Hücre İçindeki Taşıma Düzeni

Yakın zamana kadar hücredeki organellerin, proteinlerin veya hücre dışına gönderilecek moleküllerin hücre içinde plansız-başıboş şekilde hareket ettikleri, hedeflerini ise tesadüfen buldukları düşünülüyordu. Daha da geçmiş dönemlerde ise bilim o kadar geriydi ki hücre “içi su dolu baloncuk” zannediliyordu.

Bu gibi yanılgıların nedeni ise tabi ki bilimin yetersiz imkanlarla ve varsayımlarla yürütülmeye çalışılmasıydı. Dolayısıyla günümüze kadar etkisini devam ettiren bazı bilim dışı iddiaların ve teorilerin bu bakış açısıyla değerlendirilmesi son derece önem taşımaktadır.

Son yıllarda kaydedilen bilimsel gelişmelerle bu gibi yanılgılar yerini doğrulara bırakmıştır. Örneğin floresan mikroskobun icadı ve hücre içi yapıların özel boyalarla işaretlenmesi teknolojisi ile canlı hücrelerin incelenebilmesi sağlanmış oldu. Böylece hareket halindeki moleküller ve proteinler izlenebilir hale geldi. Hücre içinin büyük bir şehir kadar kompleks yapıya sahip olduğu anlaşıldı. Hücrede ulaşım ve haberleşmeyi sağlamak için son derece mükemmel ve hızlı çalışan bir kargolama sistemi vardı. Endoplazmik retikulum ve golgi cisimciğinden çıkan yapılar gitmeleri gereken yere adeta “adrese teslim” denilecek bir doğrulukta gönderiliyordu.

Bu makalenin konusunu oluşturan ve kinesin, dynein ve myosin Va gibi proteinler hücredeki mükemmel posta sisteminin postacılarıdır. Dahası bu postacı proteinler “mikrotübül” denen iskelet sistemi üzerinde hareket etmektedirler.

Kinesin proteini enerji kullanımı yönüyle -insan yapımı her türlü araçtan- daha verimlidir. Hücre içindeki kalabalık yapıya rağmen kusursuz bir hızla hareket eder. 1 ATP molekülüne karşılık 8 nanometre yol alan kinesin saniyede 80 ATP kullanarak 640 nanometre yol alır. Bu, hücre için çok yüksek bir hızdır öyle ki otobanda giden bir otomobilin saatte 321 km hızla gitmesine denktir.

Kinesin, iki hareket biriminden oluşur. Mikrotübül üzerine tutunan bu birimler, adeta adım atar şekilde, mikrotübülün her zaman negatif ucundan pozitif ucuna doğru hareket eder. Arkada yer alan ayaktaki ATP’nin hidrolize olması sonucu fosfat ayrılır ve arka ayak mikrotübülden ayrılır. Ön ayağa yeni ATP’nin bağlanması ile arka ayağın ileri hareketi için gerekli şekil değişikliği sağlanmış olur. Bu işlem 1 saliseden daha kısa sürede tamamlanır. 

Kinesin ile yapılan bu mükemmel taşıma işleminin bir çok olmazsa olmaz özelliği vardır. Protein yapıdaki kinesin, birbirine sarılmış iki katlanmış protein zinciri içerir. Bu iki yapı tam uyum gösterirken, tek başlarına hiçbir anlam ifade etmezler.  Yine kinesinin üzerinde ilerlediği mikrotübül de matematik bir düzene sahiptir. Mikrotübül olmadan kinesin işe yaramaz.

Mikrotübül inşa edilirken negatif ve pozitif kutuplarının ayarlanması şarttır. Aksi halde kinesinin taşıma işlevini yapabilmesi olanaksızdır. Dikkat çekici olan, mikrotübüllerin inşasında kullanılan tübülin proteinlerinin taşınmasının da kinesin ile yapılmasıdır. Kinesinin ATP molekülüne bağlanması, ATP’nin hidrolizi ile fosfatın serbestleşmesi, geri kalan ADP molekülünün ayrışması ile yeni ATP’ye yer açılması, bu işlemler sırasında arka ayak öne hareket ederken tam bağlanma noktasının mikrotübüle bakması ve yeni ATP’nin bağlanma yüzeyinin ise serbest kalması ve daha bilmediğimiz pekçok özelliğin bir arada varolması şarttır.

Hücre içi otobanlar olarak nitelendirdiğimiz mikrotübüllerin de hedef noktaya kadar doğru inşa edilmiş olmaları gerekir. Binlerce mikrotübül yolu arasından kinesinin üzerinde taşıdığı yapıyı doğru adrese götürmesi için hangisi üzerinden yola çıkacağını ayırt ediyor olması ise tek başına mucizedir. 

Büyük bir şehir kadar kompleks olan hücre içinde kinesinin gösterdiği akıl, üzerinde önemle düşünülmesi gereken bir örnektir. İnsan bilmediği bir adresi bulmak için zorlanır ve akıl göstererek çözümler üretir, bilmediği bir ülkede ise bu durum daha da zor olabilir. Ancak hücrede bu aklı gösteren moleküllerdir yani aklı ya da herhangi başka bir insana ait özelliği olmayan, gözle görülmeyen varlıklardır ve başardıkları işler hayranlık uyandırıcıdır.

Sinir hücrelerinin aksonları boyunca yapılan taşıma işlemi bu konudaki en çarpıcı örneklerdendir. Sinir hücrelerinin gövdelerinin 10.000 katına varan uzunlukta aksonları olabilmektedir. Omurilikte yeralan bir sinir hücresinin aksonu ayak parmaklarına kadar uzanmaktadır. Aksonda yer alan proteinlerin kaynağı ise hücre çekirdeğidir. Bu proteinler kinesin ile 1 metreyi aşan uzaklıklara kısa sürede taşınmaktadır. 

Hücre içindeki tek bir proteinin göstermiş olduğu akıl, insanların gösterebileceği akıldan daha fazladır. Bir insanın güç yetiremeyeceği görevleri, bilimsel imkanlar olmadan çözemeyeceği işlemleri hücredeki proteinler büyük bir rahatlıkla yapmaktadırlar üstelik ilk var oldukları andan itibaren, hiçbir yardıma ya da başka ek bir araç-gereçe ihtiyaç duymadan.

Proteinin atomlarında kendinden bir akıl olmadığı çok açıktır. Bu akıl, Allah’ın sanatının ve ilminin hücredeki tecellisidir. Tesadüfler proteinlere ne yapacaklarını öğretemez, tesadüfler hücredeki uyumu bilemez ve sağlayamaz.

Her bir varlık sahip olduğu özelliklerle aslında “ben Allah'ın eseriyim” der. Rabbimiz Kendisini tanımamız, gücünün sınırsızlığını anlamamız için bize yaratma sanatının inceliklerini bilim aracılığıyla göstermektedir.

Biz ayetlerimizi hem afakta, hem kendi nefislerinde onlara göstereceğiz; öyle ki, şüphesiz onun hak olduğu kendilerine açıkça belli olsun. Herşeyin üzerinde Rabbinin şahid olması yetmez mi?

(Fussilet Suresi, 53)