Hücre içi istihbarat birimleri

Hücre içinde gerçekleşen bilgi transferi dünyanın en iyi istihbarat servislerinden bile daha hızlı ve daha verimli çalışmaktadır. Teknolojik açıdan hiçbir şekilde taklit edilemeyen bu sistemin en önemli özelliği dokusal organizmalardan oluşmasıdır.

“Allah yedi göğü ve yerden de onların benzerini yarattı. Emir bunların arasında durmadan iner; sizin gerçekten Allah’ın herşeye güç yetirdiğini ve gerçekten Allah’ın ilmiyle herşeyi kuşattığını bilmeniz öğrenmeniz için.” (Talak Suresi 12)

Birçoğumuz yüksek haberleşme kuleleri ile karşılaşmışızdır ya da haberleri seyrederken yeni açılan benzer bir tesisin görüntüleri gözümüze çarpmıştır. Bunların bizlerde bıraktığı ilk izlenim muhtemelen çeşitli gelişmiş antenler ve karmaşık elektronik cihazlarla dolu yapılar olduklarıdır.

Aslında böyle bir görüş hatalı da sayılmaz çünkü bu tesislerdeki teknolojik aletleri iyice tanımak için elektronik ve haberleşme alanında belirli bir uzmanlık veya mühendislik bilgisine sahip olmak gerekir. Bunun yanında hemen hemen hepimizin ortak bir kanaati daha vardır: Dünyanın dört bir yanındaki insanlarla iletişim kurmamıza olanak sağlayan bu tesisler artık insanlık için "olmazsa olmaz" bir konumdadır. Şöyle bir düşünelim: Tüm dünyadaki haberleşme kuleleri santralleri ve istasyonları kısa bir süre için devre dışı kalsa neler olurdu? Açıktır ki böyle bir durum büyük bir kaos ve kargaşaya yol açardı. Ancak meydana gelen zarar maddi olarak ne denli büyük olursa olsun yine de telafii edilebilirdi.
Oysa 100 trilyon hücremizin kendi aralarındaki ve her bir hücrenin kendi içindeki haberleşmenin saniyelerle ölçülecek kadar kısa bir zaman zarfında bile devre dışı kalması ve hücresel mesajların yerine ulaşamaması ölümle sonuçlanmaktadır. Günümüzdeki haberleşme sistemleri en ileri teknolojiye sahip elektronik ve mekanik aygıtlar kullanılarak kurulmuştur.

Oysa insanın sırlarını dahi çözemeyeceği kadar ileri teknolojiye sahip hücre içi haberleşme sistemleri protein yapılı aygıtlar kullanılarak kurulmuştur. Proteinlerin içinde ise modern aygıtlarda olduğu gibi elektronik devreler yarı iletkenler değil; bunların yerine karbon hidrojen oksijen ve azot atomları bulunmaktadır. Hemen belirtelim vücudumuzda 30 bin civarında farklı protein olduğu tahmin edilmektedir ve henüz bunların sadece %2'sinin vücuttaki görevi tam anlamıyla çözülebilmiştir. Birçok proteinin yaptığı görev insanoğlu için halen bir bilinmeyendir.

Hücreler arasında kurulu haberleşme sistemi birçok açıdan insanların kullandıkları haberleşme sistemlerine benzer. Örneğin hücrelerin zarları üzerinde kendilerine ulaşan mesajları algılamalarını sağlayan "antenler" bulunmaktadır. Bu antenlerin hemen altında ise hücreye ulaşan mesajın kodunu çözen "santraller" bulunur.

Sözü edilen antenler kalınlığı milimetrenin yüz binde biri kadar olan ve hücreyi çepeçevre saran hücre zarında yer alırlar. "Tirozin kinaz" reseptörü olarak isimlendirilen bu alıcı; anten gövde ve kuyruk olmak üzere üç temel bölümden meydana gelir. Antenin hücre zarının dışında kalan parçasının şekli uydu yayınlarını toplamakta kullanılan çanak antene benzer. Her çanak antenin belirli bir uydunun yayınını almaya yönelik olması gibi değişik hormon moleküllerinin taşıdığı mesajların dilinden anlayan farklı antenler vardır.

Diğer hücrelerden gelen mesajlar -hormonlar- hücre zarındaki antenlere temas eder. Ancak her anten yalnızca tek bir mesajı algılayacak şekilde tasarlanmıştır. Bu çok özel bir tasarımın eseridir. Böylece gönderilen mesaj yanlışlıkla bir başka hücreyi harekete geçirmez.

Hormon ve anten birbirlerine öylesine uygun yaratılmışlardır ki bu benzerlik hemen hemen bütün biyoloji kaynaklarında anahtar-kilit uyumuna benzetilir. Yalnızca doğru anahtar kilidi açabilir yani yalnızca doğru hücre gönderilen mesajla muhatap olur diğer hücreler için bu mesajlar hiçbir şey ifade etmez.

Hormon hücreye ulaştığı andan itibaren hücre içinde bir sistem devreye girer. Hücreye gelen mesaj çok özel haberleşme sistemleri tarafından hücrenin DNA'sına ulaştırılır ve hücrenin bu mesaj doğrultusunda hareket etmesi sağlanır.

Şimdi genel olarak tasvir edilen bu olayın aslında ne büyük bir mucize olduğunu anlamak için günlük yaşamda herkesin karşılaşabileceği sıradan bir örnek üzerinde düşünelim.

Bilgisayar ağına bağlı kişisel bir bilgisayara internet aracılığıyla bir dizi bilgi gönderilebilir. Bilgisayar kendisine gönderilen bilgileri bir başka üniteye örneğin bilgisayar yazıcısına iletir ve yazıcı bilgiyi kağıt üzerine döker. Bu hemen her ofiste rastlanabilecek türden ve insanlar için sıradan görülen bir olaydır. Çünkü 80'li yıllardan itibaren bilgisayarlar kullanılmaya başlanmış bilgisayar evlere işyerlerine girmiş 90'lı yılların ikinci yarısından itibaren de internet insan yaşamının bir parçası olmuştur. Bu yüzden yukarıdaki paragrafta insanı şaşırtacak bir yön yoktur.

Eğer bir gün gazetede gözle görülemeyecek kadar küçük bir bilgisayar yapıldığı bu bilgisayarın diğer bilgisayarlarla haberleştiği yolunda bir haber okursanız şüphesiz tepkiniz çok daha farklı olur. Belki de bu teknolojinin bu kadar küçük bir boyuta sığdırıldığına inanamazsınız. Oysa gerçek hayatta bundan çok daha ileri teknolojiye sahip bir haberleşme sistemi gözle göremeyeceğiniz kadar küçük bir bölgenin içinde her an çalışmaktadır.

Hücrenin antenlerine gelen bir mesajın büyük bir hızla hücrenin çekirdeğine iletilmesi üstelik bu haberleşme sırasında çok üstün bir teknoloji kullanılmış olması gözle görülmeyen bir bilgisayarın yapılmış olmasından çok daha büyük bir mucizedir. Çünkü hücre bir et parçasıdır ve sizin bu yazıyı okuduğunuz gözlerinizden ellerinize kadar bütün vücudunuz hücrelerin biraraya gelmeleri ile oluşmuştur. Vücudumuzda her birinin içinde çok ileri bir haberleşme sistemi olan 100 trilyon küçük canlı bulunmaktadır. Şüphesiz bu çok büyük bir mucizedir.

Hücrelerdeki Özel Haberciler

Çevrenizdeki insanlara içinde bulunduğumuz çağın en önemli iletişim olayının ne olduğunu sorsanız verilen yanıtlar arasında ilk sırayı kuvvetli bir ihtimalle "internet" alırdı. Bu yanıtı verenlere neden böyle düşündüklerine dair ikinci bir soru yöneltin: Size internet teknolojisinin küçük bir zaman diliminde büyük oranlarda bilgiyi dünyanın bir ucundan diğer ucuna transfer etmeye olanak sağladığını söyleyeceklerdir. Kimileri bunun haberleşmede bir devrim olduğunu kimileri de hayret verici bir gelişme olduğunu belirtecektir. Elbette internet teknolojisi insanlık tarihinin en önemli gelişmelerinden birisidir. Ancak şurası da bir gerçektir ki internet vasıtası ile sağlanan bilgi transferinin hız ve kapasitesi hücreler arasındaki bilgi transferi ile karşılaştırıldığında oldukça düşük kalır.
Özellikle beyindeki nöronlar yani sinir hücreleri veya göz hücreleri gerek sürat gerek kapasite açısından insanoğlunun bildiği en hızlı bilgi transferi kapasitesine sahiptir.

Söz konusu hücrelerde hızlı ve kusursuz veri transferini mümkün kılan sistemler her an işler durumdadır. Sinir hücrelerinin haberleşme ağı üzerine yapılan son bilimsel araştırmalar göstermiştir ki bazı proteinler "inanılmayacak kadar çok sayıda bağlantı modülüne" sahiptir. Bu proteinler bu sayede haberci protein gruplarını sürekli olarak birarada tutabilmektedir. Sinir hücrelerindeki son derece hızlı iletişim de işte bu özel tasarımdan kaynaklanmaktadır.

PSD-95 Haberci Proteini

Hücreler dünyasının iletişim mekanizmasında yer alan özel proteinlere PSD-95'i örnek olarak verebiliriz. Bu haberci proteinin özellikle öğrenme işlemiyle ilgili nöronlarda faal olduğu düşünülmektedir.

PSD-95 proteininin bağlantı modüllerinin üç tanesi PDZ modülüdür. Bunlardan birincisi reseptörün sitoplazma içindeki kuyruğuna bağlanır ikincisi hücre zarının iyon kanalını kontrol eder üçüncüsü de sitoplazmadaki haberci proteinleri yakalar. Diğer bir ifadeyle PSD-95 proteininin yapısındaki bağlantı modülleri ona birçok haberleşme unsurunu aynı anda koordine etme imkanı sağlar.

Bu harika haberleşme sistemleri sadece sinir hücreleriyle sınırlı değildir. Gözlerimizde de benzer sistemler bulunur. Hemen hatırlatalım ki elinizdeki bu kitabı okumanız önemli ölçüde göz hücrelerinizdeki hızlı haberleşme sisteminden kaynaklanmaktadır. Böylesi bir sürat olmasaydı belki de bu satırlara baktığınız anda birkaç sayfa önce okuduklarınızı algılıyor olacaktınız.

Sözü edilen muhteşem mekanizmalar hayvanların gözlerinde de bulunmaktadır. Meyve sineği üzerinde yapılan çalışmalar bu canlının çok sayıdaki küçük gözden oluşan göz modelinde de özel haberleşme modüllerinin varlığını ortaya çıkarmıştır.

Sonuç olarak buraya kadar anlatılan gerçekleri göz önüne alalım ve kendi kendimize şu soruları soralım: Nasıl olmuş da proteinler böylesine akılcı ve özel iletişim sistemlerini kurmuşlardır? Nasıl olmuş da proteinler 100 trilyon hücrenin farklı ihtiyaçlarına anında cevap verecek haberleşme ağlarını inşa etmişlerdir? Ve yine nasıl olmuş da tasarım harikası modüler sistemleri kendi aralarında anlaşarak dizayn etmişlerdir?…

Bu soruların cevabını teknolojik gelişmelerden bir örnekle birlikte verelim:

Hücreler dünyasındaki modüler sistemlere en yakın örnek olarak halen yapımı devam eden Uluslararası Uzay İstasyonu'nu verebiliriz. Bu istasyon insanlık tarihinin en büyük mühendislik başarılarından birisi olarak kabul edilmektedir ve modüler sisteme göre yapılmaktadır. Hiç kimse bu uzay istasyonunun atomların moleküllerin rüzgarların yıldırımların güneş enerjisinin bir araya gelmesiyle tesadüfen ortaya çıktığını iddia edemez. Gerçek olan şudur ki bu uzay aracı dünyanın değişik ülkelerinden birçok bilim adamının uzun yıllara dayanan bilgi birikiminin ve çok detaylı mühendislik hesaplarının sonucunda inşa edilmektedir.

Bu durumda hücrenin içinde görev yapan ve bilim adamlarının tam olarak sırlarını çözemedikleri ileri bir teknolojiye sahip olan haberleşme modüllerinin bir yaratıcısı olduğu kesindir. Haberci proteinleri de ve bunlardan oluşan harika iletişim sistemlerini de "herşeyi yaratan" (Enam Suresi 101) ve "her işi evirip düzene koyan" (Secde Suresi 5) Allah yaratmış ve kusursuz bir şekilde düzenlemiştir.

Haberci bir molekül hücreye ulaştığı zaman hücre zarında bulunan antene bağlanır. Bu bağlanma sırasında taşıdığı mesajı antene aktarır. Antenden aldığı mesajı hücrenin iç bölümünde bulunan kuyruğuna iletir. Bunun üzerine başlangıçta tek başına duran antenler ikili gruplar halinde biraraya gelirler. Gövde bölümündeki enzimlerin kuyruk bölümüne fosfat eklemeleriyle kuyruk bölümünün şekli değişir. Bu işlemler hücre içinde bulunan haberleşme modüllerine bir çağrı niteliğindedir.