DNA Genetik Kodu Tutuyor, Ama Ne Okuyor? 'Gen Makinesi' Yazarı Açıklıyor

DNA'nın özü kendimiz için olduğu gibi, ünlü çift sarmal dünyadaki biyoloji çalışmasının özüdür. Ancak bu temel moleküller yalnız çalışamaz. DNA, vücudumuzu oluşturmak için kaynak kodu ve verileri depolar ve keşfi, “Hangi makine kodumuzu okuyor?” Sorusu da dahil olmak üzere sayısız yeni araştırma konusuna kapı açtı.

Nobel Ödüllü biyolog Venki Ramakrishnan, cevabın peşinde koşma yolculuğunu çözdü Gen Makinesi: Ribozomun Sırlarını Çözme Yarışı. Sadece idrakli netliği olan bilimi açıklamakla kalmayıp, belirsizlik karşısında iddialı bir yolculuğu ortaya koyuyor, aynı zamanda bilgiliğin peşinde koşan karmaşık politikaya bakış açısı sunuyor.

Aşağıda bir alıntıdır Gen Makinesi, bu hafta Temel Kitaplar tarafından yayınlandı.

Primordial Mist'ten Çıkan

Yaşamın nasıl başladığı, biyolojinin kalan büyük gizemlerinden biridir. Tüm yaşam, doğru kimyasal ortamda bir çeşit enerji gerektirir. Bazı insanlar, yaşamın kullandığı kimyanın çoğunun, okyanustaki jeotermal menfezlerin kenarlarında meydana gelen kimyaya benzer olduğunu belirtti. Bu, başkalarının iddia ettiği gibi sadece bir tesadüf olsa bile, yaşamın ortaya çıkmasının hangi koşullara olanak sağladığını düşünmek yararlı olacaktır. Fakat temelde yaşam, bir dizi kimyasal reaksiyondan daha fazlasıdır; Genetik bilginin, karmaşık yaşam formlarının çok ilkel olanlardan gelişmesine izin verecek şekilde saklanması ve çoğaltılması yeteneğidir. Bu kritere göre, insanlar üremek için bir konak hücreye ihtiyaç duydukları için onu sorgulamak için kullanmış olsalar bile virüslerin canlı olduğu sorusu yoktur. Ancak, bir virüsten hastalanan ve vücudunu bir enfeksiyonla savaşmış olan herhangi bir kişi virüslerin hayatta olduğundan şüphelenmez.

Sorun, neredeyse tüm yaşam formlarında, DNA'nın genetik bilgi taşımasıydı, ancak DNA'nın etkisiz kalması ve çok sayıda protein enzimi tarafından üretilmesi, sadece RNA'yı değil, aynı zamanda bu enzimleri yapmak için ribozomu da gerektiriyordu. Dahası, DNA'daki şeker, deoksiriboz, büyük bir komplike protein ile ribozdan yapılmıştır. Bütün sistemin nasıl başladığını kimse anlayamadı. Crick, La Jolla'daki Salk Enstitüsündeki Leslie Orgel ve Illinois Üniversitesi'nden Carl Woese gibi hayatın nasıl başladığını düşünen bilim adamları, belki de yaşamın RNA ile başladığını öne sürdüler. O zamanlar, bu saf bir spekülasyondu - neredeyse bilim kurgu - çünkü RNA'nın kimyasal reaksiyonları gerçekleştirebileceği bilinmiyordu.

Cech’le Altman’ın keşfi bunların hepsini değiştirdi. RNA artık DNA gibi bir baz dizisi olarak bilgi taşıyabilen ve proteinler gibi kimyasal reaksiyonlar da gerçekleştirebilen bir moleküldür. Artık RNA'nın yapı taşlarının milyarlarca yıl önce dünyada bulunabilecek basit kimyasallardan yapılabileceğini biliyoruz. Bu yüzden, bazıları sadece kendilerini yeniden üretene kadar yaşamın rastgele yapılmış birçok RNA molekülü ile nasıl başladığını hayal etmek mümkündür. Bu bir kez gerçekleştiğinde, evrim ve doğal seleksiyon, daha ilkel bir ribozom kadar karmaşık bir şey olsa bile, daha karmaşık moleküllerin yapılmasına izin verebilir. Wally Gilbert tarafından ilk kez tanımlanan bir terim olan ilkel bir RNA dünyası fikri geniş çapta kabul edildi.

Ribozom, RNA domine edilmiş bir dünyada başlamış olabilir, ancak protein ürettiği için bir Truva atı haline geldi. Proteinlerin, RNA'dan ziyade birçok reaksiyon türünde daha iyi olduğu ortaya çıktı, çünkü amino asitleri, basit RNA molekülünden daha çeşitli kimyasallara sahipler. Bu, proteinler üretildikçe, zamanla RNA moleküllerinin fonksiyonlarının çoğunu o zaman ve daha fazlasını devralacak şekilde geliştiğini gösteriyordu. Bunu yaparken, bildiğimiz gibi yaşamı değiştirdiler. Bu ayrıca, ribozomun çok fazla RNA olmasına rağmen, DNA'yı kopyalayan veya RNA'ya kopyalayan enzimlerin şimdi tamamen proteinlerden oluştuğunu açıklayabilir. Bunun sebebi, genlerin depolanması için DNA kullanımının daha sonra gelmesidir; o zamana kadar, proteinler yaygınlaşmıştı ve hücre içindeki reaksiyonların çoğunu gerçekleştiriyorlardı.

Tabii ki, bu proteinleri yapmak için bir kod taşıyan genlerin nasıl ortaya çıktığını açıklamıyor. En iyi tahmin, erken bir ribozom formunun kısa zaman sonra rastlanan peptidlerin kısa gerilmelerini sağlamasıdır; bu, o zamanlar civarında olan RNA enzimlerinin geliştirilmesine yardımcı olmuştur. Fakat oradan, genlerin amino asitleri çok spesifik bir düzende dizen proteinleri yapmak için talimatlar taşıması nasıl bir adım attı ve hala yaşamın en büyük gizemlerinden biriydi. Bu da, büyük alt birime ek olarak, birçok başka unsurun ortaya çıkması gerektiği anlamına gelir: genetik kodu taşımak için mRNA, amino asitleri getirmek için tRNA'lar ve mRNA için bir platform sağlamak için küçük alt birim; bağlanacak tRNA'lar. Ancak RNA katalizinin keşfedilmesinden önce, insanlar sistemin prensipte bile nasıl başlayabildiğini göremiyorlardı.

Gen Makinesinden Alıntı: Ribozomun Sırlarını Venki Ramakrishnan Tarafından Çözme Yarışı. Telif Hakkı © 2018. Basic Books tarafından yayınlandı