Evrimin Aşamadığı Moleküller:Proteinler

Canlı organizmasının temeli olan proteinlerin taşıdığı önemi hepimiz aşağı yukarı biliriz. Ancak vücudumuzun asıl ihtiyaç duyduğu moleküller proteinler değil, bunların “yapı taşı” olan amino asitlerdir. Canlı vücudu, gerekli amino a-sitleri yiyeceklerle alırsa, bunların yüzlercesini çeşitli sıralarda birbirine bağlayarak kendi DNA programında kodlanmış olan özel proteinleri yapar. Zaten yiyeceklerle aldığımız hayvani ve nebati proteinler de olduğu gibi kullanılmaz. Bunlar önce, sindirim kanalında, bulundurdukları amino asitleri serbest hale geçirecek şekilde parçalanır ve açığa çıkan amino asitler barsak hücreleri tarafından emilirler. Daha sonra organizmamız bunları kendine has gerekli proteinleri yapmak üzere yeniden sıraya koyarak kullanır.

Vücudumuzda yapılan proteinlerin birçoğu fevkalâde hususiyetler taşır. Meselâ, bağ dokumuzun esas proteini olan kollojen bunlardan biridir. Kollojen, bağ dokusunda organizmayı bir arada tutan kuvvetli lifler şeklinde bulunur. Aynı çap ve boydaki bir çelik çubukla karşılaştırılırsa, kollojen liflerinin daha sağlam olduğu görülebilir.(1) Gerçekten de, bu lifler kendi ağırlığının 10.000 katını taşıyabilen hârika yapılardır. Yine kollojen gibi çubuk şeklinde bir protein molekülü olan elâstin ise,kollojeninkine oldukça benzer amino asitleri bulundurmasına rağmen, tamamen başka hususiyetler taşır. Bu molekül birkaç yöne esneyebilmesi yüzünden vücudumuzda bulunan bağlara çok uygundur. Ayrıca kan damarlarının duvarlarında yer alarak bunların esnekliğini sağlar.

Protein molekülleri “enzim” olarak iş gördüklerinde çok daha hârika hususiyetler sergilerler. Enzimler, canlıların yapısında bulunan katalizörlerdir. Yani, canlı yapısındaki reaksiyonları hızlandırır ve normal vücut sıcaklığında meydana gelmesini temin eder. Ancak enzimlerin bu konudaki inanılmaz üstünlüklerini anlayabilmek için onları laboratuvarlarda kullanılan katalizörlerle karşılaştırmamız gerekir. Laboratuvarlarda kullanılan kimyevî katalizörler, işleme giren moleküller arasında hiçbir ayrım yapmadan, aynı tipteki birçok reaksiyonu hızlandırabilirler. Enzimler ise, moleküller arasındaki en ufak farkı bile ayırdedebilen son derece “seçici” katalizörlerdir. Her bir enzim, “izomerler” gibi yapıca birbirine çok benzeyen molekülleri bile birbirinden ayırdederek sadece belli bir molekülü kullanan reaksiyonları hızlandırır. Enzimlerin bu seçiciliğinin ve başka bazı faktörlerin beraberce iş görmesi sonucunda, sağlıklı bir organizmada “rastgele” hiçbir olay görülmez. Ancak gerekli olan reaksiyonlar yürür. Enzimlerin, diğer katalizörlere bir diğer üstünlüğü de yürüttükleri olayların hızlarında ortaya çıkar. Laboratuvarlarda, haftalarca süren deneylerle ancak başarılabilecek bir dizi reaksiyon, enzimler tarafından birkaç saniye içinde bitirilir. Enzimlerin sağladığı hızı gösteren çarpıcı bir kaç örnek verelim: DNA çift sarmalarının açılması gibi zor bir işlem, vücudumuzda saniyenin milyonda biri kadar kısa bir zamanda başarılır (2). Solunum hâdisesinde karbondioksitle suyun birleşmesini veya karbonik asidin parçalanması reaksiyonumu katalizyen karbonikanhidraz enzim saniyede 500.000 molekülü parçalar veya birleştirir.

Böylesine önemli işleri hızla ve hatasız yürüten bu moleküllerin yapısı nasıl kurulmaktadır? Bu, cevabı hâlâ verilememiş bir sorudur. Protein zincirinin, ribozom denilen hücre içi yapılarda genetik şifreye göre hazırlandığını biliyoruz. Ancak, proteinin biyolojik aktivite gösterebilmesi için, bu zincirin, belli bir şekilde kıvrılıp, bükülerek üç buutlu aktif yapıyı kurması gerekir. Problemin Önemini daha iyi anlıyabilmek için aşağıdaki hesaplamayı incelemek yeterlidir. 100 amino asitden meydana gelen çok basit bir proteinin yapısının, “deneme—yanılma” metodu ile yani tesadüfen kurulabilmesi için gereken zamanın, en az “10⁵⁰ sene” olduğu hesaplanmıştır. Halbuki canlı bir organizmada, meselâ bir bakteri olan E. coli'de, bu İş için harcanan zaman sadece 5 saniyedir (3). Halbuki canlıdaki protein moleküllerinde çok daha fazla aminoasit (500—3000) bulunur. Bunların nasıl özel şekilde dizileceği ve her canlının proteinlerinin kendine has bir yapı göstereceği DNA programıyla kodlanmış olup sadece tek yumurta ikizlerinde bu program tıpatıp aynıdır. Zaten organ nakillerin de ki en büyük problem olan doku uyuşmazlığı da buradan kaynaklanmaktadır. Canlıların cansız inorganik maddelerden tesadüfen meydana geldiklerini iddia eden organik evrim teorisini iflâs ettiren ve evrime aşılmaz bir engel olarak karşı koyan da yine bu hârika protein molekülleridir. Proteinlerin bir araya gelerek cüce organikler, hücre, dokular ve canlı sistemleri gibi derecelere yükselmesi ve beyin gibi bir organımızı da düşünce ve hafıza gibi sırlı hâdiselere yol açan sebeblerden sadece biri olması, nasıl bir ilim ve kudret karşısında olduğumuzu bize bir kere daha hatırlatmaktadır.

Referanslar:

l)Albert Lehninger, “Principles of Biochemistry” 1982, Worth Publishers, Inc. New York, 158 say.

2)Lubert stryer, “Biochemistry” 1988, W.H. Freeman and Company, New York, 6. sayfa

3)1. referans, 179. sayfa.