P1:evrim tarihi 4 4

• 1800 Öncesi • 1800'ler • 1900'lerden Günümüze

DNA, Evrimin Dili: Francis Crick ve James Watson

Bugünün dünyasında en ünlü molekül DNA olabilir ancak biyoloji tarihinde DNA’nın bilim insanlarının dikkatini biraz geç çektiğini söyleyebiliriz. DNA keşfedilmeden yaklaşık yüzyıl önce, Gregor Mendel kalıtımın temelinde yatan düzenin bazı noktalarını ortaya çıkarmıştı. 20. yüzyılın başlarında, bilim insanları benzer prensipleri tekrar ortaya koydular, Mendel’in çalışmalarını tekrardan keşfettiler ve fark ettiler ki yaşam bir şekilde genler üzerine kodlanmıştı. Bu genlerin nelerden oluştuğu bir bilinmeyen olarak duruyordu ancak bu bilim insanlarını, genlerin ve mutasyonların dinamiğini ve doğal seçilim yolu ile yeni yaşam biçimlerinin nasıl oluştuğunu araştırmaya başlamaktan alıkoymadı. Son elli yıldır evrimsel çalışmaların büyük kısmının üzerine kurulduğu evrimin “Modern Sentez”i, DNA keşfedilmeden yıllar önce ortaya konmuştu.

DNA’nın yapısı

Ancak unutulmamalıdır ki, DNA’nın keşfi evrimin araştırılması çalışmalarında devrimsel bir adım olmuştur. Evrim biyologları Modern Sentez fikrini şekillendirirlerken, dünya üzerindeki genetikçiler ise hırsla genetik bilgiyi taşıyan molekülü arıyorlardı. Hücrelerin, proteinler ve nükleik asitler gibi çok çeşitli moleküller içerdiklerini biliyorlardı. Ancak hangisi bilgi taşıma kapasitesine sahipti ve yeni hücrelere kopyalanıyordu? Deneyler, nükleik asitlerin kalıtsal özellikleri etkileyebileceğini gösteriyordu. James Watson isminde genç bir Amerikalı genetikçi, nükleik asitlerin gerçekten de genleri taşıyıp taşımadığını anlamanın tek yolunun yapılarını ortaya çıkarmak olduğunu fark eden araştırmacılardan birisiydi.

Bu oldukça zorlu bir görevdi çünkü bilim insanlarının molekülleri görebilmelerinin tek yolu üzerlerine x-ışını gönderip yansıyan atomların bir film parçası üzerine belirgin örüntülerde düşürülmesini sağlamaktı. Watson, Rosalind Franklin ve diğerlerinin toplamış oldukları x-ışını verilerini analiz etmek amacıyla Cambridge Üniversitesi’nden Francis Crick (sağda) ile bir araya geldi. Ve çok hızlı bir şekilde, 1953 yılında Watson ve Crick, pirinç levhalar, tutturucular ve diğer bazı laboratuvar gereçlerinden bir model yarattılar. Çalışırlarken fark ettiler ki, nükleik asitler; fosfatlar ve şekerler kenarları, baz olarak bilinen organik yapılar ise basamakları oluşturarak, burkulmuş bir merdiven şeklinde dizilmişlerdi. Yıllar sonra, DNA’nın çift sarmal yapısını gösteren bu çılgınca gelen buluşları dolayısıyla Nobel Ödülü’ne hak kazanmışlardı.

Yaşamın yemek kitabı

Takip eden yıllarda, Watson, Crick ve diğerleri DNA’nın temel olarak nasıl çalıştığını ortaya çıkardılar. Her bir genin aralıksız süren baz çiftlerinden oluştuğunu fark ettiler. Genin tek-zincir kopyası oluşturuluyor (Messenger RNA olarak biliniyor) ve hücre içerisinde ribozom adı verilen protein üretme fabrikalarına aktarılıyordu. Burada, bazların dizilimi yeni bir proteini oluşturacak amino asit zincirinin yapılanmasını belirliyordu. Bir hücre bölünürken, çift zincir bir fermuar gibi açılıyor ve DNA eşleniyordu. Bu yaşamın yemek kitabıydı.

DNA’yı kullanmak

DNA’nın keşfiyle, evrimsel biyolojide bir devrim yaşanmış oldu. Araştırmacılar, mutasyonların “yemek kitabındaki” yazımda değişikliklere yol açtığını fark ettiler. Tek bir baz çifti değişebilir ya da bir grup gen de ikinci kez yazılabilirdi. Organizmaya seçilimsel bir yarar sağlayan mutasyonlar zaman içerisinde daha yaygın görülüyorlardı ve bu mutant genler eski sürümlerinin ortadan kalkmalarına neden olabilirlerdi.

DNA’nın keşfi sayesinde bilim insanları için sadece genlerin tanımlanması değil aynı zaman da her bir bazın da tanımlanması mümkün. DNA’nın keşfinden önce bilim insanları, evrimsel yaşam ağacını oluştururken yalnızca değişik türlerin vücutlarını ve hücrelerini karşılaştırabiliyorlardı. Şimdi ise, milyarlarca yıl öncesinden dallanan yaşamın farklı akış yollarının genetik şifrelerini de karşılaştırabilirler.

Türleşme: Ernst Mayr

DNA yapısına göz at.

Radyometrik Tarihlendirme: Clair Patterson

Watson’ın fotoğrafı James D. Watson’dan; Crick’ın fotoğrafı Christof Koch’den, California Institute of Technology, Pasadena; DNA yapı şeması DOEgenomes.org’den alınmıştır.