmeye alıştığımız Algealardan türeyen bitkiler ve Protozoalardan türeyen hayvanlar morfolojik yapılarını aynı genetik yapıya sahip olmasına rağmen biri birinden çok farklı fiziksel ve fonksiyonel karakterlere sahip çok hücreli organizmal yapılarına borçludur. Bir başka değişle, Protistalar ve onların alt nesilleri evrim süresince edindikleri bütün genleri aynı anda tüm hücre çekirdeklerinde barındırmalarına rağmen, bunların içerisinden yalnızca seçili bir grubu farklı zamanlarda ve farklı oranlarda aktif hale getirmeyi başarabilmişlerdir. Genetik mirasın artması ve bu mirasın farklı permütasyonlarla kontrol altına alınabilmesi yer yüzündeki canlıların o zamana kadar hayal bile edilemeyecek bir hızda ve neredeyse sonsuz bir varyasyonla çeşitlenmesine neden olmuştur. Kambriyen Patlama olarak da adlandırılan bu dönemde yeryüzü biyolojik olarak en zengin ve en ihtişamlı dönemini yaşamıştır. Kambriyen patlamanın altında yatan gerçek eşeyli çoğalma olduğu kadar ortak bir vücut planı taslağının genetik mekanizmalarla korunarak alt cinslere aktarılması ve bu planın esnek ve varyasyonlara açık bir yapısı olmasıdır. Dahası bir türden diğerine korunarak aktarılan DNA dizinleri içinde saklı genetik taslağın bu günde sürmekte olan mutasyonlar, duplikasyonlar ve translokasyonlar yoluyla değişime uğraması yeni türlerin ortaya çıkmasına 7 (evrimleşme) yada yerleşik türler içerisinde farklı fiziksel özelliklere sahip varyasyonlara (altcinsleşme) yol açmıştır. Resim-3: Kambriyen Patlama. Yaklaşık 500 milyon yıl önce yaşanan canlı türlerinde ani çeşitlenme yaradılışın en hızlı ve en coşkulu dönemi olmuştur. Kaynak: Gökay-BIOTECH Ltd. İlk defa Kambriyen dönemde görülmeye başlayan bir gurup gen bugün hala yaşayan insan dahil tüm hayvanların genel fizik yapısını ve organizma ana taslağını (temel vücut planını) oluşturmuştur. Bu genler Kambriyen patlamada türeyen farklı organizmalarda hemen, hemen hiç değişmeden hep aynı kalmıştır. Bu nedenle Yunanca’da “aynı” anlamına gelen HOMOS kelimesinden kök alarak bu genlere Homeotik genler, yani hep aynı kalan genler diyoruz. Canlılarda vücut planını dikte eden Homeobox genleri veya Hox kümesi (Hox 8 Cluster) evrimin en güçlü ve inkar edilemez moleküler genetik kanıtlarıdır.15,16 Hem insanda hem de kurbağada ellerde beş parmak olmasının nedeni her iki canlıda da birebir aynı Hox genlerinin mevcut olmasından dolayıdır. Dahası homeotik genler farklı hayvanlarda organlara özgü hücresel morfolojik yapıyı da dikte etmektedir. Örneğin bir ördekte kalp kası hücresinin oluşumunu kontrol ve idame eden genler (Nkx gurubu genler) insandakiler ile bire bir aynıdır. Bu ortak genetik miras evrim sürecinde ördekten kurbağaya, insandan sineğe kadar hepimizin ortak bir atadan geldiğimizin, hatta geri dönüp baktığımızda SOHA’ya kadar uzanan, kesintisiz ve süreğen bir evrim zincirinin birer halkası olarak hayat bulduğumuzun inkar edilemez kanıtıdır. (Bakınız: Resim-2) Hox kümesi (Homeo-domain genleri) evrim sürecinde yalnızca iki defa değişim geçirmiştir. İlk olarak Hox kümesi çoğul (tandem) duplikasyona uğramış ve genetik yapı içerisinde birden fazla kopyaları oluşmuştur. Bu kopyalar kısmi mutasyonlarla başlangıçta tek bir küme olan bu genlerin ParaHox kümesi ve NK kümesi gibi yeni ancak ilintili kümeler halinde genişlemesi sonucunu doğurmuştur. Evrim sürecinde daha ileri bir evrede duplikasyona uğrayan bu genetik kümede kromozomal kırılma ve translokasyon olgusu yaşanmıştır. Böylece alt türlerde farklı kromozomal bölgelere taşınan ve bu taşınma sürecinde beher kümedeki gen sayıları değişen homeotik gen kümeleri Otx, Emx, Nkx, Dmbx, Gbx, En ve Hox adlarıyla andığımız kalabalık bir aile haline gelmiştir. Ne var ki, tüm bu değişime rağmen Homebox genleri homeotik (yani değişmeden aynı kalma) özelliklerini korumuştur. Bu genlerde tamamen alakasız sayılabilecek türler arasında birincil nükleotid dizini bazında benzerlik oranı yer, yer yüzde seksen ve hatta daha üzeridir. Bu kitapta organik yaradılış ve evrimin moleküler genetik kanıtları olan homeotik genler üç ana bölümde anlatılmıştır. Birinci bölümde Homeo-domain genlerinin ortak moleküler yapısını ve fonksiyonel bölgelerini izah ettikten sonra, model organizma Drosophila melanogaster (meyve sineği)’den yola çıkarak orijinal Homebox genlerinin nasıl embriyoda ana eksenleri ve vücut planını belirlediğini göreceğiz. İkinci bölümde ise Amphioxus lanceolatus (lanset kurdu)’dan yola çıkarak bir sefalokordata (Cephalochordata) türünün nasıl önceden omurgalı hayvanlara özgün olduğu sanılan, ANTP, PRD, LIM, POU, SIN, TALE genleri de dahil olmak üzere, neredeyse tüm Hox türevi genleri genetik yapısında barındırdığını ve in situ hibridizasyon teknikleri ile bu genlerin bu organizmada evrimin ileri aşamasında yaşanan tandem duplikasyon öncesi haliyle bu güne kadar hiç bozulmadan kaldığını göreceğiz. (Bakınız: Resim-4) Üçüncü ve son bölümde ise organizma olarak Homo sapiens (insan)’a odaklanacak ve memelilerde nasıl homeotik genlerinin, beyin yapısı ve fonksiyonları da dahil olmak üzere, yalnızca kaba vücut planını değil aynı zamanda doku ve organların gelişimini de dikte ettiğini göreceğiz.17 Eserin sonunda ayrı bir bölüm olarak da “Tanrı mı insanı yoksa insan mı tanrıyı yarattı?” başlıklı Dr. K. E. Gökay’ın derlediği Ortadoğu kökenli monoteizmin arkeolojik kökenlerini irdelediği bilimsel makalesini okuma ve M.Ö. 13. yüzyılda (yaklaşık 3400 yıl önce) antik Mısır’da yaşamış gerçek “Hz. Adem”, Firavun Akhenaten’i tanıma fırsatı bulacaksınız. 9 Resim-4: Erişkin bir Amphioxus lanceolatus. Temel vücut planı ilkel sayılabilecek bu canlıda, aynen insan embriyosunda olduğu gibi, açıkça baş-kuyruk (antero-posterior), karın-sırt (ventro-dorsal) ve ara segmentler (somitler) şeklinde organize olmuştur. Resmi Resim-1: Ortak Morfolojik gelişim ile kıyaslayınız. Bu eserde konumuz evrim gerçeği ve bunun moleküler genetik kanıtları ile sizleri bilgilendirmektir. İnanıyoruz ki, gerçeklere inanmak yerine istediğine (işine gelene) inanmak dahası, bu keyfi inanışlarına ters düşen gerçekleri ise inkar etmek çağdışı bir gericiliğin ifadesidir. Bu düşünce kalıplarına sahip insanlar, bizce, ne yazık ki Homo sapiens türünün en geri kalmış, en ilkel üyeleridir. Kaldı ki, kendisini diğer canlılardan üstün gören, hatta abiyogenez yoluyla doğa üstü kutsal bir güç tarafından yaratıldığına inanacak bir beyin yapısına sahip olanların Homo sapiens yani “Akıllı insan” sıfatına gerçekte ne kadar layık olduğu ise ayrıca sorgulanması gereken bir olgudur. Din ve ahlak, sosyolojik olarak geri kalmış toplumlarda, toplum düzenini temin için kullanılabilecek çok güçlü bir araçtır. Ancak, özü nereden gelirse gelsin, inanç uğruna bilimi ve aklı İNKAR eden toplumların parlak bir geleceği olabilir mi? Tüm benliğimizle inanıyoruz ki, evrim gerçeğini anlamak yeryüzünde yaşayan TÜM canlılara saygı göstermek ve söz konusu olan tek bir bakteri dahi olsa hayatın ne kadar değerli olduğunu kavramak için şarttır. Dahası doğal dengeleri bozmadan, içinde yaşadığımız gezegeni ve parçası olduğumuz bu biyoküreyi neden KORUMAK ZORUNDA OLDUĞUMUZU anlamak için bir ön koşuldur. Bu motivasyon ve amaca hizmet için hazırlanan bu eseri faydalı bulacağınıza inanıyorum. Şahsım ve bu eserin hazırlanmasında katkısı geçen Medikal yayın grubumuz adına yeryüzündeki hayatın değerini kavramış tüm saygıdeğer dostlarımıza sağlıklı, mutlu, başarılı ve parlak yarınlar dilerim. Dr. Kerimi Erden GÖKAY, Gökay-BIOTECH Ltd., CEO www.genetik.web.tr 10 ADAMA 2009 yılı Charles Robert Darwin’in iki yüzüncü Doğum yılıdır (1809 - 1882). Darwin, ağırlıkla H.M.S. Beagle gemisi ile 27 Aralık 1831’den 2 Ekim 1836 yılına kadar neredeyse kesintisiz beş yıl süren doğa gözlemlerine dayanarak kaleme aldığı ”The Origin of Species” (Türlerin Kökeni) adlı eserle ölümsüzleşmiştir. İlk yayımlandığı 1859 yılından beri insanlığa ve doğa bilimlerine ışık tutan bu eserin Giriş bölümünü C.R. Darwin şu sözlerle bitiriyor:”HİÇ BİR ŞÜPHEM YOK Kİ TÜRLERİN TEK, TEK BAĞIMSIZ OLARAK YARATILDIĞI İNANIŞI YANLIŞTIR”. Zamanının çok ötesinde bir öngörü, açık fikirlilik ve bilimsel gözlem yeteneği ile ancak kendisinden iki asır sonra moleküler genetik analiz yoluyla KESİN olarak kanıtlanabilecek EVRİM gerçeğini bu sözlerle ortaya koyan Darwin şüphesiz ki büyük bir deha ve okuduğunuz bu eserin nüvesini ortaya koyan bilim insanıdır. Bu nedenle bu eser saygı ile andığımız Charles R. Darwin’in aziz anısına adanmıştır. Kerimi E. GÖKAY, M.D., Ph.D. Gökay-BIOTECH Ltd., CEO Chicago – IL (2009) I can entertain no doubt, after the most deliberate study and dispassionate judgement of which I am capable, that the view which most naturalists entertain, and which I formerly entertained — namely, that each species has been independently created — is erroneous. I am fully convinced that species are not immutable; but that those belonging to what are called the same genera are lineal descendants of some other and generally extinct species, in the same manner as the acknowledged varieties of any one species are the descendants of that species. Furthermore, I am convinced that Natural Selection has been the main but not exclusive means of modification. Charles R. DARWIN (1859) 11 Kaynakça: 1. Ridley, M (2000). “The search for LUCA”. Natural History 11: 82-85. 2. Forterre, P. (1995). “Thermoreduction, a hypothesis for the origin of prokaryotes”. C.R. Acad. Sci. Paris III, 318: 415-422. 3. Galtier, N.; Tourasse, N.; Gouy, M. (1999). “A nonhyperthermophilic common ancestor to extant life forms”. Science 283: 220-221. 4. Orgel, Leslie (November 2000). "A Simpler Nucleic Acid". Science 290 (5495): 1306–7. 5. Nelson, K.E.; Levy, M.; Miller, S.L. (April 2000). "Peptide nucleic acids rather than RNA may have been the first genetic molecule". Proc. Natl. Acad. Sci. USA 97 (8): 3868–71. 6. Sutherland, J.D; Anastasi, C.; Buchet, F.F.; Crower, M.A.; Parkes, A.L.; Powner, M.W.; Smith, J.M. (April 2007). "RNA: Prebiotic Product, or Biotic Invention". Chemistry & Biodiversity 4 (4): 721–739. 7. Johnston, W.K.; Unrau P.J.; Lawrence, M.S.; Glasner, M.E.; Bartel, D.P. (2001). “RNACatalyzed RNA Polymerization: Accurate and General RNA-Templated Primer Extension”. Science 292: 1319. 8. Walter, Gilbert (1986). “Origin of life: The RNA world”. Nature 319: 618 (20 February 1986). 9. Unrau, P.J.; Bartel, D.P. (1998). "RNA-catalysed nucleotide synthesis". Nature 395 (6699): 260–263. 10. Peterson, S.N. & Fraser, C.M. (2001). “The complexity of simplicity”. Genome biology 2(2): comment 2002.1-2002.8 11. Cho, M.K.; Magnus, D.; Caplan, A.L.; McGee, D. and Ethics of Genomics Group (1999). “Ethical considerations in synthesizing a minimal genome”. Science 286: 2087-2090. 12. Knight, J. (1998). “Top translator”. New Scientist 158, 15 (April 18, 1998) 13. Knight, R.D. & Landweber, L.F. (2000). “The early evolution of the genetic code”. Cell 101: 569-572. 14. Martin, W. (1999). “A briefly argued case that mitochondria and plastids are descendents of endosymbionts, but that the nuclear compartment is not”. Proc. R. Soc. Lond. B. 266: 13871395. 15. Jordi Garcia-Fernàndez (2005). “The genesis and evolution of homeobox gene clusters”. Nature Reviews Genetics 6: 881-892 (December 2005). 16. Murtha, M.T.; Leckman, J.F. & Ruddle, F.H. (1991). “Detection of homeobox genes in development and evolution”. PNAS 88 (23): 10711-1071 (December 1, 1991). 17. Holland, P.W. and Takahashi, T. (2005). “The evolution of homeobox genes: Implications for the study of brain development”. Brain Res Bull.; 66(4-6):484-90 (September 15, 2005). 18. Larsen, William J. (1993). “Human Embryology”. Churchill Livingstone Inc. New York, NY 12 İNSAN: Bir tür olarak insan’ın bilimsel sınıflandırması aşağıda verilmiştir. Görüleceği üzere “insan” SOHA’nın Protista kolundan gelen Ökaryotlar üst aleminden evrimleşerek hayat bulmuş türlerden YANLIZCA biridir; Üst alem: Ökaryotlar Alem: Hayvanlar Şube: Chordata Alt şube: Omurgalılar Sınıf: Memeliler Takım:Primatlar Familya:Büyük insansılar (Hominidae) Alt familya: Homininae Oymak: Hominini Cins: İnsan (Homo) Tür: Akıllı insan (Homo sapiens) 13
