BİLİM VE YARATILIŞÇILIK

A.B.D. Ulusal Bilimler Akademisi - Bilim ve Yaratılışçılık


Moleküler Biyolojiden Gelen Yeni Kanıtlar

Tüm bu kanıtların işaret ettiği ortak atadan türeyiş temel ilkesi, çağdaş biyokimyada ve moleküler biyolojide yaşanan buluşlarla daha da sağlamlaşmaktadır.

Nükleotit dizilerini aminoasit dizilerine çeviren şifre tüm canlılarda temelde aynıdır. Dahası, tüm canlıların proteinleri değişmeksizin aynı 20 aminoasitten oluşurlar. Bu kompozisyon ve işlev birliği en farklı organizmaların bile aynı tek atadan türediğine güçlü bir kanıt oluşturur.

1959.da İngiltere’nin Cambridge Üniversitesi’nden bilim adamları hemen her çokhücreli hayvanda bulunan iki proteinin üçboyutlu yapısını saptadılar: hemoglobin ve miyoglobin. Hemoglobin kanda oksijeni taşıyan proteindir. Miyoglobin de oksijeni hemoglobinden alır ve gerekene kadar dokularda saklar. Bunlar saptanan ilk üçboyutlu protein yapılarıydı ve bazı önemli öngörülere yol açtılar. Miyoglobin, ortasında demir ve diğer atomlardan oluşan ve oksijenin bağlandığı bir grubun (hem) çevresine sarılmış 153 aminoasitlik bir tek protein zincirinden oluşur. Buna karşın, hemoglobin dört zincirden oluşur: 141 aminoasitlik iki eş zincir ve 146 aminoasitlik başka iki eş zincir. Ne var ki, her zincirde miyoglobindekinin tıpatıp eşi bir hem grubu vardır ve hemoglobin molekülündeki her dört zincir de aynı miyoglobin gibi katlanır. Böylece bu iki molekülün yakın akrabalığı 1959 yılında ortaya konmuş oldu.

Sonraki yirmi yıl süresince, düzinelerce memeli, kuş, sürüngen, amfibi, balık, solucan ve yumuşakça için miyoglobin ve hemoglobin dizilimleri belirlendi. Bütün bu dizilimler o denli belirgin benzerlik gösteriyorlardı ki, seçilmiş iki standardın - balina miyoglobininin ve at hemoglobininin - üçboyutlu yapılarıyla rahatlıkla karşılaştırılabilirlerdi. Daha da önemlisi, değişik canlıların dizilimleri arasındaki farklar canlılarda görülen hemoglobin ve miyoglobin varyasyonunu yansıtan bir aile ağacı oluşturmak için kullanılabilirdi. Bu ağaç, karşılaştırılan canlıların ortak bir atadan türediklerine ilişkin paleontolojiden ve anatomiden sağlanan gözlemlere tamamen uyuyordu.

Enerji transferinde rolü olan sitokrom-c gibi diğer proteinlerin ve tripsin ile kimotripsin gibi sindirim proteinlerinin üçboyutlu yapılarından ve aminoasit dizilimlerinden de benzer aile geçmişleri elde edilmiştir. Moleküler yapının incelenmesi, evrimsel ilişkilerin çalışılmasında yeni ve son derece güçlü bir araçtır. Potansiyel olarak elde edilebilecek bilginin boyutları - canlılarda bulunan binlerce protein çeşidinden öngörüldüğü gibi - olağanüstüdür ve sadece moleküler biyologların ayıracakları zaman ve kaynaklarla kısıtlıdır.

DNA’yı oluşturan nükleotitlerin dizilimlerini saptama yeteneği geliştikçe, canlıların evrimsel geçmişlerini ortaya çıkarmada genlerin kullanılması da mümkün olmuştur. Mutasyonlar nedeniyle bir gendeki nükleotitlerin dizilimi zamanla değişir. Yakın akraba iki canlı arasındaki DNA farklılığı daha azdır. İnsanlarda ve diğer canlılarda onbinlerce gen bulunduğu için her organizmanın DNA’sında evrimsel gelişimi hakkında çok büyük bilgi yatmaktadır.

Genler değişik hızlarla evrimleşirler, çünkü mutasyon rasgele bir olay da olsa bazı proteinler diğerlerine göre daha fazla aminoasit değişikliğini kaldırabilirler. Bu nedenle, bu daha esnek, fazla kısıtlanmayan proteinleri kodlayan genler daha hızlı evrimleşirler. Belli bir cins genin ya da proteinin ortalama evrimleşme hızı “moleküler saat”  kavramına yol açmıştır. Moleküler saatler, aynı evrimsel olayların izini sürseler de esnek proteinler için hızlı, kısıtlı proteinler için ise yavaş çalışırlar.



Üstteki şekil üç ayrı moleküler saati karşılaştırıyor: diğer makromoleküllerle yakından etkileşen ve aminoasit çeşitlilikleri oldukça kısıtlı olan sitokrom-c proteinleri için olan; başlıca oksijenle ve diğer küçük moleküllerle etkileşen, birincil yapısı daha az kısıtlı hemoglobinler için olan; ve kan pıhtılaşınca daha büyük proteinlerden (fibrinojenlerden) kopan protein parçaları fibrinopeptitler için olan. Fibrinopeptitler için saat hızlı gider; 1 milyon yıldan biraz daha uzun bir sürede aminoasitlerin yüzde biri değişir. Öteki yandan, sitokrom-c nin moleküler saati yavaştır; aminoasit diziliminde yüzde 1 oranında bir değişme için 20 milyon yıl geçmesi gerekir. Hemoglobin saati ikisinin arasındadır.

Moleküler saat kavramı iki açıdan yararlıdır. Canlılar arasındaki evrimsel ilişkileri ortaya koyar ve türlerin birbirlerinden ayrılmaya başladıkları anı gösterir. Belli bir gene ya da proteine ait saat, ne zaman gerçekleştiği bilinen belli bir olaya göre ayarlandığında protein ya da gen ağacını inceleyerek diğer tüm olayların gerçek zaman dizinlerini saptayabiliriz.

Evrimi destekleyen bir başka ilginç kanıt da "sözdegen" (pseudogene) adı verilen DNA dizileridir. Sözdegenler, artık işlevleri kalmamış ancak hala DNA’da taşınan fazlalıklardır. Kuşaktan kuşağa aktarılırlarken zamanla değişime uğrarlar ve evrimsel akrabalıkları ortaya koymada özellikle yararlıdırlar.

Farklı canlıların işlevsel genleri arasındaki benzerliklerin bir açıklaması bu canlıların yaşam biçimlerinin de benzer olmasıdır. - Örneğin, aynı ortamlarda bulunmaları ve benzer davranışları nedeniyle zebra ve atın genlerinin, kaplan ve atın genlerine göre daha çok birbirlerine benzemeleri beklenebilir. Ancak bu olası açıklama işlevsiz sözdegenler için geçerli değildir. Tersine, sözdegenler arasındaki benzerlikler sadece aradaki evrimsel akrabalığı yansıtmalıdır. İki canlının ortak ataları ne denli eskide kalmışsa sözdegenler de o kadar farklı bulunacaktır.

Moleküler biyolojiden kaynaklanan evrimin kanıtları şimdiden çok fazladır ve büyük bir hızla da artmaktadır. Bazı durumlarda, eldeki moleküler kanıtlar paleontolojik kanıtların da ötesine geçmemizi sağlar. Örneğin, balinaların denize dönen kara memelilerinden geldikleri uzun süredir öne sürülmekteydi. Anatomik ve fosile bağlı bulgulara göre balinaların karadaki yaşayan en yakın akrabaları çift-toynaklılardı (çağdaş sığırlar, koyunlar, develer, keçiler, vb). Bazı süt proteinleri genleri (beta-kazein ve kappakazein) arasında yakında yapılan karşılaştırmalar bu görüşü doğruladığı gibi balinaların karadaki en yakın akrabasının su aygırları olduğunu göstermiştir. Böylece moleküler bulgular fosil kayıtlarını desteklemiştir.

A.B.D. Ulusal Bilimler Akademisi - Bilim ve Yaratılışçılık







Share this article :

Yorum Gönder

Not: Yalnızca bu blogun üyesi yorum gönderebilir.

 
SUPPORT / DESTEK : ATLAS
Copyright © 2014 ATLASİZM