MOLEKÜLER BİYOLOJİK ÂLEM

         SELMİ GÜRBÜZER

         Moleküler biyoloji canlılık olaylarını moleküler seviyede inceleyen bir bilim dalı olup,         gördüğü büyük ilginin arka planında yatan ana etken,  hayat nedir sorusuna verilecek cevabın yolunu göstermesidir.  Nitekim moleküler biyoloji canlı maddeyi cansız maddeden ayırıcı özellikleri ortaya koyup moleküler seviyede inceleyen bir bilim dalıdır. Mesela yediğimiz gıdalar cansız olmasına cansız ama vücut iklimimize aldığımızda bir anda canlı olmamıza dinamiklik kazandırabiliyor. Bu bir anlamda insan patates yemekle patates olmuyoruz, bilakis patatesin enerjiye dönüşmesiyle birlikte organlarımız dirlik kazanmış oluyor. Demek oluyor ki canlılık kazanan organizma cansız atomlardan oluşmasına rağmen cansız atoma dönüşmüyor, tam aksine atom canlı hücre içerisinde dirlik kazanmış oluyor. Anlaşılan vücut sistemi içerisinde enerji dönüşümü varsa ancak o zaman canlılıktan söz edebiliyoruz.  

         İnsan balçıktan yaratılıp ete kemiğe bürünmekle aslında ilk başlangıçta cansız bir madde olarak yaratılmıştır. Ta ki balçıktan yaratılan insana ruh üflendi, işte o zaman insan dirlik kazanıp kendini bilen varlık oldu. İlimde zaten kendini bilmektir.  Bu yüzden şuur melekesine ete kemiğe bürünmüş madde gözüyle bakmayız,  ruhi kaynaktan beslenen iç gözümüz olarak bakarız hep.  Nitekim bu iç gözümüz şuur sayesinde milyarlarca galaksiden meydana gelen koca kâinatın bir insan beynine sığabildiğini idrak etmiş oluruz. Keza kâinatla insanı birlikte bir âlem olduğunun değerlendirmesini yapan da şuurdur. Her ne akıl kâinatı durağan olarak algılasa da şuur öyle değil, tam aksine ruh kökünden beslenen şuur penceremiz bize kâinatın dinamik olduğunu kendi hal lisanıyla idrak ettirir. Öyle ki Yüce Allah’ın mümin kullarına lütfettiği ilahi idrak sayesinde hem insanın hem de kâinatın on sekiz bin âlem içerisinde âlem olduklarının şuuruna varmış oluruz.  Ki, bu noktada ferasetiyle kimi bilge şahsiyetler insanı büyük âlem olarak idrak ederken kimi bilge şahsiyetlerde insanı büyük âlem olarak idrak etmişlerdir. Aslında her iki idrak penceresinden de baktığımızda bizim açımızdan küçük büyük hiç fark etmez, her iki cenahın bilge şahsiyetleri de ortak noktada buluşup  ‘âlem’ diyorlar ya, bu bakış açısı bize yeter artar da.  Asıl bize bu noktada düşen görev tüm yaratılmış âlemlere tefekkür gözüyle bakıp içerisinde seyri âlem yapabilmek çok mühimdir. Tabii tefekkürden yoksun olanlar insanı basite indirgeyip kendi yaratılış öykümüze madde gözüyle baktıkları içindir bizim seyr-i âlem iştiyakımızdan neyi kast ettiğimizi anlamakta güçlük çekecekleri malum. Madem her şeyi maddeye indirgeyerek moleküler biyolojinin deruni yönünü anlamakta güçlük çekiyorlar,  o halde bizde moleküler biyolojinin gözle görülür elle tutulur mükemmel donanımlı dış veçhesi yönüyle de ele alıp anlatmakta fayda var elbet. Sadece mükemmel donanıma haiz oluşu mu kayda değer yanı,  hiç kuşkusuz birçok alana sağladığı katkı yanı da buna dâhil. Nitekim moleküler biyolojinin zahiri yönden en göze çarpan katkısı hiç kuşkusuz pratik hekimlik alanına sağlayacağı kolaylıklardır. Keza olaylara sosyolojik yönden bakan düşünce akımlarına ışık saçması bakımdan da moleküler biyolojiden büyük ölçüde istifade edildiği bilinen bir gerçekliktir. İşte bilinen bir gerçeklik olduğu şundan besbelli bir kere her şeyden önce:

        -20. yüzyılın başından bu yana organik kimyanın geçirdiği değişmeler,

-Laboratuvar tekniğinin gösterdiği ilerlemeler,

-Elektron mikroskobunun keşfi ve kullandığı alanların genişlemesi,

-Ölçü aletlerin mükemmelleşmesi,

-Zooloji dalında geniş genetik araştırmaların hız kazanması,

        -Bilhassa 1940 yılından sonra çok sayıda bilim adamının yetişmesi gibi etken unsurların birçok alana ışık saçıp istifade edilmesi bunun bariz göstergesi zaten.

        Bilindiği üzere moleküler biyolojinin doğuşuna önemli ölçüde birinci derecede 1938 ila 1939 yıllarında botanikçi Matthias Schleiden ve zoolog Theodar Schwann tarafından canlının temel taşı tek hücre olduğu ilanıyla katkı sunulmuştur.  Her ne kadar o ilk katkı yıllarında hücre denildiğinde merkezinde bir çekirdek, dışı zarla kaplı sıradan bir sıvı bir molekül gözüyle bakılsa da ileri ki yıllarda moleküler biyolojinin modern laboratuvar cihazlarıyla desteklenmesiyle birlikte çok daha kompleks bir yapı olduğu anlaşılacaktır. Öyle ki,  elektron mikroskobunun keşfiyle birlikte mesela:

    -Bir sinek kanadının sıradan bir şeffaf tabaka olmayıp içerisinde hava borucukların bulunduğu bir uçuş kanadı olduğu,

    -Bir bitki çekirdeğinde koca bir ağacın programının kodlandığı, 

    -DNA sarmalına 50 ton ağırlığında bir balinanın kodlandığı gibi daha nice bilinmeyen biyolojik sır perdelerinin botanik, zooloji ve genetik gibi birçok bilim dalları sayesinde açıklık kazandığına şahit oluruz.

     Bu arada moleküler biyolojinin ilk kuruluş tarihçesi 1943 tarihine dayandığını söyleyebiliriz. Nitekim bu tarihlerde Mcleod-Mc Carthy deneyi ile gösterilmiş olan DNA’nın bir başka boyutta Alfred Hershey ve Martha Chase tarafından genetik materyal olduğunun teyidine yönelik çalışmalar damgasını vuracaktır. Derken bu sayede vücudun farklı bölgelerinde ciddi enfeksiyonlara neden olan pnömokokların (Pneumococcus) şekil değiştirme olayında dışardan hücrenin içerisine dâhil olan DNA parçalarının girip hücrenin genomuyla bütünleşmesinin etkin rol oynadığı gerçeği ile yüzleşilmiş olunacaktır.  Ancak ne yazık ki bu buluş 1944 bilimsel dergilerde yayınlanmasına rağmen gereken yankı bulamamıştır.  Ne zaman ki George Beadle her bir genin bir enzim yapımı ile ilgili olduğuna dair “gen-enzim hipotezi” çalışmalarıyla dikkat çekmeye başlar, işte o zaman DNA’nın etkin genetik bir materyal olduğu gerçek anlamda gündemde yerini almış olur.

         Evet, bilim dünyasında dur durak bilmeyen ilerlemeler kaydedildikçe bu kez Mendel’in genetik kanunları gündeme damgasını vurup, değim yerindeyse bu sayede gen eşleşmelerinin matematiksel yüzde oranlarının bilgisi kanunlaşmış olur. Ve böylece Mendel’in yaptığı çalışmalar ilerisi için ufuk açıp otozomal ve gonozomal kromozom kombinasyon gen sayısının toplamda takriben 4 DNA bazının 4²³’lü bir sayıya tekabül edebileceği belirlenmiştir. Sadece kromozomlar gen sayısı bakımından mı,  hiç kuşkusuz bunun yanı sıra canlılardaki kalıtsal özelliklerin kuşaktan kuşağa nasıl geçtiği bilgisi de mercek altına alınıp belirlenmiştir.  Öyle ki her merak konusu olan ince ayrıntılar beraberinde moleküler biyolojiye olan ilgiyi artırıp,  1958 yıllarında bu ilgi zirve yapar da. Hatta bu tarihlerde Meselson, Stahl ve Kornberg’in yanı sıra 1953 yılında Watson ve Crick tarafından ortaya atılan DNA’nın tıpkı fermuar gibi açılıp kapanan çift sarmal bir yapıda olduğunu deneysel metotlarla takdim edilmesi bu alana daha da büyük bir ilgi uyandırmasına ziyadesiyle yetmiştir dersek yeridir.   Hani atalarımız demişler ya merak ilmin yarısıdır diye, aynen öylede, DNA’nın keşfiyle yapılan çalışmalar hız kazandıkça bu kez DNA’nın kendi kendini kopyalayarak canlının yeni yapıtaşlarını oluşturduğu bilgisine erişilmiş olunur.  Merak bu ya, bu arada insanoğlu kurcaladıkça DNA çift sarmal zincirinin bir şeridinde herhangi meydana gelebilecek arıza durumunda diğer şerit tarafından adeta tamir edilerekten eksikliği giderici faaliyette rol aldığı bilgisine de vakıf olunur. Böylece bu olay evrimcilerin iddialarını çürütürcesine kromozomlarda oluşabilecek mutasyonlara karşı yedek önlemlerin alınabileceğini de gözler önüne seren bir delil olmuş olur.

Evet,  moleküler biyoloji alanında gelişmeler ivme kazandıkça kendi içinde alt dallara ayrılıp gerek bakteriyoloji gerekse viroloji alanında da bilimsel anlamda önemli gelişmeler kaydedilir.  Nitekim 1960’larda Werner Arber virüslerin zararlarından korunmak adına virüsün DNA’sını yok eden bir enzimin salgılandığını tespit etmiştir. Hamilton Smith ve arkadaşları ise ilk klonlama denemeleriyle restriksiyon endonükleaz enzimlerinin kendine özgü bir DNA dizini nasıl kırdığını yaptığı çalışmalarla ortaya koymuşlardır. Daniel Nathans ise malum Siman Virüs 40 (SV 40)’ın genom haritasını çıkarma ya da replikasyon kaynağının yerini belirlemeye yönelik restriksiyon endonükleaz denen bir enzim türünü kullanmayı başarmıştır.   Derken 1970 yıllarında başlayan bu ve buna benzer klonlama denemeleri sayesinde rekombinant DNA çağının eşiğine gelinip bu durum GDO teknolojilerine de ufuk açmıştır.  Nitekim Biyoteknolog girişimcisi Herbert Boyer kurduğu firma tarafından GDO teknolojileri kullanılaraktan E. coli bakterisinin genleri değiştirilerek insülin üretilebilmiştir,  hakeza bir başka çalışmayla da koli basilinin bir geni değiştirilerek somatostatin hormonu üretilebilmişlerdir. İşte tüm bu buluşlar bize gösteriyor ki bilim ilerledikçe DNA’ya gen eklemek ya da zararlı bir geni eleyip yerine faydalı genlerin ilavesi mümkün örneklere de şahit olabiliyoruz. Bu arada Wilkins (1962), Lederberg (1958) ve Tatum (1958) gibi araştırıcılarında önemli buluşlarını unutmamak gerekir. 

           İşte yukarıda bahsi geçen tüm bu çalışmalar eşliğinde DNA’nın fonksiyonel gen diziliminin “adenin, guanin, sitozin ve timin”  denen dört harfli alfabetik baz ekseni üzerine kurulu olduğunu ve bu alfabetik dil kodu açıldığında gelmiş geçmiş tüm insan topluluğunun 3500 misli koca bir çınar ağacına sığacak bir gen diziliminin olduğunun idrakine varmış oluruz. Ve bu ağacın gövdesini ise dezoksiriboz fosfat polimerleri oluşturmakta.  Bakmayın siz öyle gen diziliminin dört harflik alfabeden ibaret olmasına,  bir araya geldiklerinde protein sentezini gerçekleştiren aktörler olarak sahne aldıklarını görürüz. İyi ki de böylesi aktörler var, canlılık bu sayede dirlik kazanmış olmakta. Ve bugüne kadar yapılan çalışmalarla yaklaşık 150 bin gen dizilimi keşfedilebilmiştir. Öyle anlaşılıyor ki DNA çift sarmal helezoni yapıda ki zincirin üzerinde daha henüz keşfedilemeyen 10.000 genin varlığı söz konusudur.  Hatta kader yazgımızın kodlu olduğuna inandığımız alın yazısı geni de buna dâhildir. Belli ki DNA’nın bütününe ulaşmak insan idrakinin çok üstünde özel bir çaba gerektirdiğinden değil bir ömür, bin ömürde yetmeyebilir. İşte bu nedenledir ki DNA hakkında toplamda 3 milyar harften oluşan bir bilgi bankasıdır dersek yeridir. Hele birde o veri bankasının belleğindeki kodların yazılım şekline dönüştüğünü düşünün, karşınıza 1000 ciltlik devasa boyutlarda bir ansiklopediye denk gelen yani toplamda 1 milyon sayfadan ibaret dev bir külliyatla yüzleşeceğiz demektir. Üstüne üstük yüzleşeceğimiz bu dev ansiklopedinin kopyalanması uzun bir zamanda almıyor,  tıpkı bilgisayarda yüklü olan dosyaları “kes-kopyala-yapıştır”  metoduyla anlık olarak kayıt altına alındığı gibi bir durumdur bu. Öyle ki anlık kayıt altına alınma hızına dünyanın en gelişmiş fotokopi ve kayıt sistemleri de yetişemeyip değim yerindeyse DNA’nın başkanlığında gerçekleştirilen tüm bu kes-kopyala-yapıştır işlemlerinin yanında çok zayıf kalmaktadır.

           Bu arada hepimizin belki aklımızdan şu da geçebilir,  madem DNA molekülü hücre içi faaliyetlerde A’dan Z’ye hemen her alanda dizginleri elinde tutmakta, o halde neden kendini kopyalama ihtiyacı duyar ki? Malum her canlı doğar, büyür, ihtiyarlar ve en nihayetinde ölmek için vardır. Dolayısıyla canlılara dirlik katan DNA’da nesiller boyu kalıtsal yönden özelliklerini taşıyabilmek için kendini kopyalayıp yenilemesi gerekir. Keza canlının en temel birimi hücrelerde öyledir. Nitekim hücreler bölünerek çoğaldığı gibi vakti geldiğinde kendilerine tayin edilen ömür süreçleri içerisinde ölüyorlar da. Dolayısıyla hücre çekirdeğinde bulunan DNA’nın kendi karakteristik özelliklerini bir sonraki kuşağa aktarılması adına kendini kopyalamasına şaşmamak gerekir, bu son derece gayet tabii bir durumdur.

       Hücre içindeki yapılar

       Çok hücreli canlılar daha çok bünyesinde bulunan birbirinden farklı hücrelerin varlığıyla dikkat çekmektedir. Nitekim bunlardan karaciğer, deri, kemik, göz (özellikle ileri derecede ki farklılaşmış retina)  hücreleri bunun en dikkat çeken tipik örneklerini teşkil eder. Ve bu farklı özellikler, aynı zamanda bize protein sentezinin son derece kompleks bir yapıda olduğunu gösterir. Öyle ki bu yapı içerisinde:

     -Gerek oksijen taşınmasında alyuvarların üstlendiği rol, 

     -Gerek iç ve dış uyarımların iletilmesinde sinir hücrelerinin üstlendiği rol,

     -Gerek vücut için gerekli olan salgı oluşumunda salgı hücrelerinin üstlendiği rol,

     -Gerekse boşaltım işlemlerinde böbrek hücrelerinin üstlendiği rol bize belirli hücrelerin belirli fonksiyonlar için özelleştiğini gösteriyor. Böylece canlıların gelişmesi sırasında oluşan bu özelleşmeler neticesinde organizmanın bütününe yayılan bir iş bölümüne dayalı çeşitliliğin varlığını ortaya koymuş olur.  

       Hücre içindeki yapıların birbirinden ayrılması

       Biyokimyacılar yıllardan beri hücre içerisindeki mevcut yapıların tek tek analizini yapmak için bir takım dokuları tuz çözeltisi içerisinde suspansiyonunu sağladıktan sonra santrifüjle hücre yapılarını birbirinden ayırmaya çalışmışlardır. Malum ilk başta yapılan çalışmalardan ümit ettikleri türden pek netice elde edememişlerdi. Çünkü pek çok işlemler tuz çözeltisiyle yürütüldüğü içindir hücrelerin şişip parçalanmasına neden oluyordu.   Neyse ki 1950 yıllarında tuz çözeltisi yerine şeker kamışı çözeltisi kullanılınca hem hücre yapılarını birbirinden ayırma işlemleri hem de bir dizi metotlar geliştirilmiştir. Nitekim farenin karaciğeri şeker kamışı çözeltisine konulduktan sonra soğuk bir odada karıştırıcı (mixer) içerisinde vortekslenip parçalanmaları eşliğinde karaciğer hücrelerinin serbest hale geçmesi sağlanmıştır. Derken homojen hale gelen suspansiyon küçük santrifüj tüpünde 700 rpm de 10 dakika düşük hızla döndürüldüğünde tüpün dip kısmında hücre çekirdeklerinden meydana gelen bir çöküntü elde edilmiştir. Hatta en dip kısmında parçalanmış hücrelerde bulunmaktadır. Üst kısımda teşekkül eden sıvıda ise daha küçük yapıda hücre yapıları vardır. Şayet bu sıvı alınıp yerçekiminin 5000 katı kuvvetle santrifüj edilirse mitokondri hücrelerinden meydana gelmiş bir çöküntü elde edilecektir.  İcabında mitokondrileri ayırdıktan sonra geriye kalan sıvıyı da ultra santrifüjle yerçekimi gücünün 10.000 katı uygulama kuvvetle döndüğünde bu kez tüpün dip kısmında Endoplazmik retikulum ve ribozom ihtiva eden bir çöküntü oluşacaktır. İşte oluşan bu süspansiyon yıkama solüsyonuyla yıkandığında endoplazmik retikulum parçaları eriyerek geriye sadece ribozomlar kalacaktır.  Bu arada ribozom da ayrıştırıldıktan sonra arta kalan sıvı ne kadar uzun süre döndürülürse döndürülsün tüpün dibinde çöküntü meydana gelmediği görülecektir. Derken nihayetinde protein ve nükleik asit moleküllerinin sıvıdan ayrılma işlemleri tamamlandığında ayrıştırılmış hücrelerin en küçük alt biriminin ribozomlar olduğu belirlenmiş olur.

        Hücrenin alt yapıları ve biyolojik fonksiyonları

        Hayatın temeli başlangıçta bir tek hücreden meydana gelmiş olsa da sonuçta gelinen nokta itibariyle canlı organizmalar çeşitli hücrelerden ve hücreler arasını dolduran organik ve anorganik maddelerden kurulmuştur. Organik ve inorganik maddeleri çoğu kez dışardan besin maddeleri yoluyla takviye ederiz. Nitekim besin maddeleri organizma içerisinde yüklendikleri görev bakımdan üç kategoride değerlendirilirler:

        -Plastik besinler,

        -Enerjik besinler,

        -Katalizör besinler.

       Plastik besinler malum başta su olmak üzere protein, yağ, mineral ve karbonhidratlardan meydana gelmiş olup daha çok hücrelerin yenilenmesi veya birtakım kayıpların giderilmesinde etken rol oynarlar.  Enerjik besin maddeleri de malum karbonhidrat, yağ ve proteinler içerip, bunlar daha çok vücudumuzun fiziksel fonksiyonlarına katkıda bulunmalarının yanı sıra ısı ve enerji temininde güç kaynağıdırlar. Katalizör besinler ise plastik ve enerjik besinlerin üstlendiği misyonun dışında minimum seviyelerde fizyolojik eylemlerin yanı sıra birtakım kimyasal reaksiyonları başlatma veya hızlandırılmasında etkin rol oynarlar. Özellikle mineraller, vitaminler ve bazı kimyevi maddeler bu kapsamda değerlendirilir.

        Hücre zarı (Plazmalemma)

        Bitki ve hayvan hücrelerinde stoplazmanın en dış kısmı 60 ila 120 arası angström kalınlığında zar ile çevrilidir. Söz konusu zar yapısı protein, yağ ve az miktarda (özellikle memelilerde)  karbonhidrat moleküllerinden oluşmaktadır.

        Hücre zarının yapısı hakkında ilk bilimsel tez Danielli ve Dawson tarafından ortaya atılmıştır. Bu ilk tezden hareketle hücre zarın ortası 60 Â (angström) kalınlığında iki tabaka sıralı lipit moleküllerinden oluşurken, dış kısımda 30 angström kalınlığında birer protein molekül tabakasından oluşmakta. Böylece her ikisi bir arada ‘zar birim’ olarak tanımlanıp Sandviç model olarak anlam kazanır.  Öyle anlaşılıyor ki vücut örtümüz deri bizim için ne anlam ifade ediyorsa zar birim de bir hücre için o derece anlam ifade eder. Nitekim daha biyoloji alanında yaptıkları çalışmalarla adından söz ettiren S.J.Singer ve G. Nicholson ikilisi zarın bir lipit denizinde yüzen protein ve glikoproteinlerden yapılmış dışarıya açılan almaçlar olduğunu mozaik zar modeliyle açıklık getirmişlerdir.  Böylece bu modelin ortaya konulmasıyla birlikte hücre zarının yapısını oluşturan lipitlerin iki tabakadan müteşekkil iç içe geçmiş fosfolipit tabakası olduğu belirlenmiştir.  Ve bu iki tabakadan biri fosfolipitlerin lipofil yağ asitlerini içeren apolar kutbunu (erimeyen kısım) oluştururken, diğeri ise fosfolipitlerin lipofiliyle karşı karşıya gelen polar kutbunu (suda eriyen ışınsal hidrofil kısım) oluşturduğu belirlenmiştir. Nitekim hidrofil kutuplar her daim dışa dönük yapıda olup, hücre zarı bu şekliyle adeta deniz üzerinde protein ataçlar taşıyan deniz firkateynli görünümünde bir lipit deryasıdır.

        Hayvansal hücrelerin dış yüzey kısmı nöraminik asidin iyonize olmuş karboksil grub bileşikler içermeleri hasebiyle negatif (-) yüklüdürler.  İşte bu konumdaki bir hücre zarı bir hem birbirine zıt pozitif (+) ve negatif (–)  elektrik yüklü iyonları hem de birbiriyle aynı yük elektrik iyonları ayırt edebilecek ve seçebilecek özelliğe haiz bir yapıdır. Şayet hücre zarının bu seçicilik özelliği ve kabiliyeti olmasaydı birbirinin aynısı elektrik yük içeren iyonlar kontrolsüz bir şekilde porlardan geçip hücreyi felakete sürüklemesi an meselesidir.  İşte buna meydan vermemek için hücrenin etrafı adeta etten duvar örülerekten statik elektrik çekim eşliğinde korunmaya alınmıştır. Derken bu noktada hücre zarı üzerindeki porlar (delikler)  gümrük kapısı işlevi görüp bu sayede giriş ve çıkışlar kontrol altına alınmış olur.

          Bu arada zar proteinleri bulundukları konuma göre ekstrinsik ve intrinsik olarak kategorize edilip bu elemanlar intrinsik proteinler olarak anlam kazanır. Peki ya, zar karbonhidratlar?  Malum karbonhidratlar ise malum daha çok memelilerin alyuvar hücre zarlarında glikoprotein ya da glikolipit halde yer alıp canlı türlerin hücre zar yapılarına göre de farklılık gösterebiliyor. Asla doku hücrelerinin zarlarında yer almazlar. Bu arada unutmayalım ki alyuvar zarı aracılığıyla gerçekleşen tüm hücre içi alışverişler büyük oranda difüzyon yoluyla gerçekleşmekte.  Hele bilhassa yağ eriyikleri ve alkolde eriyen maddeler kılcal damarların duvarında ki endotelial hücreleri kanalıyla içeriye alınırken, suda eriyebilen maddeler ise hücre gözenekleri yoluyla absorbe edilip içeri alınmakta.  O halde zar deyip es geçmemek gerekir, sizde biyoloji derslerinde görüyorsunuz ya, zarlar sayesinde hücre içi alış verişler gerçekleşmekte.  Hele alyuvar zarı deforme olup bozulmaya bir görsün, mesela karbonhidrat bozulumunda olduğu gibi erken yaşlanmaya neden olacağı gibi her an kanser riski de oluşturabiliyor.  Hakeza bir takım bozulmalar eşliğinde hücreler arası zarlar vasıtasıyla bilgi aktarımı esnasında hücre içi bölünme faaliyetlerini durdurulmasının  (kontakt inhibisyon) yanı sıra bir takım morfogenetik hücre hareketleriyle morfo alan etkisi oluşturacak durumlarda nüksedebiliyor.

      Mikrovillus

       Mikrovillus hücre zarı üzerinde çıkıntılar olarak dikkat çeken bir yapı olup, emme görevi yapmaktadır.  Örnek mi? İşte barsak epitelyumun emilim yapma özelliğine haiz olması bunun en tipik bir örneğini teşkil eder. Bilindiği üzere protozoa tipi tek hücreli canlılarda sinir sistemi yok olmasına yoktur ama tıpkı barsak çıkıntılarında olduğu gibi kahır ekseriyetinde kendisini çevreleyen çıkıntılı zar yapıları sayesinde bir şekilde dış dünya ile irtibata geçebiliyorlar. Her ne kadar tek hücreli amibin zar üzerindeki çıkıntılar yalancı ayak olarak isimlendirilmesi ilk etapta bizim zihnimizde hiç bir işe yaramaz algısı oluştursa da aslında yalancı ayak denen çıkıntılar bir bakıyorsun hızla giden avına dokunmaksızın çepeçevre sarıp bir anda ağına düşürebiliyor. Hakeza tek hücreli canlıların bazı türleri de, tıpkı amip gibi hatırı sayılabilecek nitelikte ipliksi uzantı ve yalancı ayakların varlığı tespit edilmiş olup kendine has bu çıkıntıları sayesinde hem hareket manevrası kazandıkları, hem de besinlerini temin ettikleri gözlemlenmiştir. Hatta gerek üreme hücrelerinden spermatozoitler, gerek kamçılı terliksi ve kamçılı hayvanlar, gerekse yüksek yapılı canlıların çeperleri de bu kabilden ipliksi çıkıntılara sahiplerdir. Belli ki kamçılı hayvanlar kamçısını dalgalandırarak harekât manevrasını gerçekleştirirken,  terliksi hayvanlar da tüylerini titreştirerek harekât manevrasını kazanıp yol almakta. Flamanlar ise malum çizgili kaslarda mevcut olan kayma mekanizması sayesinde hareket manevrası sergilemektedir. Peki ya bitkiler? Elbette ki bitkilerinde kendine özgü birtakım hareket manevraları söz konusudur.  Nasıl mı? Mesela Mimosa pudica bitkisinin bileşik yapraklarına dokunulunca derhal katlanıp büzüşüvermeleri, Venüs bitkisinin etrafında uçuşan sineği kapana kıstıracak bir şekilde hareket manevrası göstermesi bunun en tipik gösterge örneklerdir zaten. Bu arada şunu belirtmekte fayda var,  protozoalarında biraz üstünde diyebileceğimiz daha gelişmiş mikro canlı türlerde de basit bir sinir sistemi donanımda oldukları gözlemlenmiştir.    Nitekim bunun en tipik örneğini merdivenimsi görünümlü sinir yapısıyla dikkat çeken planaria sınıfı canlılarda ve solucanlarda bunu görmek pekâlâ mümkün. Öyle ki solucanın her boğumu bağımsız çalışabilme kabiliyetine sahip olup ortadan ikiye ayrıldığında,  ayrılan parçalar rejenerasyonla yeniden solucan hale dönüşebilmekte.       

       Pinosototik veziküller

       Bilindiği üzere yoğunluğu fazla olan moleküllerin yoğunluğu az olana doğru yarı geçirgen zardan geçiş yapmasına osmoz olayı denmektir.  İşte bu osmoz tanımlamasından hareketle diyebiliriz ki çok küçük mikron çapında moleküllerin hücre içine osmoz yoluyla geçişi mümkün olabileceği gibi Na ve K iyonlarında olduğu gibi pinositoz yoluyla da geçişi mümkündür.

        Pinositoz olayı hemen her hücrede vuku bulacak türden bir hadisedir.  Şayet fagositoz ve pinositozun birlikte gerçekleştirdiği bir hadise vuku bulursa bu kez bu hadise   ‘endositoz’ olarak anlam kazanır. Böylece bu sayede hücre zarında geçemeyen moleküller kesecikler halinde hücre içine alınaraktan endositoz hadisesi gerçekleşmiş olur.  Derken içeriye kesecikler halde giren moleküller lizozomlar tarafından kuşatılıp sindirilir de. Sindirilemeyen moleküller ise malum malum golgi hücresi ile kaynaşıp kesecikler halde hücre zarının iç yüzeyine kadar uzanaraktan hücre cidarına yapışmış olurlar Böylece hücre içerisinde birikmiş olan büyük çapta artık maddeler hücre cidarında ‘ekzositoz’  taşıma sistemi hadisesiyle birlikte dışarı atılaraktan elimine edilmiş olurlar. Ne diyelim,  tahliye etmekse bunun en güzel sistem örneğini bu hadisede pekâlâ görebiliyoruz. 

        Siller (Cilia- cellularia)

        Hücre zarından geçmesi gereken maddeler bilindiği üzere ya pasif iletim metoduyla ya da filtrasyon ve osmoz türü fiziki iletim basınç kuvvetiyle alınmakta. Sitoplâzma içerisine alınamayacak türden madder de malum terliksi türü hayvanlarda olduğu gibi aktif iletim yoluyla hücre içerisine alınmakta. İşte aktif manada iletim elemanı diye nitelendirebileceğimiz bazı hücrelerin yüzeyinde sil ve kamçı uzantıları hareketli  ‘kinetosilia’ olarak addedilip işlev görürken, hareketsiz olanlar da ‘stereosilia’ olarak addedilip işlev görmektedir. Stereosiller de her ne kadar kinetosillerden daha uzunca olsa da, bunlarda kinetozom denilen dip taneciğinin bulunmaması dezavantaj olarak gözükmekte. Flagellum (kamçı) ise blefaroblast denen dip taneciğinden adeta filiz veren çıkıntısıyla birlikte bir hücrede birden fazla bulunabiliyor. Şayet sil uzantılarının knetozomları blefaroblastlarla bir şekilde ilişkisi kesilirse bu kez kendine özgü hareket manevrasıyla devreye girerekten iletişim kuracaktır. Nitekim ölen bir insanın burun mukozasında ve böbrek kanallarındaki silli uzantıların ölümden 2 ila 3 gün sonra dahi hareket manevrası gösterdikleri belirlenmiştir.  Bu arada gerek silli yapılar  (kılcal organlar - cilia) gerekse kamçı yapılar olsun hemen hepsi aynı hareket manevrasına sahiptirler. Bu yapıların enine kesit alınıp morfolojik yönden incelendiğinde 11 adet mikrotubulustan teşekkül ettikleri görülecektir. Nitekim bunlardan iki tanesi ismiyle müsemma merkezde diplomikrotubulus centralis olarak yer alırken,  çevrede olanlar ise ikili mikrotubuluslar halinde 9 tane diplo mikrotubulus periferin de yer alırlar. Öyle anlaşılıyor ki hücre zarlarında geçişler öyle gelişi güzel tesadüfen meydana geçişler olmayıp bilakis yaratılış mucizesini tasdikleyen kontrollü geçişler olarak karşımıza çıkmakta. Belli ki yüce Allah düşünüp tefekkür edelim diye mikron seviyelerde hareket manevra kabiliyetine haiz yapıları böyle yaratmıştır.

        Desmozom

        Hücre yapılarının ortak hareket etmelerini ve birbirlerine yapışmalarını sağlayan stoplazmik uzantılar desmozom olarak addedilirler. Nitekim desmozomlar simetrik halde bulunup iyon geçişinin en fazla olduğu kısımları teşkil ederler. Bunlardan küçük olanlara ‘düğme desmozom’ olarak nitelenirken hücrenin etrafını çepeçevre saran kısımlara da ‘kemer desmozom’ olarak nitelenir. Örnek mi? İşte hücrenin mekanik etkilere karşı korunmasında adeta koruyucu kalkan olarak düğme desmozomların aktif halde rol alması bunun en tipik örneğini teşkil eder.        

       Sitoplâzma

       Hücre zarı ile nükleus arasında hyaloplazma denen saydam alan sitoplâzma olarak tanımlanır. Malum proteinin  % 25’i sitoplâzmada yer alır. Bu proteinlerin çoğu strüktürel proteinler (yapısal protein) cinsinden olup süngerimsi ya da ağ manzarası fibril görünümündedirler. Tabii sitoplâzma alanında sadece proteinler konumlanmış değil,  taşıyıcı RNA (tRNA) ve birçok enzimlerde yer almakta. Nitekim protein sentezi için amino asitleri aktive eden enzimler ile ATP reaksiyonu için gerekli enzimlerin varlığı bunu teyit ediyor zaten.  Ayrıca sitoplâzma alanı içerisinde minik oluşumlar diyebileceğimiz şu yapılar da yer alır:

   -Endoplazmik Retikulum,

   -Ribozom,

   -Golgi aygıtı,

   -Lizozom,

   -Mitokondri,

   -Sentriyol,

   -Mikrotubuluslar.

      Endoplazmik Retikulum

      Endoplazmik Retikulum stoplazma alanı içerisinde ağ ve borular sistemi şeklinde bir görünüm sergilemesinin yanı sıra yer yer palade granula adı verilen yumaklar şekliyle de göze çarpmakta. Ayrıca endoplazmik retikulumun hücre içerisinde parçalanıp dağılmış haldeki hücre elemanı görünümüyle mikrozom olarak addedilirken endoplazmik retikulumu oluşturan kanalların zar duvarlarının üzerlerinde ribozomsuz görünümüyle de “agranüler endoplazmik retikulum” olarak addedilirler. Tabii endoplazmik retikulum sadece görünümüyle dikkat çeken bir yapı değil, aynı zamanda nükleus zarıyla stoplazma arasında hem bağlantı kanalları oluşturması cihetiyle hem hücre içerisinde ulaşım şebekesi görevi ifa etmesiyle de dikkatleri üzerine çekmekte.  Böylece ulaşım şebekesi rolü üstlenmesi sayesinde bir takım maddelerin hücreye alınması, dolaşıma verilmesi gibi tüm işlemler yerine getirilmiş olunur. Hakeza RNA’nın ve nükleoproteinlerin nükleustan sitoplâzmaya geçişi de endoplazmik retikulum hattı yoluyla gerçekleşip, bu olay genellikle nükleus zarının devamlı irtibat halinde bulunduğu alanlarda vuku bulduğu gözlemlenmiştir.  

       Ribozomlar

               Ribozomlar virüsler dışında neredeyse tüm canlı organizmaların hücre yapısında hem çekirdek içerisinde hem de stoplazma içerisinde aynı büyüklükte yer alabiliyor. Bu arada ribozomların çekirdek içerisinde meydana geldiği ve daha sonra sitoplazmaya geçtiği varsayımını da hesaba katmamız gerekir.  Nitekim çekirdekle sitoplazma arasında ki bağlantı geçiş yollarında endoplazmik retikulum’un zar üzerine yapışık halde konumlanmış hamburger sandviç görünümündeki ribozomlu yapıların protein sentezinden etkin bir rol oynayıp adından “granüler endoplazmik retikulum”  olarak söz ettirmesi bu hesabı doğrular niteliktedir.

              Golgi aygıtı

      Elektron mikroskobu,  radyoaktif karbon ve hidrojen aracılığı ile yapılan çalışmalar eşliğinde hücre zarının golgi aygıtının bir ürünü olduğu belirlenmiştir. Ayrıca golgi aygıtından üretilen keseciklerle zar yapımı oluşumunun da sağlandığı belirlenmiştir. Golgi aygıtının bizatihi kendisi ise birçok alt birimlerden meydana gelmiş olup,  bu alt birimlerinin her birine diktiyozom denmektedir. Böylece diktiyozomlardan oluşmuş yapının bütünü golgi kompleksi olarak adından söz ettirmiş olur.  Ayrıca golgi aygıtı ilk kez 1898 de İtalyan bilgini Camilio Golgi tarafından keşfedilmesinden dolayı kendi ismiyle müsemma olarak da adından söz ettirmiştir.  Tabi sadece isim olarak değil yapı olarak da golgi aygıtına baktığımızda agranüler endoplazmik rekilumun bir alt ünitesi olarak birbirlerine paralel zarlardan müteşekkil tüp (sisterna) şeklinde ve geniş vakuoler sitoplâzmik bir görünümle de dikkatleri üzerine çekmekte.  Golgi aygıtı işlevsel olarak da malum bir membran fabrikası olarak çalışmakta olup, sitoplâzma içerisinde sentez edilen lipit, hormon, enzim vb. yapıların üzerini kendi ürettiği zarlarla sarıp sarmalayarak adeta koruma kalkanı olarak da işlev görmekte. 

        Ribozomlar üzerinde sentez edilen bazı salgı maddeleri ve enzimler endoplazmik retikulum kanalları boyunca ilerleyip en nihayetinde golgi aygıtına konuk oldukları malum. Böylece burada konaklayaraktan suyu alınıp konsantre edilmiş olurlar. Derken bu arada zararlı olan maddeler de özel bir kılıfla paketlenip hücre içerisinde kullanılmak üzere sitoplâzmaya aktarılmış olur. Şayet aktarılan paket bir artık madde ise bu durumda hücrenin dışına atılırlar. İşte böylesine mükemmel donanım (dıctyosom) sistemi hem salgı yapan bez hücrelerinde hem de sinir hücrelerinde mevcuttur. Hatta dıctyosomların hücre içerisinde donanım özellikleri bunlarla sınırlı değil, dahası var elbet. Nitekim proteinlere sülfat ve şeker eklenmesi,   mukopolisakkaritlerin sentezlenmesi,   salgı maddelerinin yapımı,  bitkilerde selüloz yapımı, karaciğerde lipoprotein sentezi gibi daha pek çok işlevleri gerçekleştirdiği belirlenmiştir. Diktiyozomların  daha bir başka   ilginç işlevsel özelliği hücre zarına özel bir nitelik kazandıran karbonhidratların yapımında önemli görev üslenmiş bir organel olmasıdır.

        Lizozom

        Lizozomlar golgi aygıtından teşekkül etmekle beraber golgi aygıtından hücre sitoplâzması içerisinde kolayca zedelenebilen tek katlı membran farklılığıyla ayırd edilirler. Malum söz konusu membran lipoproteinlerden yapılmış olduğundan protein ve lipit içeren maddeler gayet rahatlıkla lizozomdan geçişleri sağlanabiliyor. Hem nasıl geçişler sağlanmasın ki, bikere lizozomlar bağrında birçok enzimi barındırmasıyla meşhur bir organeldir.  Bu yüzden lizozomlara enzim deposu gözüyle bakılır da. Nitekim bağrında taşıdığı enzimlerin iki ortak özelliği olanından birincisinin optimal etkilerini asit ortamda gösterir olmaları, ikincisinin ise hidrolitik etki yapan ferment özelliğine haiz olmasıdır. Hele bilhassa hidrolitik etki özellik içeren enzim sayesinde ortamda bulunan mevcut substrat bileşenler daha da küçük parçalara ayırmış olurlar.  Şayet lizozomun membranı delinip içindeki enzim dışarı akıtılırsa hücre içinde bir tehlike teşkil edeceğinden sitoplâzmanın erimesine yol açacaktır. Mesela doğumdan sonra uterusta, laktasyondan (süt salgılanması) sonra süt bezlerinin küçülmesi gibi vakalar bu durumun en çarpıcı yansımalarını teyit eder niteliktedir.

        Şu da var ki;  misyonunu tamamlamış herhangi bir organel yapının eski konumuna kavuşması için vücut içerisinde bir takım hücrelerin hayatını sona erdirebilecek otoliz mekanizmaların devreye girmesi gerekir. Bunun içinde lizozomlar tam da bulunmaz biçilmiş kaftan diyebiliriz. Örnek mi? İşte görev yapamaz hale gelen kasların zayıflamasıyla birlikte lizozomların birer intihar çantası gibi kullanılıp otoliz (kendi kendini sindirme, yok etme) olayının gerçekleşmesi bunun en tipik örneğini teşkil eder.  Hatta alçıya alınan bacak veya kollarda oluşan küçülme ve zayıflamanın yanı atrofi (kas erimesi) olayı buna örnek teşkil eder. 

        Lizozom geçirgenliği sabit olmayıp hücrenin o andaki ihtiyaçlarına göre ayarlanmaktadır.  Örneğin toksinlerin yok edilmesi, enfeksiyonlara karşı kimyasal direnç kazanma, yabancı maddelerin parçalanması ve eritilmesi gibi önemli fonksiyonlar bu sayede olmakta. Dahası lizozomlar bağrında taşıdığı enzimler eşliğinde bir takım molekülleri parçalamakla kalmayıp aynı zamanda ölen hücrelere ait açığa çıkan toksinleri de yok ederekten bir takım zehirlenmelerin önüne de geçilmiş olunur. Nitekim ölen hücrelerin içerisinde lizozom enzimlerin etkisini artıran bir asitleşme meydana gelmektedir ki; işte bu yönüyle de lizozomlara cankurtaran veya doku polisi gözüyle de bakılmaktadır.

 Mitoz bölünme sırasında lizozomların hücre sayıları ya azalır ya da hücre kenarına itilirler. Hatta lizozom zarının geçirgenliğini artıran karsinojen maddeler verildiğinde mitoz bölünme hızının arttığı gözlemlenmiştir. Dahası kanser meydana getiren mor ötesi ışınlar, hava kirliliği, virüsler vs. birçok faktörün lizozom zarını tahriş ettiği ve buna bağlı olarak lizozom deoksiribonükleazın DNA’nın yapısını bozarak hücrenin kanserleşmesine de yol açmakta.

 Mitokondriler:

 Mitokondriler oksijenli solunum yapan tüm hücrelerde görülür. Normal durumlarda homojen dağılış gösteren mitokondriler mitoz sırasında iğ ipliklerine yakın yerlerde toplanırlar. Sayıları birkaç taneyken özellikle karaciğer hücrelerinde 2500’e kadar çıkabiliyor. Bunlar elektron mikroskobuyla incelendiğinde dış ve iç membrandan kurulu kompleks yapıyla karşılaşırız. Ayrıca mitokondrium içerisinde takriben 15 bin enzime has bölüm ayrılmıştır. Ayrılması da son derece gayet tabiidir. Zira işleri hiçte kolay değil, çünkü birçok kimyasal çalışmalarda etkin rol almaktalar.

 Mitokondrinin dış membranı kendi iç organelin çevresini çepeçevre sararken, iç membran ise içe doğru kıvrımlar yaparak bir takım rafların oluşumu sağlanır. Dış zar lipoprotein yapısında ve permiabilite ile ilgili olup, iç zardaki raflar daha çok oksidatif fermentlerin sıralanmasına yarar. Hatta bu raflar canlı bir hücrede oksidasyonla ilgili kimyasal reaksiyonların meydana geldiği ve aynı zamanda biyolojik alışverişlerin düzenlendiği yerlerdir. Dahası bu yerlerde asetil koenzim A’nın enzimden enzime dönüştüğü her basamağında enerjinin açığa çıktığı gözlemlenmiştir. Bu yüzden mitokondriler oksijen kullanan bütün canlı hücre sitoplâzmasında yer alan enerji ocakları ya da enerji santralleri olarak bilinir. Dolayısıyla solunumun glikolitik safhası, sitoplâzmadaki krebs çemberi ve birçok oksidasyon safhası mitokondrilerde cereyan eder. Böylece mitokondriumun krebs solunumu yaparak hücreye enerji sağladığının idrakine varmış oluruz. Yürümekten tutunda konuşmaya kadar birçok eylem enerji gerektirmektedir.  İşte gerekli olan bu enerji milimetrenin % 1’i kadar hücrelerimizin içerisinde üretilip bizlere takdim edilmektedir. Üstelik bu işi gerçekleştirirken de dünyanın en meşhur mühendislerine dudak uçurtacak bir maharetle sergilenmektedir.

  Bilindiği üzere göz hücreleri reseptörlerince alınan zayıf bir ışık halkası da olsa göz içerisinde ki bir takım mekanizmalarla elektrik sinyallerine dönüştürülüp beyne gönderilmek suretiyle beyin merkezinde derhal değerlendirmeye tabii tutulduktan sonra görme hadisesi gerçekleşir.  Hiç kuşkusuz bu görme hadisesinde belli periyodik aralıklarla 250 milyon göz hücresinin elektrik sarfiyatında etkin rol oynayan mitokondrium hücrelerinin katkı payı da çok büyüktür.  Nitekim mitokondri hücreleri hammadde olarak glikozu yakıp elektrik imal ederler. Ardından artık madde olarak da su ve karbondioksit bırakmaktadırlar.

 Bazı bakterilerin zar yapımsı görünümünde 2500 angström büyüklükte ki organeller mitokondri vazifesi gördüğünden dolayı bu tip yapılar mezozom olarak addedilir.  Dahası gelişmiş hücreler içinde mitokondriler ortak yaşayan küçük organizmalar olarakta nitelendirilir. Hatta mitokondriyal DNA’lar kendiliğinden çoğalabildiğinden hücre içerisine yerleşmiş faydalı bir virüs gözüyle de bakılır.

 Sentriyol (Sentrozom)

       Hayvan hücrelerinde görülen bu organele bir kısım aşağı yapılı bitki hücrelerinde de görülebiliyor,  ancak yüksek yapılı bitkilerde bu tür yapılar yoktur diyebiliriz. Sentriyoller sayıca iki tane olup mesela interfaz safhasında sentriollerin 1 ila 2 arasında olması bunun bariz örneğini teşkil eder.  Ancak şu da var ki sentrioller bir takım hücrelerde fazla sayıca da olabiliyor. Bilhassa mitoz bölünme geçiren hücrelerin fikse edilmiş ve boyanmış preparasyonlarında sentriolün bir tabaka ile çevrildiği görülüp bu tabaka ‘mikrosentrum’ olarak addedilir.  Sentrosferde sadece yoğun kalınlaşmaya yüz tutmuş kesif bir tabakayla çevrili olmayıp aynı zamanda atrosfer (aster) denen ışınsal uzantılarla da çevrilidir.

        Mikrobody (Peroksizom)

 Bu organel için ingilizce dışında tüm dillerde pek karşılığı yoktur. Olsun, karşılığı olmasa da mikrobodylerin konsantrik lameller şeklinde ki içyapısı ve özel bir morfolojik yapısıyla dikkatleri üzerine çekiyor ya,   bu yetmez mi?  Birkere her şeyden önce ürikaz, D-amino asit oksidaz, hidroksi asit oksidaz ve katalaz gibi enzimlerin lameller üzerinde yer alıp iki grup altında kategorize edilmesi adından ziyadesiyle söz ettirmesine yetmiştir. Malum birinci grupta yer alan ürikaz, D-aminoasitoksidaz ve hidroksi asit oksidaz enzimlerin faaliyetleri sonucunda sırasıyla ürik asit, hidroksi asit ve D- aminoasitlerden oluşan oksidatif hidrojen peroksit  (H₂O₂) meydana gelmektedir. Derken hücre içinde zehir teşkil eden bu söz konusu maddeler ikinci gruptaki katalazlar tarafından su ve oksijene ayrılırlar. İşte bu nedenledir ki bu tür özelliklere haiz mikrobadilere  ‘peroksizom’ denmektedir. Özellikle peroksizomlar karaciğer, böbrek, kalp kası ve maya ve yüksek bitkilerin çeşitli hücrelerinde bulunmaktalardır.

 Nükleus zarı (Çekirdek- nükleolemma=nüklear membran)

 Belli ki çekirdek zarı etrafındaki ışığı fazla kırsın diye küremsi ve keskin sınırlı zarla kaplı iç ve dış olmak üzere iki kat lipoprotein tabakasıyla donatılmıştır. Bu yüzden nükleus zarı elektron seçicilik kabiliyetine sahip özelliktedir. Zarın membranı geçirgen değildir, ama yaklaşık 500 Â (Angroström milimetrenin yüz binde biri) çapında porlar sayesinde sitoplâzmayla nükleus arasında köprü oluşturabiliyor. Çekirdek içerisinde kalan kısımda ise karyolenf denen çekirdek sıvısı bulunur. Karyolenf sıvı yatağı tıpkı sitoplâzma sıvı yatağında olduğu gibi kendine özgü birtakım organelleri taşımaktadır. Bu organeller arasında en önemlisi nükleolus ve hücrenin çoğalmasında aktif sorumluluk üstlenen en DNA molekülünden başkası değildir elbet.