DNA Molekülündeki Mükemmel Detaylar

• DNA’nın kimyasal yapısı nasıldır?

• Atomların dizilimindeki yaratılış özellikleri neden hayati bir önem taşımaktadır?

DNA (Deoksiribo nükleik asit); karbon, hidrojen, oksijen, azot, fosfat atomlarından oluşan ve hücrenin bütün hayati fonksiyonlarında rol alan dev bir moleküldür. İnsana ait bir DNA molekülünde bu atomlardan milyarlarca bulunur ve her insanda kişinin kendisine özel bir biçimde düzenlenmiştir. DNA, bu molekülün kimyasal yapısını ifade eden deoksiribo (D), nükleik (N), asit (A) kelimelerinin kısa yazılımıdır.

DNA’nın Kimyasal Yapısı

Her insan hücresinin çekirdeğindeki DNA molekülü, 5 mikron (mikron: milimetrenin binde biri) çapında, minik bir top halinde sarılı duran “nükleik asit”ten oluşur. Nükleik asitler, vücudumuzun sadece %2’sini oluşturan ancak son derece önemli bileşiklerdir. Nükleik asitlerin temel yapı birimi ise “nükleotid”lerdir. Nükleotidlerden 6.000.000.000 (6 milyar) kadarı kimyasal olarak çifte sarmal şeklinde birleşerek DNA’yı meydana getirirler.

Sarmal şeklinde bir merdiven yapısına sahip olan DNA molekülü, bilim adamlarını şaşırtan bir mimari düzene sahiptir. Merdivenin yan tarafları, farklı türdeki “şeker” ve “fosfat”tan oluşan DNA molekülünün omurgasıdır. Basamaklar ise “baz” adı verilen ve birbirine bağlanan dört kimyasal madde çiftinden meydana gelmektedir: Adenin, timin, sitozin ve guanin. Bazlar karbon, oksijen, hidrojen ve nitrojen içeren 12 ila 16 atomdan meydana gelen moleküllerdir. Bu kimyasallar da DNA sarmalı üzerinde özel bir dizilime sahiptir. Bunların dizilimi sadece iki türde eşleşme ile mümkündür: Adenin (A) daima timinle (T) ve sitozin (C) daima guaninle (G) bağlanmaktadır.

Bilim adamları DNA’yı oluşturan atomların, nükleotidleri meydana getirmek üzere nasıl özel bir dizilimle birleştiklerini tespit etmişlerdir. Ancak canlılığın yapıtaşlarının yapısını bilmekle, bunları meydana getirmek bir değildir. Nitekim bilim adamları ellerinde doğru malzemeler -atomlar ve bunları biraraya getirecek teknoloji- olmasına karşın, hiçbir şekilde canlılığın DNA molekülünü oluşturamamaktadırlar.

Kuran’da Rabbimiz herşeyi yaratmaya muktedir olanın Yüce Zatı olduğunu şöyle bildirmektedir:

“Dirilten ve öldüren O’dur. Bir işin olmasına hükmetti mi, ona yalnızca: “Ol” der, o da hemen olur.” (Mümin Suresi, 68)

Her bir nükleotid içerisinde yaklaşık 34 atom bulunmaktadır. DNA’da toplam 6 milyar nükleotid olduğuna göre, (34 x 6.000.000.000) 204 milyar atomun DNA molekülünü oluşturmak için kimyasal olarak birleşmesi gereklidir. Eğer bir saniyede bir atom üzerinde işlem yapabilseydiniz ve günde 8 saat, yılda 350 gün çalışabilseydiniz, sadece tek bir DNA molekülünü üretmeniz 20.000 yıldan daha fazla sürecekti. Akıl sahibi bir insan bile bunu yapamazken, DNA molekülünün, tesadüfler sonucu kendi kendine oluştuğu nasıl düşünülebilir? Elbette ki bu imkansız bir durumdur. Ayrıca hatırda tutulması gereken bir nokta da, DNA molekülleri olmaksızın canlıların yaşamasının mümkün olmadığıdır. Hatta DNA’nın yapısında meydana gelen en ufak bir yanlış dahi ciddi sonuçlar doğurmaktadır.

DNA şeridinde bulunan her baz dizilimi -adenin, timin, sitozin ve guanin nükleotidlerinin dizilimi- hücre çekirdeğindeki genetik metni oluşturur ve hayati öneme sahip proteinleri inşa etmek için ihtiyaç duyulan bilgiyi içerir. Bu bakımdan DNA’nın bir yandan düzenli yapısını korurken, bir yandan da bilgi çeşitliliğine izin verecek bir dizilime sahip olması, son derece dikkat çekici bir durumdur.

DNA Şeridi Bobinler Üzerine Sarılıdır

İnsan hücrelerinde bulunan tek bir DNA şeridi yaklaşık 3 milyar baz çiftinden oluşmuştur ve yaklaşık iki metre uzunluğundadır. Bu büyüklükte iki zincirin küçültülüp, gözle görülemeyecek boyutlara indirilmesi gerekmektedir. Uzun bir ipin makara üzerine sarılmasına benzer şekilde, DNA da hücre içinde benzer bir mekanizma ile paketlenerek çekirdeğin içine yerleşmiştir. DNA şeridi, “nükleozom”lar halinde bobinlere sarılarak paketlenir ve kromozomları oluşturur. Burada bobin görevini ise “histon” denilen proteinler üstlenirler.

Bir nükleozomda, DNA sarmalının 15 dönüşlük kısmı yer alır; bu da 150 nükleotid kadar uzunluktadır. Bu parça, bir protein çekirdeğinin etrafında iki kez sarılıdır. Bu çekirdek de, çok sayıda artı yüklü amino asit içeren sekiz histondan meydana gelir. Bunlar, DNA üzerindeki eksi yüklü fosfatları mükemmel biçimde tamamlarlar. Protein üretimi için, DNA’nın herhangi bir bölümünde yazılı olan bilgiye ihtiyaç olduğunda, nükleozom açılır ve okunması için DNA şeridi serbest bırakılır. Bundan sonra DNA tekrar histonlar üzerine sarılır ve bir sonraki sefer ihtiyaç duyulana kadar orada saklanır ve çevredeki moleküllerin yıpratıcı etkilerinden korunur. Genetik bilginin yalnız içeriği değil, aynı zamanda yapısı ve bulunduğu ortamın özellikleri de hassas bir düzen gerektirir. Bu düzen, gökleri ve yeri yaratan Yüce Rabbimiz’in eserlerinden bir tanesidir. Yusuf Suresi’nin 100. ayetinde şöyle bildirilmektedir:

“... Şüphesiz benim Rabbim, dilediğini pek ince düzenleyip tedbir edendir. Gerçekten bilen, hüküm ve hikmet sahibi O’dur.” (Yusuf Suresi, 100)

Bilgi Paketi Genler

Gözle göremediğimiz tek bir hücre çekirdeğinde, toplam 4 metre boyunda DNA şeridi bulunur. Bu şerit, hücre çekirdeğinde “kromozom” denilen gruplar halinde paketlenmiştir. Vücut hücrelerimizin çekirdeklerinde toplam 23 çift kromozom bulunur. Kromozomlar elektron mikroskobu altında büyütüldüğünde, bu kromozomların içinde yer alan DNA molekülünün sarmal halde sarılarak sıkıştırılmış olduğunu görürüz. Bu paketleme sistemi, kapsadığı küçük hacme rağmen muazzam bir bilgi depolama kapasitesine imkan tanımaktadır.

DNA şeritlerinde vücudun ihtiyacı olan her tür proteini -enzimleri, moleküler motorları, hormonları ve diğer yapı taşlarını- oluşturmak için ihtiyaç duyulan bilgi bulunmaktadır.

 DNA molekülü üzerindeki kodlanmış bilgi, gözlerin, kulakların simetrik oluşumunu, kalbin kan pompalamasını, bu kanın hücrelere oksijen taşımasını, besinleri parçalayan mide asidinin olmasını ve vücudun diğer bütün fiziksel özelliklerini belirlemektedir. İnsanlarda yaklaşık 30.000 adet, “gen” denilen bu tip bilgi paketi bulunmaktadır.

Kromozomlardaki kalıtım yoluyla geçen özellikleri, DNA’nın basamaklarını oluşturan dört kimyasal bazın farklı dizilimleri belirler. Bu basamakların -baz eşleşmelerinin- binlercesi tek bir geni oluşturur.

Allah bu dört bazın diziliminden milyarlarca farklı insan yaratmıştır ve yaratmaya devam etmektedir. Allah’ın DNA’da yarattığı kusursuz düzen vesilesiyle, insanın kompleks yapısı ve sahip olduğu zengin özellikler ortaya çıkmaktadır. Nur Suresi’nin 45. ayetinde şöyle bildirilmektedir:

“… Allah, dilediğini yaratır. Hiç şüphesiz  Allah, herşeye güç yetirendir.” (Nur Suresi, 45)

DNA Kararlı Bir Moleküldür

DNA, bilgiyi taşıma görevine en uygun moleküldür, kimyacıların deyimiyle ise oldukça “kararlı” bir moleküldür. Bir molekülün kararlı olması ne demektir? Kararlılık bir molekülün kolaylıkla bozulup, çözünmemesini ifade eder. Moleküler biyoloji alanında araştırma yapan bilim adamları DNA’nın bu kararlılığının önemini iyi bilirler. Çünkü DNA, laboratuvarda kullanılan biyokimyasalların büyük çoğunluğundan çok daha dayanıklı bir yapıya sahiptir. Birçok biyokimyasalın aksine, oda sıcaklığında bile aylarca bir çözelti içinde kararlılığını koruyabilmektedir.

Tüm bunlar göstermektedir ki, DNA bilgi saklamak için özel olarak yaratılmış bir moleküldür. DNA’nın sahip olduğu tüm özelliklerin tesadüf eseri bir anda var olması kuşkusuz ki imkansızdır. Bunların her biri, Yüce Rabbimiz’in emriyle bilinçli olarak biraraya gelmiştir. Bir Kuran ayetinde Allah şöyle bildirir:

“... İşte bunları (yaratıp düzene koyan) Allah sizin Rabbinizdir; mülk O’nundur. O’ndan başka taptıklarınız ise, ‘bir çekirdeğin incecik zarına’ bile malik olamazlar.” (Fatır Suresi, 13)

DNA Zincirinin Esnek Olması Büyük Rahmettir

Sağlam bir DNA zincirinin kıvrımları açılırken DNA’nın sarmal yapısına zarar gelmesi söz konusudur. Bu yüzden sarmalın hem yapısını koruyacak kadar sağlam ve kararlı olması, hem de bilginin rahatlıkla kullanılması için çok çabuk açılabilecek bir esneklikte olması gerekir. Nitekim DNA’nın temel moleküler yapısını koruyan güçlü kovelant bağlarla, sarmal zincirleri birarada tutan daha zayıf, daha çabuk kırılabilen “hidrojen bağlar”dan meydana gelen bir kombinasyon, esneklik-sağlamlık sorununun giderilmesini sağlar. Karşı karşıya gelen dört nükleotid arasında meydana gelen kimyasal bağ, hidrojen bağıdır. Bu bağ, ester bağları kadar kuvvetli olmadığından az bir enerji ile örneğin pH (asit-baz dengesi) değişikliği, sıcaklık ve basınç gibi faktörlerle kolaylıkla birbirinden ayrılır. Zayıf bağlar organizmada bulunan büyük moleküllerin şekillenmesinde çok önemli bir rol oynarlar ve meydana getirdikleri maddeye esneklik kazandırırlar. Ancak bu esneklik sırasında bağlarda herhangi bir kopma meydana gelmez. Hidrojen bağlarının bu ayrıcalığı sayesinde DNA molekülü üzerindeki bilgi, gerektiği zaman kullanılabilir.