Etrafınıza şöyle bir bakın ve canlıları görün. Yalnızca insanların değil, tüm canlıların kendilerine has özellikleri var. İşte tüm bu genetik özellikler, hücrelerimizdeki bir molekül olan DNA tarafından taşınmaktadır. Gözlerinizin mavi olması, bir gülün güzel kokması, herhangi bir hastalık riskinizin daha yüksek olması ve benzeri aklınıza gelen pek çok özellik aslında DNA içeriğinde taşınmaktadır.
Teknolojinin de gelişmesi ile birlikte özellikle son yıllarda DNA üzerindeki çalışmalar hız kazandı ve bu sayede onu daha yakından tanır hale geldik. Belki yarın değil ama bir gün insan DNA’sı üzerinde tam kontrol sahibi olacağımız ve böylece insanların da genetiğinin buna göre düzenleneceği bile söyleniyor. En iyisi gelin DNA nedir yakından bakalım ve bazı bilimsel gerçekleri görelim.
Deoksiribo Nükleik Asit yani hepimizin bildiği kısaltması ile DNA, tüm canlı organizmalarda ve hatta bazı virüs türlerinde bulunan bir moleküldür. DNA, diğer hücre bileşenlerinin inşası için gerekli bilgiyi uzun süre saklama görevine sahiptir. İki uzun polimerden oluşan sarmal bir yapıya sahip olan DNA, en genel tanımıyla canlının tüm genetik özelliklerini taşıyan bir moleküldür.
Hücrelerimizde DNA isimli bir molekül olduğunu ilk keşfeden kişi, 1844 - 1895 yılları arasında yaşamış Friedrich Miescher isimli İsviçreli bir biyologtur. Kendisi aynı zamanda DNA’yı saflaştırmayı da başarmıştır. DNA’nın çift sarmallı bir yapısı olduğunu ortaya çıkaran kişi ise 1928 yılında doğan ve hala hayatta olan James Dewey Watson isimli Amerikalı bir genetikçidir. Watson, 1954 yılında yaptığı bu çalışma sayesinde 1962 yılında Nobel Fizyoloji ve Tıp Ödülü’ne layık görülmüştür.
Bir tür kalıtım birimi olan gen de DNA gibi bir nükleotid dizisidir ancak DNA demek değildir. Genler, DNA’nın yalnızca bir kısmını oluşturmaktadır. Tüm genler DNA’dır ancak tüm DNA gen değildir. Hatta bir oran vermek gerekirse DNA’nın yalnızca yüzde 2’si genlerden oluşmaktadır. Henüz çalışmalar sürse de DNA içeriğinde bulunan diğer yapıların bu genleri kontrol ettiği düşünülüyor.
Hiçbir insan birbirine benzemezken nasıl aynı DNA’yı taşır diye şaşırmış olabilirsiniz ama doğru. İnsan DNA’larının yaklaşık yüzde 99.9’u birebir aynıdır. Bu DNA, hücrelerimizin oluşması için gerekli kodu yazar ve nasıl uygulanacağını gösterir. Dışarıdan çok benzersiz görünen farklılıklarımızı yaratan ise DNA’nın içindeki yalnızca yüzde 0.1’lik bölümdür. Göz rengi, ten rengi, boy, kafatası şekli ve benzeri işte bu küçücük alan tarafından belirlenir.
İşler giderek ilginçleşiyor farkındayız ama yalnızca DNA üzerinden bir inceleme yapmak gerekirse neredeyse hiç kimsede yüzde yüz insan DNA’sı yoktur. Hayır, şempanzelerle olan yüzde 98’lik DNA benzerliğinden değil, virüslerden bahsediyoruz. Evrimsel süreç içerisinde insan DNA’sı, maruz kaldığı sayısız virüsten de DNA parçası aldı ve bunları taşımaya başladı. Bir DNA molekülünde yaklaşık 100 bin viral DNA parçası olduğu tahmin ediliyor. Bu da DNA’mızın yüzde 5 ile yüzde 8’inin virüs DNA’sı olduğu anlamına geliyor.
Daha önce buradaki yazımızda da anlattığımız gibi insan DNA’sı ile şempanze DNA’sı yaklaşık yüzde 98’lik bir benzerlik göstermektedir. Hadi şempanzelerle akraba sayılırız denilmesine alıştık da peki ya ascidianları ne yapacağız? Ascidian yıldızı olarak da anılan bu deniz canlısı, omurgasız bir filtre besleyicisidir. Canlı demeye bin şahit isteyeceğimiz bu canlı ile DNA’mızın yüzde 77’si aynıdır. Bu özelliği sayesinde insana en yakın omurgasız canlı olarak anılır. Birkaç milyon yıl beklesek belki o da evrim geçirip gelir yanımıza.
Tam bir insan genom dizimi ilk kez 2003 yılında gerçekleştirildi. 13 yıl süren bu hummalı çalışma tam üç milyar dolara mal olmuştu. Aradan çok kısa bir süre geçmiş olmasına rağmen bugün bir DNA insan genomu dizimi yapmak, iki hafta gibi kısa bir sürede gerçekleştirebilir ve en fazla birkaç bin dolara mal olur. Kimbilir belki ileride birkaç saatte tam bir insan genomu dizilebilecek.
Haploid insan genomunda 23 çift kromozom bulunur ve bunlar 3 milyar baz çift DNA içerir. Bu da 6 milyar baz DNA çifti yapar. Kabaca bir hesapla her diploid hücre 2 metredir. İnsan vücudunda yaklaşık 50 trilyon hücre vardır ve bu da demektir ki her insanda 100 trilyon metre uzunluğunda DNA var. Güneş ile Dünya arasında yaklaşık 150 milyon kilometre olduğunu düşünürsek DNA uzunluğumuz buradan Güneş’e 300’den fazla kez gidip gelebilir. Dünya ekvatoru çevresinde ise 2.5 milyondan fazla kez döner. Şöyle dümdüz uzatalım desek Güneş Sistemi’ni tam ikiye katlar. Düşünün, bunun tamamı içimizde.
Tabii hemen gidip X-Men ekibine katılamayız çünkü bu mutasyon yalnızca DNA düzeyindeki ufak değişikliklerdir. Güneş ışığı altında uzun süre kalıp fazla UV radyasyonuna maruz kalmak, ilaç kullanmak, viral enfeksiyon geçirmek gibi sayısız durum sonucunda DNA’mız mutasyon geçirir. Hücrelerimiz bu değişikliğe hızla uyum sağladığı için çoğu zararsız ve hatta yararlıdır. Ancak bazı durumlarda bu mutasyonlar kansere neden olabilir.
Tüm hücrelerimizde DNA olduğunu söylemiştik ancak bunun en önemli istisnası alyuvar olarak da bilinen kırmızı kan hücrelerimizdir. Vücudumuzda bu kadar çok sayıda bulunan kırmızı kan hücresinde DNA bulunmaması ilginç ama bunun nedeni hücrenin bizzat bunun için adapte olmasıdır. Kırmızı kan hücrelerimiz vücudumuzun her yerine daha çok oksijen taşımak için adaptasyon geçirmişlerdir ve bu nedenle de DNA taşımazlar. Yani DNA taşınması gereken boşlukta oksijen taşınır.
Bir canlının tüm genetik özelliklerini taşıyan molekül olan DNA nedir sorusunu yanıtlayarak hakkında bilmeniz gereken ilginç bilimsel gerçeklerden bahsettik. Anlattıklarımız bugünün gerçeği, belki yarın DNA hakkında bildiğimiz her şey değişir.