CEVAP LANAMAYAN 125 SORU
|
||||||||||||||||||||
Bilimin
(ŞİMDİLİK)
bilemedikleri
İnsanlık milyonlarca yıllık bir süreç içinde uçsuz bucaksız bir bilgi havuzu oluşturdu. Bilim,
özellikle geçtiğimiz yüzyıl içinde büyük sıçramalar göstererek bugünkü görkemli
uygarlığımızın temelini oluşturdu. Ama yine de bilim, içimizi kemiren bazı önemli sorulara
henüz yanıt verebilmiş değil. Ünlü Science dergisi tarafından bu sorularla ilgili olarak
hazırlanan geniş bir paketi, okurlarımız için çevirdik.
|
||||||||||||||||||||
EVREN NEDEN YAPILI?
|
||||||||||||||||||||
kezden kaçıp uzaklaşmalarını önleyen bir şey olmalıydı: Ek bir kütleçekimi yaratan, ama gö-rünemeyen madde. Yani "karanlık madde",
Bilimciler, uzaydaki bu karanlık maddenin bir kısmını evrende buldular. X-ışını teles-koplarıyla, ortalıkta hayalet gibi dolaşan gaz bulutları belirlediler, önlerinden görünmez cisimler geçtikçe ışıklarının şiddeti değişen uzak yıldızları gözlemlediler ve gökadalardaki görünmez kütlenin uzay-zamanda yol açtığı çarpılmayı ölçtüler. Ve Büyük Patlama'dan
|
||||||||||||||||||||
Kozmologlar ikide bir, itile kakıla, bağırtı-la çağırtıla hiç beklemedikleri kadar şaşırtıcı bir evrene sürüklenirler. 1500'ler ve 1600'ler-de Kopernik, Kepler ve Newton, Dünya'nın pek çok yıldızın çevresinde dolanan pek çok gezegenden yalnızca biri olduğunu göstererek Ortaçağ'ın o rahatlatıcı "kapalı ve küçük bir kozmos" dogmasını yerle bir ettiler. 1920'lerde Edwin Hubble, evrenimizin sürekli olarak genişlediğini ve değiştiğini gösterdi. Bu önemli bulgu da, giderek evrenin değişmediği ve sonsuza dek varolacağı yolundaki düşüncenin yıkılmasına yol açtı. Ve son 20-30 yıl içinde de kozmologlar, yıldızları, gökadaları ve insanları meydana getiren sıradan maddenin, evrenin tüm içeriğinin ancak %5'i olduğunu belirlediler. Bu yeni kozmos anlayışını sindirmeye çalışan kozmologlar, en temel soruya yanıt bulmak zorundalar: Evren neden yapılı?
Bu soru, yıllar geçtikçe daha garip bulgular ortaya koyan gözlemlerden kaynaklanıyor. 1960'larda gökbilimciler, şunu fark ettiler. Gökadalar öylesine hızlı dönüyorlardı ki. içlerindeki yıldızların toplam kütleçekiminin bunların dağılıp uzaya saçılmasını engellemede yetersiz kalmaları gerekiyordu. O halde yıldızların mer-
|
sonra oluşmuş ilk dev gaz bulutlarındaki elementlerin miktarlarının gözlenmesi sayesinde de sıradan maddenin yalnızca %10'unun teles-koplarca görülebildiği sonucuna vardılar.
Ancak, görülebilen sıradan maddenin tümünü 10la çarpsak bile bu evrenin yapılanış biçimini açıklamaya yetmez. Gökbilimciler güçlü teleskoplarla gökleri incelediklerinde topaklı bir kozmos görürler. Gökadalar evrene düzgün biçimde dağılmış değiller. Muazzam boşlukları çerçeveleyen ince iplik ve lifler halinde toplanmışlar. Tıpkı gökadaların olması gereken hızda dönmesine yetecek görünür madde olmaması gibi, tüm sıradan madde de bu topaklı yapıyı açıklamaya yetecek miktarda olmaktan uzak. Kozmologların vardığı sonuç, bu dev kozmik yapıları henüz keşfedilmemiş bir tür parçacıktan oluşan değişik bir tür karanlık maddenin inşa ettiği. Araştırmacılar bu egzotik karanlık maddenin, evrenin tüm içeriğinin %25'ini oluşturduğunu hesaplıyorlar. Yani, sıradan maddenin beş katı!..
Ama bu gizemli varlık da daha da gizemli bir başka şeyin yanında önemsiz kalıyor: Karanlık enerji. 199O'lı yılların sonlarında uzaklardaki süpernovaları inceleyen bilimciler ev-
|
|||||||||||||||||||
Daha Bilinecek Öyle Şey Var ki...
Kozmosun özelliklerinden toplumların özelliklerine kadar uzanan
şu 100 soru, hemen hemen bilimin tüm alanlarını kapsıyor.
Bazıları, yukarıda incelenen soruların parçaları.
Bazılarıysa kendi başlarına önemli sorular.
Bu sorulardan bazıları önümüzdeki yüz yıl süreyle
bilimsel araştırmaların hedefi olmaya devam edecek.
Başkalarının yanıtıysa kısa sürede gelebilir.
Birçoğunun yanıtı da yeni sorular ortaya çıkaracak.
,1
|
Tek evren bizimki mi?
Bir grup kuantum kuramcısı ve evrenbilimci (kozmolog), evrenimizin aslında daha büyük bir evrenler köpüğünün bir parçası olup olmadığını anlamaya çalışıyor. Başkalarıysa bu sınanması güç sorunun felsefecilerin alanına girdiği düşüncesindeler.
Kozmik şişmenin motoru ne?
Büyük Patlama'yı izleyen ilk anlarda evren inanılmaz bir hızla genişledi. Ama bu genişlemeyi yaptıran ne? Kozmik mikrodalga fon ışınımının duyarlı Ölçümleri ve öteki astrofizik gözlemler, olasılıkların sınırını daraltıyor.
|
|||||||||||||||||||
BİLİM veTEKNİK 38 Eylül 2005
|
||||||||||||||||||||
CEVAPLANAMAYAN 125 SORU
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
renin, fizik yasalarının gerektirdiği gibi yavaşlamak yerine gitgide artan bir hızla genişlediğini keşfettiler. Yoksa evreni bir balon gibi şişiren bir tür "ters kütleçekim" kuvveti mi var? Tüm işaretler, yanıtın "evet" olması gerektiğini gösteriyor. Kozmik fon ışınımı, element miktarları, gökada kümelenmeleri, kütleçe-kimsel merceklenme, gaz bulutlarının özellikleri gibi çok değişik olgular üzerinde yapılan bağımsız ölçümlerin hepsi, tutarlı ama garip bir kozmos resmi üzerinde birleşiyor. Sıradan maddeyle, bilinmeyen egzotik parçacıklar evrenin içeriğinin yalnızca %30'unu oluşturuyor. Geri kalansa, karanlık enerji diye adlandırılan bu gizemli ters kütleçekim kuvveti.
|
Tüm bunların anlamı, evrenin neden yapılı olduğunu anlamak için giderek zorlaşan üç soru setinin cevaplarını vermek zorunda olmamız: Sıradan madde neden yapılıdır ve nerede bulunur? Uzayda ışığın büyük kütleli cisimler-ce bükülmesini ölçen astrofizik gözlemler bunun yanıtını vermeye başladı bile. Peki, bu egzotik karanlık madde denen şey ne? Bilimcilerin bu konuda bazı düşünceleri var ve şans da yardım ederse yerin derinlerine gömülü bir karanlık madde kapanı ya da yüksek güçlü bir atom çarpıştırıcı (parçacık hızlandırıcısı) önümüzdeki 10 yıl içinde yeni bir tür parçacığı bulmuş olacak. Ve nihayet karanlık enerji nedir? Daha on yıl öncesine kadar akıllara bile
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
gelmemiş olan bu sorunun yanıtı, gözlenebilen tüm öteki olguların da ötesinde bildiğimiz fiziğin erimini aşıyor. Süpernovalarla kozmik fon ışınımının giderek daha duyarlı ölçümleriyle, kütleçekimsel merceklenmenin ölçümü için planlanan deneyler, karanlık enerjinin "durum denklemi", yani kabaca "kıvamı" konusunda bilgi sağlayacak. Şimdilikse karanlık enerjinin niteliği, herhalde fizikteki en karanlık konusu. Ama yanıtlandığında en çok aydınlatanı olacak.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Charles Seife, "What is the Universe Made Of?",
Science, 1 Temmuz 2005
Çeviri: Raşit Gürdilek
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
EVRENDE YALNIZ MIYIZ?
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Tüm bu uzayda yalnız olmak mı? Pek olası değil. Şu sayılara bakın: Gökadamızda yüz milyar yıldız, görünen evrende yüz milyarlarca gökada ve Güneş Sistemi'nin yakınlarında halihazırda 150 gezegen keşfedilmiş durumda. Bu, bizimki gibi bir teknolojiye sahip, milyarlarca yıllık evrim sürecinden geçmiş bir yaşamın oluşabileceği çok sayıda ılık, kirli ve küçük havuzun varlığı anlamına geliyor. Aslında en önemli soru, bizim bir gün bu yaşam biçimlerine ulaşıp onlara "dokunabileceğimiz" teknolojiye sahip olup olamayacağımız. Şansımız yaver giderse bu, gelecek 25 yıl içinde gerçekleşebilir.
Dünya-dışı Zeki Yaşam Araştırmaları (SETI) çalışanları, uzaklardaki benzer mantıkla çalışan meslektaşlarını bulabilmek için yaptıkları 'modern avın' ilk 45 yılında, şanstan daha fazlasına gerek duymuş olmalılar. Radyogökbilimci Frank Drake'nin Ozma Projesi, bu arayıştan yılmış olanlar için büyük bir umut oldu. 1960 yılında Drake, West Virginia'da Green Bank'taki 26 metre çaplı radyo teleskopunu her birine birkaç günlüğüne olmak üzere, iki yıldıza çevirdi. O zamanın vakum tüpü teknolojisiyle, mikrodalga tayfın 0,4 megahertz'lik bölümünü tek kanalda bir kerede tarayabiliyordu.
Yaklaşık 45 yıl sonra, California'daki Mountain View'de bulunan SETI Enstitüsü'nde, 10 yıllık Phoenix Projesi tamamlandı. Phoenix araştırmacıları bu proje sırasında, Puerto Rico'daki 350 metre çaplı teleskopu kullanarak 1800 megahertz güçte, aynı anda 28 milyon kanalda 710 yıldız sistemini aradılar. Yakındaki Dünya-dışı Gelişmiş Zeki Toplumlardan Kaynaklanan Rad-
|
ladı. Giderek ucuzlayan bilgisayar gücü, sonunda bu tür 350 teleskopu sanal teleskoplara çevirecek ve biliminsanlarına aynı anda çok sayıda hedefi arama olanağı verecek. Eğer bilgi işleme gücünün 18 ayda bir ikiye katlandığını öne süren Moore Yasası gelecek 15 yıl için de geçerliliğini sürdürürse, SETI çalışanları bu anten dizisini aynı anda birkaç bin değil, milyonlarca, hatta belki on milyonlarca yıldızda yabancı sinyalleri aramak için kullanmayı planlıyorlar. Eğer gökadamızda 10.000 gelişmiş uygarlık varsa, bu süre içinde mutlaka birine rastlanacak.
Gelecek on yıllarda, teknolojinin sağlayacakları daha fazla olacak. Ne var ki, SETI bunun yanında paraya da gereksinim duyacak. Bu, başarılı olamama olasılığı yüksek görülen böyle bir proje için kolay bir şey değil. Ülkenin parasını "küçük yeşil adamları" aramak için harcama düşüncesi, Amerikan Kongresinde dile getirildikten sonra kongre, 1993 yılında NASA'dan SETI çalışmalarına verdiği desteği kesmesini istedi. Evrim ağacının bir başka branşını aramak, NA-SA'nı vizyonunun dışında kalıyor. On yılı aşkın bir süredir, SETI yalnız özel sermayeyle yürüdü. Ancak, SETI Enstitüsünün planladığı 35 milyon dolarlık dizisi, on milyonlarca yıldızı SETI çalışanlarına ulaştıracak Kilometre Kare Dİzi-si'nin yalnızca bir prototipi. Bu nedenle, önde gelen radyo gökbilimcilerin işbaşında olması gerekiyor. Yoksa, uzun süre daha evrende kendimizi yalnız hissedeceğiz.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
yo Yayımı Arama (SERENDIP) projesi kapsa-mındaysa, gözleme yönelik çalışan öteki gökbilimcilerin, Arecibo da dahil olmak üzere kullandıkları antenlerin alıcılarından da yararlanarak Samanyolu'ndaki milyarlarca radyo kaynağı tarandı. Başka gruplarsa, uzaylıların göndermiş olabileceği nanosaniye süreli parlamaları aramak için daha küçük optik teleskoplarını gökyüzüne çeviriyorlar.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Henüz herhangi bir şey duyulmadı. Ancak şimdilik, örneğin Phoenix, yaklaşık 100 milyar yıldız arasında, yakında yer alan bir ya da iki Güneş benzeri yıldızı tarayabildi. Böylesine seyrek bir örneklemenin işe yaraması için, yayın yapan uygarlıkların çok sayıda olması ya da araştırma-aların çok şanslı olması gerekir.
Gökada büyüklüğündeki bir samanlıkta bir iğne bulmak için, SETI araştırmacıları, durmadan artan bilgi işleme gücüne dayanıyorlar. Kuzey California'daki SETI Enstitüsü, 6 metrelik antenlerden oluşan bir dizi yapımına henüz baş-
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kerr. R. A. "Are We Alone In the Universe?" Science, 1 Temmuz 2005
Çeviri: Alp Akoğlu
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
İlk yıldız ve gökadalar ne zaman ve nasıl oluştular?
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ultra yüksek enerjili kozmik ışınlar nereden geliyor?
Kozmik ışınlar, belirli bir enerji düzeyinin üzerinde olduklarında fazla uzağa gidemeden yok oluyorlar. Öyleyse nasıl oluyor da kozmik ışın avcıları, kaynağı belli olmayan bu tür ışınları gökadamızda saptayabiliyorlar?
Kuasarfara göç veren şey ne?
Evrendeki en güçlü enerji fıskiyeleri, güçlerini olasılıkla dev kütleli karadeliklerin içine dalan maddeden alıyorlar. Ancak bu fıskiyelerin sürekliliğini sağlayan şeyin ne olduğu konusunda, biliminsanla-rıyla sokaktaki adam arasında pek fark yok!
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Karadeliklerin Doğası Ne?
Belki de relativistik bir kütle, kendini kuan-tum-boyutlu bir cismin içine tıkmaya kalktı. İşte size bir felaket tarifi. Ama biliminsanları, hâlâ tarifin 'kullanılacak malzemeler' içeriğini bulmaya çalışıyorlar.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Bu konuda genel bir
tabloya sahipsek de 'f
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ince ayrıntıları göremiyoruz. Uydu ve yer teleskoplarından alacağımız veriler, başka ayrıntıların yanında, ilk yıldız neslinin evre
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ni kaplayan hidrojen asi-
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
si"ni ne zaman yaktığını, yanısı-ra bilmediğimiz başka ayrıntıları aydınlatabilir. ,
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Eylül 2005 39 BİLİM ve veTEKNİK
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
CEVAPLANAMAYAN 125 SORU
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
NEDEN İNSANLARIN GENLERİ BU KADAR AZ?
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Önde gelen biyologlar, 1990'ların sonlarında insan genomunun dizilimini ortaya çıkarmak için harekete geçtiklerinde, DNA'mızı oluşturan 3 milyon baz çiftinin içerdiği gen sayısı üzerinde bahse tutuştular. Çok azı gerçek sayıyı kestirebildi. On yıl öncesine kadar, geleneksel görüş, vücudumuzdaki işlevleri yerine getiren çok sayıda hücresel işlemin gerçekleşmesi için yaklaşık 100.000 gene gereksinimi
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
mi genlerde eksonların farklı bileşimleri, farklı zamanlarda etkin oluyor ve her bileşim farklı bir proteinin üretimiyle sonuçlanıyor.
Uzun bir süre boyunca, seçenekli kesme sürecinin, DNA yazılımı (transkripsiyon) sırasında ender oluşan küçük bir atlamadan kaynaklandığı düşünüldü. Ancak araştırmacılar, bu durumun genlerimizin yarısında -kimilerine göre neredeyse tamamında- görülebildiğini
|
Son on yıl içinde, gen ifadesinin düzenlenmesinde kromotin proteinlerinin ve RNA'nın ne kadar önemli roller oynadıklarını da anlaşıldı. Kromatin proteinleri, temelde kromozomları düzgün sarmallar halinde tutarak DNA'yı bir anlamda paketlemiş oluyorlar. Kromatin, hafifçe biçim değiştirerek, farklı genleri DNA yazılımı sistemine sokabiliyor.
Genlerde RNA'nın yönlendiriciliği de önemli. Şu anda, geni kontrol eden diğer öğelerle birlikte, çoğu 30'dan az baz çifti içeren küçük RNA molekülleri de büyüteç altında. Daha önceleri ilgilerini mRNA ve diğer büyük RNA molekülleri üzerinde yoğunlaştıran birçok araştırmacı, geçtiğimiz beş yıl içinde, bunların "mik-roRNA" ve "küçük çekirdek RNA'sı" gibi daha küçük akrabalarına yönelmiş bulunuyor. Ortaya çıkan oldukça ilginç sonuçlara göreyse, karşımıza çeşitli biçimlerde çıkan bu RNA molekülleri, 'kapanma' özelliğine sahip: açıldıkla-rındaysa gen ifadesini etkileyebiliyorlar. Bunlar, aynı zamanda, organizmaların gelişimindeki hücre farklılaşmasında da önemli bir rol oynuyorlar; ancak işleme biçimleri tam olarak anlaşılmış değil.
Araştırmacılar, genlere ilişkin çeşitli mekanizmaları tam olarak belirleyip tanımlama yolunda büyük adımlar attılar. Genetikçiler, evrim ağacının farklı dallarında yer alan organizmaların gen haritalarını çıkararak düzenleyici bölgelerin yerini belirliyor ve seçenekli kesme gibi mekanizmaların nasıl evrildiğini kavramaya çalışıyorlar. Bu araştırmaların, söz konusu bölgelerin nasıl çalıştığını aydınlatacağı umuluyor. Fareler üzerinde yapılan -düzenleyici bölgelerin çıkarılması ya da eklenmesi, RNA üzerinde oynamalar yapılması gibi- deneyler ve bilgisayar modellemeleri de bu çalışmalar İçin yararlı olacak. Ancak tüm bu gelişmelere karşın, temel soru uzun süre çözülmeden kalacak gibi görünüyor: Tüm bu parçalar nasıl bir araya geliyor da bizi bütün bir organizma haline getiriyor?
Pennisi E. "Why Do Humans Have So Few Genes"
Science, Temmuz 2005
Çeviri: Tuğba Can
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
miz olduğu yönündeydi. Ancak projenin sonunda, genlerimizin sayısının yalnızca 25.000 civarında, yani çok küçük bir çiçekli bitki olan suteresinin (Arabi-dopsis) gen sayısıyla aynı, bir solucanınkindense {Caenor-habditis elegans) biraz daha fazla olduğu ortaya çıktı.
Bu büyük sürpriz, genetikçiler arasında yaygınlaşmakta olan bir gerçeği güçlendirdi: Bizim genomumuz ve diğer memelilerin genomları, sanıldığından daha esnek ve karmaşıktı. Böylece, eski "bir gen / bir protein" tezi çürütülmüş oldu. Artık birçok genin birden fazla proteini yapabildiği biliniyor. Düzenleyici proteinler, RNA, DNA'nın şifre içermeyen
|
ortaya çıkardılar. Bu bulgu, bu kadar az genle yüzbinlerce farklı proteinin üretiminin nasıl mümkün olduğunu açıklama yönünde atılmış önemli bir adım oldu. Ancak, DNA yazılım sisteminin, belirli bir zamanda, genin hangi parçasını okuyacağına nasıl karar verdiği, hâlâ gizemini koruyan bîr soru.
Aynı şey, belirli zamanlarda ve yerlerde, hangi genlerin ya da gen takımlarının etkin hale geleceğini ya da etkinliğini durduracağını belirleyen mekanizmalar için de geçerli. Son araştırmalar, her genin, işlevini gerçekleştirebilmek için yüzlerce destek birime gereksinimi olduğunu gösteri
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
parçaları, hatta genomun kendisindeki kimyasal ve yapısal değişimler bile genin nasıl, nerede ve ne zaman 'ifade' edileceğini belirleyebiliyorlar. Bütün bu öğelerin, genin ifade edilmesinde nasıl bir arada uyumlu çalıştıklarını ortaya çıkarmak, biyologların önünde aşılması gereken engellerden biri.
Geçtiğimiz birkaç yıl içinde, insan genomunun bu kadar az genle bu kadar karmaşık bir yapı oluşturabilmesinin ardında yatan nedenlerden birinin, mRNA üretimi sırasında kullanılan seçenekli kesme (alternative splicing), adlı bir mekanizma olduğu anlaşıldı. İnsan genleri hem protein yapımı için gerekli şifreleri taşıyan DNA (ekson) parçalan, hem de hiçbir şifre içermeyen DNA (intron) parçaları içeriyor. Ki-
|
yor. Bunlardan bazıları, kimyasal süreçlerle (örneğin DNA'ya asetil ya da metil grupları ekleyerek) geni etkin hale getiren ya da genin etkinliğini durduran proteinler. "Transkripsiyon faktörleri'' adlı proteinler-se, genlerle daha doğrudan etkileşimde bulunuyorlar ve denetimleri altındaki gene yakın yerde bulunan bağlanma bölgelerine tutunu-yorlar. Seçenekli kesmede olduğu gibi, bağlanma bölgelerinin farklı kombinasyonlarının etkin hale getirilmesi de, genin İfade edilme sürecini en iyi biçimde kontrol altında tutmayı sağlıyor; ancak araştırmacılar tüm bu düzenleyici öğelerin gerçekte nasıl işlediğini ve seçenekli kesmeyle nasıl bir arada yer alabildiklerini henüz tam olarak anlayabilmiş değiller.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
Proton bozunur ma?
Herşeyin Kuramı'na göre kuarklar (ki protonları oluştururlar) bir şekilde leptonlara (örneğin elektronlara) dönüşebilirler; bu nedenle bozun-ma halindeki bir protonu yakalamak, parçacık fiziğinde yeni yasalar ortaya koyabilir.
|
çacık şu ana kadar bulunabilmiş değil. New-ton'un elması, karmaşık bir sorunun kaynağı olarak yerini koruyor.
Neden zaman diğer boyutlardan farklı?
Zamanın, öteki üç uzamsal boyut gibi bir boyut olduğu ve zamanla uzay arasında ol
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
Madde, neden karşımaddeden daha fazla?
Parçacık fizikçilerine göre, madde ve karşı-madde neredeyse aynı şeyler. (Karşımadde, maddenin, onunla aynı kütleyi ve aynı özellikleri, ama ters elektrik yükü taşıyan karşılığına verilen isim.) Madde
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
nin çok yaygın, karşımaddenin de ender oluşu-nunu açıklaması, olasılıkla ince ayrıntılarda yatıyor.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kütleçekiminin doğası nedir?
Kütleçekimi, kuan-tum kuramıyla uyuşmuyor; "standart model"e oturmuyor. Kütleçeki-mini mümkün kılan par-
|
dukça sıkı bir ilişki bulunduğunu anlamak, biliminsanlarının bin yıllarını aldı. Görelie-lik kuramıyla ilgili denklemler anlamlı olsa da, neden "şimdi"ye ilişkin bir algımız olduğu ya da neden zamanın bu şekilde akıp gittiği sorularını açıklamada yetersiz kalıyorlar.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
BİLİMveTEKNiK 40 Eylül 2005
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
CEVAP LANAMAYAN 125 SORU
|
|||||||||||||||||||||||||||||
GENETİK FARKLILIKLAR VE
BİREYSEL SAĞLIK BİRBİRİYLE
NE KADAR İLİŞKİLİ?
|
|||||||||||||||||||||||||||||
Doktorlar, anestezi sırasında süksinil kolin alan kimi hastaların normal biçimde uyanırken, kimilerinin de geçici felç ve solunum sorunları yaşamasının nedenlerini kırk yıl önce anladılar: Kimi hastalar, ilacın yavaş metabolize edilmesini (enzimler aracılığıyla parçalanmasını) sağlayan kalıtımsal bir özellik taşıyorlardı. Sonra, biliminsanlan yavaş işleyen süksinil kolin metabolizmasının izini sürerek belirli bir genin varyantına (farklı bir tipine) ulaştılar. Yaklaşık 3500 insandan biri bu gen varyantını taşıyor, bu da o kişiyi ilacın ciddi yan etkisi ba-kımından yüksek risk altında bırakıyor.
Süksinil kolin bilmecesinin çözülmesi, vücudun ilaca tepkisiyle genetik farklılık arasında kurulan ilk bağlantılar arasındaydı. Bundan sonra ilaç metabolizmasındaki küçük, ancak artan oranda görülen farklılıklar genetikle iliş-kilendirildi; bu da neden belirli ilaçların kimi hastalara yarar sağladığını, kimilerinde etkisiz kaldığını, diğerlerinde de zehir etkisi yarattığını anlamamıza yardım etti.
Günümüzde genetik farklılığın, birçok hastalığa yakalanma riskinde de önemli rol oynadığı biliniyor. Alzheimer'dan göğüs kanserine kadar, hastalıklara yakalanmayı artıran riskler, gen varyantlarıyla ilişkilendiriliyor ve bunlar, kimi sigara tiryakilerinin neden akciğer kanserine yakalanırken kimilerinin yakalanmadığı örneğindeki gibi, nedenleri açıklamaya yardım edebilir.
Bu gelişmeler, genetik testlerle hastalık riskleri, hastalığın önlenmesi için önceden belirlenecek yollar ve tedavilerin belirlendiği bireysel tıp çağının eşiğinde, umutları biraz da aşırı biçimde artırdı. Ancak sorumlu DNA'yı (tabii gerçekten sorumluysa) bulmak ve bu bilgiyi genetik testlerle ortaya çıkarmak, sağlık bilimlerinin ulaşması gereken önemli bir hedef.
Farklı kanser tipleri, kalp krizi, lupus, depresyon gibi birçok hastalık, görünüşe göre belirli genlerin, vüdumuza giren nikotin ya da yağlı besinlerle etkileşimi sonucu ortaya çıkı-
|
|||||||||||||||||||||||||||||
yor. Bu çoklu gen etkileşimleri, tek bir genden kaynaklanan hemofili ve kistik fibroz gibi hastalıklarla karşılaştırıldığında daha karmaşık ve belirsiz. Tek bir genden kaynaklanan hastalıklarda, kliniklerde kanıtlanmamış gen testlerine maruz kalmadan istatistiksel analizler, dikkatli deneyler tekrar tekrar yapılabiliyor. Ancak, tedavi yöntemlerini belirlemek daha az karmaşık değil. Örneğin biliminsanları geçen yıl, kan kanserine karşı kullanılan dört ilaca gösterilen dirençle ilişkili 124 farklı gen buldular.
|
çalışmaları son hızda yol almakta. Psikiyatrik hastalıklar gibi başka alanlardaysa bu hız daha düşük. Şiddetli depresyon ya da şizofreni hastalarının, hangi ilacı hangi dozda alacaklarını belirleyecek testlerden görecekleri yarar çok büyük olsa da, bu hastalıklarda, astım gibilerinden farklı olarak ilaca verilecek tepkiyi biyolojik olarak belirlemek zor. Bu gerçek, doğal olarak ilaç-genetik özellikler bağlantısını ortaya koymayı da güçleştiriyor.
DNA dizilimi daha iyi anlaşılıp teknolojiler geliştikçe sağlığı etkileyen genetik desen açığa çıkacak gibi görünüyor. Genetik araçlar, hâlâ yapım aşamasında; örneğin yaygın hastalıkların arkasındaki genetik farklılıkları ortaya çıkaracak "haploid genotip haritası" kullanılabilecek, bu da genetik hastalıkların araştırmasını hızlandıracak.
Sonraki aşama, klinik olarak karar vermeyi sağlamak üzere DNA testleri tasarlamak ve kullanmak olacak. Daha önce de yaşandığı gibi, böyle testleri standart uygulamalara dönüştürmek zaman alacak. Kalp krizi, akut kanser ya da astım atağı gibi acil durumlarda, böyle testler ancak hızlı sonuç alınabilirse işe yarayacak. Kapsamlı bireysel tıp, ancak ilaç şirketlerinin talepleri sonucu ortaya çıkacak, araştırma ve geliştirme alanında çok büyük yatırımlar gerektirecek. Birçok şirket, genetik farklılıkları test etmenin ilaç piyasasını kısıtlayacağı ve kârı düşüreceğinden endişeli.
Araştırmacılar, hala yeni fırsatlar arıyorlar. Mayısta, İzlanda'daki deCODE Genetics şirketi, ilaç devi Bayer'in deney aşamasında bıraktığı astım ilacının, belirli gen varyantları taşıyan 170'den fazla hastada, kalp krizi riskini azalttığını duyurdu. İlaç, bu genlerden biri tarafından üretilen proteini hedef alıyor. Bu bulgu, DNA dizilimi, ilaçlar ve hastalıklar yavaş yavaş çözümlendikçe sırada bekleyen birçok iyi haberin öncüsü gibi görünüyor.
Couzin 1. 'To What Extent Are Genetic Variation and
Personal Health Linked" Science, Temmuz 2005
Çeviri: Tuğba Can
|
||||||||||||||||||||||||||||
Ancak, genler arasındaki etkileşimi belirlemek, işin başlangıç noktası. Zorluklardan biri, özellikle astım ya da kimi çocukluk çağı kanserleri gibi belirli yaşta az sayıda bireyi etkileyen, kalıtımla doğrudan ilgili olmayan ve araştırılması zor hastalıklarda bu çalışmaları tekrarlamak. Birçok klinik deneyde katılımcılardan düzenli olarak DNA örneği alınmıyor. Bu da biliminsanlarının genlerle hastalık ya da ilaca tepki arasında ilişki kurmalarını zorlaştırıyor. Bir seferde düzinelerce genin 'ifade'sinin İncelenmesini sağlayan "gen mikrodizilimi teknolojisiyle, değişken ve tutarsız sonuçlar alınıyor. Üstelik maliyetleri de gen çalışmalarını engelliyor.
Yine de, kanser, astım, kalp hastalıkları gibi bazı hastalıklarla ilgili genetik çözümleme
|
|||||||||||||||||||||||||||||
Kuarklardan daha küçük yapıtaşları var mı?
Atomların "bölünemez" olduğu söyleniyordu. Ancak, daha sonra biliminsanları protonları, nötronları ve diğer atomaltı parçacıklarını, sonra da, bunları oluşturduğu anlaşılan kuark ve gluonları
|
soruyu yanıtlamak, evrendeki maddenin kökenini anlamak bakımından, çok önemli bir adım olacak.
Etkileşim halindeki butun elektron
|
||||||||||||||||||||||||||||
Araştırmacıların üretebildiği en güçlü lazer hangisi?
Kuramcılar, yeterince güçlü bir lazer alanının, fotonları elek-tron-pozitron çiftlerine parçalayabileceğin! söylüyor. Ancak hiç kimse bu noktaya ulaşmanın mümkün olup olmadığını bilmiyor.
|
|||||||||||||||||||||||||||||
keşfettiler. Acaba bunlardan da kü- çük, daha temel yapıtaşları var mı?
Nötrinolar, kendilerinin karşı-parçacıkiarı mı?
Bununla ilgili birtakım deneyler sessiz sedasız yürütülmekte olsa da, kimse nötrinolar için yöneltilen bu temel sorunun yanıtını bilmiyor. Bu
|
sistemlerini açıklayan birleşik bir kuram var mı?
Yüksek sıcaklık süperiletkenle-ri ve devasa manyetodirençli malzemelerin hepsinde elektonların birbirinden bağımsız değil, toplu ve uyumlu hareketleri sözkonusu. Ancak şu anda bunu anlamıza yarayacak ortak bir yapı yok.
|
||||||||||||||||||||||||||||
Eylül 2005 41 BİLİMveTEKNİK
|
|||||||||||||||||||||||||||||
CEVAP LANAMAYAN 125 SORU
|
||||||||||||||||||||||||||||||
FİZİK YASALARI BİRLEŞTİRİLEBİLİR Mİ?
|
||||||||||||||||||||||||||||||
İdeal olarak fizik, altında yatan basitliği ortaya çıkararak karmaşıklığı ortadan kaldırır. Örneğin, Maxwell denklemleri klasik elektrik ve manyetizmanın çok sayıda ve karışık olgularının tümünü dört basit kuralla açıklar. Bunlar, "güzel" denklemler. Hepsinin, sembollerin karmaşık dansları aracılığıyla birbirini yansıtan garip bir simetrisi var.Bir şair bir Shakespeare sonesi karşısında ne duyuyorsa, birlikte bu dört denklem bir fizikçiye de bir zerafet, bütünsellik ve tamlık duygulan veriyor.
Parçacık Fiziğinin Standart Modeliyse, bitmemiş bir şiir. Aslında parçaların büyük çoğunluğu yerli yerinde ve eksikliğine karşın herhalde fizik literatüründeki en parlak eser. Bilinen tüm maddeyi (kuarklar ve leptonlar gibi tüm atomaltı parçacıkları) ve bu parçacıkların birbiriyle etkileşmesine aracılık eden tüm kuvvetleri büyük bir duyarlılıkla açıklıyor. Bu kuvvetlerin bir tanesi, elektrik yüklü cisimlerin birbirlerinin etkisini nasıl duyduklarını açıklayan elektromanyetizma. İkincisi, parçacıkların nasıl kimlik değiştirdiklerini açıklayan zayıf çekirdek kuvveti, ya da kısaca zayıf kuvvet. Üçüncüsüyse, kuarkların nasıl birbirlerine yapışıp protonları ve öteki bileşik parçacıkları oluşturduğunu açıklayan şiddetli çekirdek kuvveti ya da kısaca güçlü kuvvet. Ancak, maddeyi tarifi ne kadar sevimli olursa olsun, standart model parçalardan oluşan bir mozaik görünümünde ve parçalardan bazıları -kütleçekimini açıklayanlar- eksik. Ama yine de güzel bazı parçalar, modelin gerisinde daha da büyük bir şey olduğunu işaret ediyor. Tıpkı bîr papirüs parçası üzerinde Sapp-ho'nun şiirlerinden bir kaç mısra gibi.
Standart Model'in güzelliği simetrisinde yatıyor. Matematikçiler modelin simetrisini Lie grupları denen nesnelerle açıklıyorlar. Ve Standart Model'in Lie gruplarına şöyle gözünün ucuyla bakan birisi bile ortadaki parçalı manzarayı hemen fark eder: SU(3) x.SU(29 x U(l). Bu parçalardan her biri, bir tür simetriyi temsil eder; ama bütünün simetrisi kırılmış durumdadır. Sayılan doğa kuvvetlerinin her
|
biri az biraz farklı biçimde davranır ve dolayısıyla da her biri birbirinden biraz farklı simetrilerle betimlenir.
Ama bu farklılıklar yüzeysel olabilir. Elektromanyetizma ve zayıf kuvvet hiç benzeş-mezmiş gibi görünür; ancak, 196O'lı yıllarda fizikçiler yüksek sıcaklıklarda iki kuvvetin "birleştiklerini" (özdeşleştiklerini) gösterdiler. Tıpkı buz ve suyun aynı olduğunun birlikte ısıtıldıklarında ortaya çıkması gibi elektromanyetizma ve zayıf kuvvetin de aslında aynı şey oldukları anlaşılıyor. Bu ilişki, fizikçileri güçlü kuvvetin de öteki iki kuvvetle birleştirilebileceği ve SU(5) gibi tek bir simetriyle betimlenen daha geniş tek bir kurama varılabileceği umuduna götürdü.
|
Kütleçekimi, sürekli sorun çıkaran bir kuvvet. Bu kuvveti betimleyen görelilik kuramı, uzay ve zamanın düzgün ve sürekli olduğunu varsayarken, üzerine oturduğu kuan-tum mekaniği, yani atomaltı parçacıklar ve kuvvetleri yöneten fizik kesintili ve sıçramalı davranışlar betimler. Kütleçekim kuantum kuramıyla öylesine uyumsuzdur ki, hiç kimse tüm parçacıkları, güçlü ve elektrozayıf kuvvetlerle kütleçekimi hep bir arada büyük bir torba içine sokmayı başaran tek bir kuramı inandırıcı biçimde kurmayı başaramamıştır. Yine de fizikçiler ellerinde bazı İpuçları olduğunu düşünüyorlar. Bunlardan en umut verici olanı süpersicim kuramı.
Süpersimetri kuramı, her şeyi tek bir kuram altında tek bir simetriyle (örneğin kuramın bîr türüne göre SO(32)) toplamak İçin bir yol sunduğundan kalabalık bir yandaş topluluğuna sahip. Ancak 10 ya da 11 boyutlu bir evren, henüz gözlenememiş sürüyle parçacık ve doğrulanması hiçbir zaman mümkün olamayacak ağır bir entelektüel yük gerektiriyor. Sonuçta tüm kuvvetleri birleştiren ve ancak bir tanesi doğru olabilecek onlarca kuram olabilir ve bilimcilerin bunların hangisinin doğru olduğunu belirlemeleri mümkün olmayabilir. Belki de tüm kuvvetleri ve parçacıkları birleştirme çabası yalnızca aptallara göre bir iş.
Bu arada fizikçiler bir yandan proton bozunmaları saptamaya çalışırken, bir yandan da yeraltı kapanları ve CERN'de 2007 yılında devreye girdiğinde de Büyük Hadron Çarpış-tırıcısı (Large Hadron Collider - LHC) adlı dev parçacık hızlandırıcısıyla süpersimetrik parçacıkları aramaya devam edecekler. Bilimciler, LHC'nin Higgs bozonu adlı kuramsal parçacığın varlığını da ortaya çıkaracağına inanıyorlar. Bu parçacık fiziği modelinde temel simetrilerle çok yakın ilişki içinde olan bir parçacık. Ve fizikçiler bir gün tamamlanmamış şiiri tamamlayabilmeyi ve o ürkütücü simetrisini resimleyebilmeyi umuyorlar.
Charles Seife, "Can the Laws of Physics Be United"
Science, 1 Temmuz 2005
Çeviri: Raşit Gürdilek
|
||||||||||||||||||||||||||||
Birleşik bir kuramın gözlenebilir sonuçları olması gerekir. Örneğin, güçlü kuvvet de gerçekten "elektrozayıf" kuvvetle aynıysa, o zaman protonların gerçekte kararlı olmamaları, ender görülse de, arada bir kendi kendilerine bozunmaları gerekir. Ama yapılan birçok taramaya karşın kimse bir proton bozun-ması gözlemleyebilmiş değil. Ayrıca süpersi-metri gibisinden, Standart Model'in simetrisini geliştirme iddiasındaki çeşitlemelerinin öngördüğü parçacıklardan kerhangi biri de gözlenebilmiş değil. Daha da kötüsü, bir şekilde oluşturulabilse bile, bu birleşik kuram, kütleçekimini görmezden geldiği sürece yine de tam sayılamaz.
|
||||||||||||||||||||||||||||||
verecek kadar sıcak ortamlarda henüz başarılamadı.
Yüksek sıcaklık süperiletkenliğinin gerisindeki eşleşme mekanizması ne?
Sü'periletkenler içindeki elektronlar, halinde dolaşıyorlar. '0 yıllık yoğun araştırmalara rağmen bunları karmaşık, yüksek sıcaklıktaki materyaller içinde bir arada tutanın ne olduğunu kimse bilmiyor.
Çalkantılı akışkanlık ve granüllü malzeme-lerin dinamiği için genel bir teori geliştirebilir miyiz?
Şimdiye kadar, bunlar gibi "denge dışı sis-
|
temler" istatistiksel mekaniğin araçları karşısında direnebildi. Bu başarısızlık da fiziğin ortasında koca bir boşluk oluşturuyor.
|
|||||||||||||||||||||||||||||
Araştırmacılar mükemmel bir optik mercek yapabilirler mi?
|
||||||||||||||||||||||||||||||
Bunu mikrodalgalarla yapabildiler; ama görünen ışıkla hiç başaramadılar.
Oda sıcaklığında çalışan manyetik yarıiletkenler yapmak mümkün mü?
Bu düzeneklerin düşük sıcaklıklarda çalışabildiği gösterildi. Ama spin-tronik uygulamalara izin
|
||||||||||||||||||||||||||||||
BİLİMveTEKNİK 42 Eylül 2005
|
||||||||||||||||||||||||||||||
CEVAP LAN AMAYAN 125 SORU
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
İNSAN ÖMRÜ NE KADAR UZATILABİLİR?
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
tirilebildiği türler, yaşam süresine ilişkin uygulamalara en çok yanıt veren türler olabilir.
Bu konudaki başarılı yaşlaşımlarsa, birkaç kilit alana odaklanmaya başlamış durumda: kalori alımının kısıtlanması, bir protein olan "insüline benzer büyüme fastörü-1" (IGF-1) düzeyinin düşürülmesi ve vücut dokularında oksidasyona bağlı olarak oluşabilecek hasarların önlenmesi. Bu üç etkenin birbirlerine bağlı olabileği düşüncesiyse henüz kesin bir şekilde doğrulanmış değil. (Ancak bilinen bir gerçek, kalori kısıtlamasına tabi hayvanların IGF-1 düzeylerinin de düşük olduğu.)
|
olduğu için çalışma sonuçlarından en çok yarar görmesi beklenen genç gönüllülerden alınan verileri toplamak öylesine uzun zaman alacak ki, sonuçlar nihayet biraraya geldiğinde, çalışmayı başlatanlar çoktan ölüp gitmiş olacak!
Uzun yaşama becerilerini belki de atalarından almış olan 100 yaş ve üzerindekileri kapsayan genetik çalışmalaraysa, olası yeni bakış açılarının bir kaynağı gözüyle bakılıyor. Birçok biliminsanı, ortalama insan ömrünün doğal bir üst sınırı olduğuna inanmakla birlikte bu sınırın 85 mi, 100 mü, 150 mi olduğu konusunda fikir birliği içinde
|
||||||||||||||||||||||||||||||
Jeanne Calment, 1997 yılında Fransa'nın güneyindeki bir huzurevinde yaşama veda ettiğinde, 122 yaşında ve belgelenmiş en uzun ömürlü insan konumundaydı. Ancak Cal-ment'ın hiç de olağan sayılamayacak olan bu konumu, bazı biyolog ve nüfusbilimcilerin tahminlerinin doğru çıkması durumunda, birkaç onyıl içinde parıltısını yitireceğe benzer. İnsanlarda ömür uzunluğuna ilişkin eğilimlerden çıkarılan sonuçların, mayadan fareye birçok türde ortalama yaşam süresinin uzatılması gerçeğiyle birleşmesi, bir grup bilimciyi ortalama insan ömrünün de 100-110 yıl civarında seyredeceği konusunda ikna
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
etmeye yetmiş durumda. (Günümüzde sanayileşmiş ülkelerde 100 yaş veya üstünde olanların oranı 10 binde 1 kadar.) Diğerleriyse bu kadar iyimser değil. Onlara göre de, başka türlerde bu açıdan varolan esneklik bizde olmayabilir. Bunun da ötesinde, ömür uzatmaya yönelik denemeleri insanlar üzerinde yürütmek, hem uygulama hem etik açısından bakıldığında neredeyse olanaksız görünüyor.
Bundan yalnızca 20-30 yıl kadar önce, yaşlanma konusunu kapsayan araştırmalar oldukça durağan bir alan oluşturuyordu. Ancak molekü-
|
değiller.
En önemli ve yanıtlanması en güç sorulardan biriyse, tüm bu yaşlanma yavaşlatma, ömür uzatma çalışmalarının ana hedefinin ne olduğu. Bilimin-sanları ister istemez yaşamı, en yıpranmış döneminde uzatmak yerine, yaşlanmayı yavaşlatacak ve yaşlılığa bağlı hastalıkları dışlayacak yöntemleri yeğliyorlar. Ancak yaşlanma sürecini yavaşlatmanın bile tahmin edilemeyecek kadar derin toplumsal etkileri olabilir.
Sonra, adalet sorunu da var. Yaşlanma önleyici yöntem ve tedaviler ulaşılabilir hale gelirse, ne ölçüde pa-
|
||||||||||||||||||||||||||||||
halı olacaklar? Bunlardan kimler yararlanabilecek? Maddi güçleri kendi yaşamlarını uzatmaya uygun bireyler olsa da aynı şeyi bunca populasyon için söylemek fazla iddialı olsa gerek. Gerçi, nüfusbilimciler ortalama yaşam süresinin, onyıllardır olduğu gibi tırmanmaya devam edeceğine inanıyorlar. Eğer bu gerçekleşirse, yaşam süresindeki artışın çoğu, kalp hastalıkları ve kanserin önlenmesi gibi gerçekleşmesi daha mümkün stratejilerle sağlanabilir. Bununsa, uzun bir yaşamın sonunu da daha dayanılabilir, daha kolay hale getireceği kesin.
Couzin, J. "How Much Can Human Life Be Extended"
Science, 1 Temmuz 2005
Çeviri: Zeynep Tozar
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
ler biyologlar, yaşam süresini uzatmak için yollar aramaya başladıktan sonra, bu sürenin oldukça değişken olabileceğini gördüler. Sözgelimi, insülin almacına benzer bir almacın etkinliğini düşürmek, bazı solucanların ömrünü ikiye katlayarak onlar için inanılmaz bir değere, 6 haftaya çıkarıyordu. Aldıkları besin miktarı büyük ölçüde düşürülen, ancak yine de besleyici niteliği yüksek yiyecekler verilen bir fare türününse normalden % 50 kadar daha fazla yaşadığı ortaya çıktı.
Tabii bu etkilerin bir kısmı türe özgü olabilir; bir solucanın, yaşamı için kritik önem taşıyan ve kış uykusunu andıran bir duruma geçebiliyor olması gibi. Ayrıca, solucanlar ve mey-vesinekleri gibi, yaşlanmanın en sıklıkla gecik-
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
Bu stratejilere yönelmek insanların daha uzun yaşamasına yardımcı olabilir mi? Ve olup olamayacağına nasıl karar vereceğiz? Kanser ya da kalp hastalıklarının tedavisi için öne sürülen ilaçlardan farklı olarak, yaşlanmaya karşı uygulanacak yöntemlerin yararları sorgulanmaya daha açık. Bu da çalışmaları planlama ve yorumlamayı daha zor kılıyor.
En basitinden güvenilirlik kesin değil. Kalori kısıtlamasının laboratuvar hayvanlarında doğurganlık düzeyini düşürdüğü, ayrıca daha uzun yaşamaları sağlanmış laboratuvar sineklerinin" doğal ortamda yaşayan soydaş-larıyla rekabet edemedikleri saptanmış. Dahası, özellikle de yaşlanma düzeyleri asgari
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
Camsı yapıların özelliği nedir?
Camdaki moleküller, sıvıdakilere benzer şekilde düzenlenmiş olmakla birlikte, daha sıkı paketlenmiş durumdadırlar. Sıvının bitip camın başladığı yer neresi?
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
Yüksek atom numarasına sahip kararlı elementler var mı?
184 nötron ve 114 protonlu bir süperağır element, görece kararlı olsa gerek. Tabii fizikçiler onu elde edebilirlerse.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
Suyun yapısı nedir?
Araştırmacılar, her bir H2O molekülünün, en yakındaki komşularıyla kaç bağ yaptığı konusunda birbirleriyle didişmeye devam etmekteler.
|
'Anlamlı' kimyasal sentezin bir sınırı var mı?
Sentetik moleküller büyüdükçe, bunların biçimlerini denetlemek ve işe yarayacak sayıda kopya elde etmek de o kadar güçleşir. Yaratılarının büyüyüp durmasını engellemek için, kimyacıların yeni araçlara gereksinimleri olacak.
|
||||||||||||||||||||||||||||||
Eylül 2005 43 BİLİMveTEKNİK
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
CEVAPLANAMAYAN 125 SORU
|
|||||||||||||||||||||||||||
ORGAN YENİLENMESİNİ KONTROL EDEN ŞEY NE?
|
|||||||||||||||||||||||||||
Otomobillerden farklı olarak insanlar yaşamlarının büyük kısmını kendi orijinal parçalarıyla geçirmeyi başarırlar. Elbette organlar da bazen iflas eder, ancak en azından şimdilik motor tamiri ya da yeni bir su pompası için bir makine ustasına gidemiyoruz. Tıp dünyası, geçtiğimiz yüzyıllarda insan yaşamını kısaltan enfeksiyon gibi akut (kısa dönemli) tehditlerin pek çoğunu geri püskürttü. Şimdiyse, sanayileşmiş ülkelerdeki en önemli sağlık sorunlarını, kronik hastalıklar ve bozulan organlar oluşturuyor. Ve nüfus yaşlandıkça bunun önemi daha da artacak. Organ ve dokuları yeniden inşa eden rejeneratif tıp, belki de 20. yüzyılın antibiyotiklerinin 21. yüzyıldaki karşılığı olacak. Bunun olabilmesi için araştırmacıların önce yenilenmeyi kontrol eden sinyalleri anlamaları gerekiyor.
Araştırmacılar yüzyıllar boyunca, vücudumuzdaki uzuvların kendilerini nasıl yenilediğini çözmeye çalıştılar. Örneğin, 1700'lerin ortalarında İsviçreli araştırmacı Abraham Trembley, tatlı suda yaşayan ve vücutları tüp şeklinde canlılar olan hidraların, parçalara doğrandıklarından yeniden bütün birer organizma haline gelebildiklerinden sözetmiş. Dönemin diğer biliminsanları, semenderlerin, koparı kuyruklarının yerine yenisini geliştirebilme yeteneklerini incelemişler. Bir yüzyıl sonra, Thomas Hunt Morgan, 279 parçaya bölündüğünde bile kendisini yenileyebilen bir yassı solucanlar olan planaryayı incelemiş. Ancak yenilenmenin, kontrol edilmesi zor bir sorun olduğu kararına varmış ve planaryaları bir yana bırakarak meyvesineklerine yönelmiş.
Daha sonra biyolojide Morgan'ın izinde ilerlenerek, genetik ve embriyonik gelişmeleri çalışmak için uygun olan hayvanlar üzerine odaklanılmış. Ancak bazı araştırmacılar yenilenmenin yıldızlarıyla çalışma konusunda ısrarcı davranarak, bu organizmaların genetiğinin üstesinden gelmek için yeni stratejiler geliştirmişler. Şimdilerdeyse bu çabaların yanısı-ra, kendini yenileme örneği olarak üzerinde çalışılan bazı yeni hayvanlar (zebra balıkları ve bazı fare soyları gibi), yenilenmeyi yönlen-
|
diren ve önleyen güçleri ortaya çıkarmaya başlamış durumda.
Hayvanlar, organlarını yenilemek için üç ana strateji kullanıyorlar. İlkinde, semenderlerin kalplerinde olduğu gibi, normalde bölünmeyen ve işler durumdaki organ hücreleri çoğalarak, kaybolan dokuyu yeniden oluşturmak üzere gelişebiliyorlar. İkinci stratejide, özelleşmiş hücreler kendi temel işlevlerini yapmak yerine önce, özelleşme süreçlerini geriye çevirerek almış oldukları 'eğitimi' sıfırlıyor, sonra da kaybolan kısmı yeniden oluşturmak üzere yeniden özelleşiyorlar. Semenderler bu stratejiyle kopmuş kol, bacak gibi uzuvlarını iyileştirip yeniden oluşturuyorlar. Zebra balıkları da yüzgeçlerini yenilemede bu yolu kullanıyorlar. Üçüncü stratejideyse, kök hücre havuzlan işin içine giriyor ve gerekli onarım ve yenilemeleri yerine getiriyor.
|
den oluşturuyorlar. Biz de embriyo döneminde uzuvlarımızı şekillendirmek için benzer yolları kullanıyoruz; ancak olasılıkla yenilenme için gerekli olan hücre bölünmesi kanser riskini yükselttiğinden, evrim süreci, bu yeteneğimizi yetişkinlik döneminde uygulama özgürlüğünü elimizden almış olabilir. Bunun yerine adımları hızlandırmak daha fazla yara dokusu anlamına gelse de, enfeksiyonları geri püskürtmek için yaraları hızla iyileştirme yeteneğini geliştirmiş olabiliriz. Semenderler gibi canlılar hem yaralarını iyileştirebiliyorlar hem de yepyeni dokular oluşturabiliyorlar. Fibrotik doku oluşumunun önlenmesi, yenile-nebilme ve yenilenememe arasındaki fark anlamına gelebilir: Fare sinirlerine, yara oluşumu önlenecek şekilde deneysel olarak hasar verildiğinde, sinir canla başla kendini yenileyip uzabiliyor; ancak yara oluşursa sinirler kuruyuş gidiyor.
Yenilenmenin gizlerinin çözülmesi, yaraları iyileştirme sürecimizi, kendilerini yenileyebilen hayvanlarınkinden ayıran şeyin ne olduğunu anlamamıza bağlı. Bu, ince bir fark olsa gerek. Araştırmacılar, bir fare soyunun üyelerinin, birkaç hafta içinde kulak deliklerini ka-payabildiklerini belirlemişler. Bu, tipik türlerin asla yapamadığı bir şey. Bu etkinin temelini, görece makul sayıdaki genetik değişikliklerin oluşturduğu düşünülüyor. Belki, yalnızca bir avuç genimizde değişiklikler yapmak, bizleri de kendi kendimizi iyileştirebilir, yenileyebilir duruma getirmeye yeterli olacak. Ancak biliminsanları, insanlarda bu süreci başlatmakta başarılı olurlarsa, yeni sorular ortaya çıkacak: Yenileme yeteneğine sahip hücrelerin çığrından çıkıp canları istediği gibi etkinlik göstermesini engelleyen şey ne? Yenilenen bölgelerin doğru boyutlarda, doğru biçimde ve doğru konumda olmalarını sağlayan denetim mekanizması ne? Araştırmacılar bu bilmeceleri çözebilirlerse, belki bir gün yalnızca arabalarımız için değil, kendimiz için de yedek parça siparişi verebilir duruma geleceğiz.
Davenport R.J., "What Controls Organ Regeneration", Science, 1
Temmuz 2OO5 Çeviri: Meltem Yenal Coşkun
|
|||||||||||||||||||||||||
İnsanlar da bu mekanizmalardan belli bir dereceye kadar yararlanmaktalar. Örneğin karaciğerin bir bölümünün ameliyatla alınmasından sonra geride kalan karaciğer hücreleri, organın eski özgün ölçülerine gelmesi için büyüme ve bölünme mesajları almaya başlıyor. Araştırmacılar, uygun bir biçimde 'ikna' edildiklerinde, bazı özelleşmiş insan hücrelerinin, henüz olgunlaşmamış bir evreye dönüş yapabildiklerini keşfetmişler. Kök hücreler de kan, deri ve kemiklerimizi yenilemeye yardımcı oluyorlar. Öyleyse neden kalplerimiz yara dokularıyla dolu, göz merceklerimiz neden bulutlanıyor ve neden beyinlerimiz ölüyor?
Semender ve planarya gibi hayvanlar, embriyonik gelişim sırasında vücut yapısının şekillenmesini yönlendiren genetik mekanizmayı yeniden harekete geçirerek dokuları yeni-
|
|||||||||||||||||||||||||||
Fiizyon, her zaman "geleceğin enerji kaynağı" olarak mı kalacak?
Fiizyon enerjisinden bir enerji kaynağı olarak yararlanmamıza, yaklaşık son 50 yıldır "yalnızca 35 yıl kaldı"(!) Ve Öyle görünüyor ki, uluslararası bir zeminde işbirliği yapılmadığı sûrece en az birkaç onyıl daha "yalnızca 35 yıl kalmaya" devam edecek!
Güneş'in manyetik döngüsü, gücünü nereden alıyor?
Güneş'in yaklaşık her 22 yılda bir tamamlanan "güneş lekesi döngüsü"nün, Güneş'in farklı bölümlerindeki farklı dönüş hızlarından kaynak-
|
landığı düşünülüyor. Tek sorun, bu işleyişin bilgisayar benzetimlerinde (simülasyon) bir türlü gerçekleştirilememiş olması. Ya bir ayrıntıda sorun var, ya da herşeye sıfırdan başlamak gerekecek.
Gezegenler nasıl oluşur?
Toz ve buz parçalarıyla gaz kümelerinin, Güneş onları yutup yok etmeden nasıl olup da bira-raya gelerek gezegenleri oluşturdukları
|
||||||||||||||||||||||||||
Fotovoltaik pillerin ulaşabildiği en büyük verimlİk nedir?
Geleneksel güneş pilleri, güneş ışığındaki enerjinin en fazla %32'sinİ elektriğe çevirebiliyor. Acaba araştırmacılar bu sınırı aşabilecekler mi?
|
|||||||||||||||||||||||||||
hâlâ tüm açıklığıyla bilinmiyor. İpuçları, büyük olasılıkla başka yıldızların çevrelerindeki gezegen sistemlerinden gelecek.
|
|||||||||||||||||||||||||||
BiLİMveTEKNİK 44 Eylül 2005
|
|||||||||||||||||||||||||||
CEVAP LANAMAYAN 125 SORU
|
||||||||||||||||||||||||||||||
DERİ HÜCRESİ SİNİR HÜCRESİ HALİNE NASIL GELEBİLİR?
|
||||||||||||||||||||||||||||||
Tıpkı metalleri altına çevirecek bir iksir arayışındaki ortaçağ simyacıları gibi, biyolojinin modern simyacıları da, normal deri hücrelerim kök hücrelerine dönüştürmek, hatta tümüyle bir canlı oluşturmak için yumurta hücresi öncülü olan "oosit'leri nasıl kullanacaklarını öğrendiler. Biliminsanları artık sığır, kedi, fare, koyun, keçi ve domuz gibi hayvanlar elde etmek amacıyla neredeyse rutin bir biçimde çekirdek transferleri yapabiliyorlar. Hatta, Mayıs ayında Koreli bir ekibin açıklamasına göre, insan embriyonik kök hücrelerinin bile transferi yapılmakta. Amaçlan, bir adım daha ileri gitmek ve daha önce tedavi edilemeyen hastalıklar için, kök hücreler yoluyla tedavi yollan geliştirmek. Ancak, ortaçağ simyacıları gibi, bugünün klonlama ve kök hücre biyologları da, tümüyle anlayamadıkları süreçlerle uğraşıyorlar. Çünkü, çekirdeği yeniden programlamak için oositin içinde gerçekte neler olduğu hâlâ bir sır ve biliminsanlarının, hücrelerin farklılaşmasını, tıpkı doğanın gelişim programının döllenen yumurtadan her seferinde canlı bir bebek oluşturacak biçimde çeşitli hücreler oluşturması gibi rahatça yönetebil-meleri İçin, öğrenecekleri çok şey var.
Araştırmacılar, yarım yüzyıldır oositin yeniden programlama yeteneklerini araştırıyorlar. 1957'de gelişim biyologları ilk olarak yetişkin kurbağa hücrelerinin çekirdeğini kurbağa yumurtalarının içine yerleştirebileceklerini ve genetik olarak tümüyle aynı olan düzinelerce iribaş (kurbağa yavrusu) oluşturabileceklerini keşfettiler. Ancak 50 yıl geçmesine karşın oositlerin hâlâ anlayamadığımız sırları var.
Yanıtlar, hücre biyolojisinin derinlerinde yer alıyor. Biliminsanlan, gelişmeyi kontrol eden ve erişkin hücrelerde genelde kapalı olan genlerin, her nasılsa, oositçe tekrar açılabildiğini ve böylece hücrenin yeni döllenmiş bir yumurtanın potansiyeline sahip olabildiğini biliyorlar. Ancak bu açma-kapama mekanizmasının normal hücrelerdeki işleyişine ilişkin bilgileri daha az; özellikle de çe-
|
kirdek aktarımı sırasında meydana gelen bu olağandışı tersine çevrilmeye ilişkin bilgileri. Hücreler farklılaştığında, DNA'ları daha sıkı paketleniyor ve artık gerekli olmayan ya da ifade edilmemesi gereken genler engelleniyor. DNA, histon adı verilen proteinlerin etrafına sıkıca sarınıyor ve genler daha sonra, hücredeki protein üreten mekanizmaların onlara ulaşmasını engelleyen metil gruplarıyla işaretleniyor. Pek çok çalışma, bu metil gruplarını uzaklaştıran enzimlerin, çekirdek transferinin başarıya ulaşmasında kritik öneme sahip olduğunu göstermiş; Ancak, gereksinim duyulan tek şey değiller.
|
bölünmesi sırasında kromozomlara rehberlik eden protein yapısıyla, gerekli genleri açmada anahtar bir rol oynuyor olabilir. Bu durumda, bir hücrenin saatini geri döndüre-bilecek bir protein iksiri geliştirmek, yine kolay erişilemeyecek bir nokta.
Oositin gücünü gerçekten kullanmak için, araştırmacıların kök hücrelerinin gelişimini yönetmeyi ve onları belirli dokuları oluşturmak üzere yönlendirmeyi öğrenmeleri gerekiyor. Kök hücreler, özellikle de embriyonik olanları, kendiliğinden düzinelerce hücre tipi oluştururlar; ancak, bu gelişmeyi yalnızca bir hücre tipi üretmek amacıyla kontrol altında tutmak zordur. Bazı araştırmacılar, embriyonik kök hücrelerden, sinir hücrelerinin bazı türlerinin neredeyse saf kolonilerini üretmeyi başarmış olsalar da, hiç kimse, sözgelimi Parkinson hastalığında azalan dopamin üretici sinir hücrelerinin yerini alabilecek bir hücre reçetesi hazırlayabilmiş değil.
İşaretlerin, bir hücreyi kendi nihai kaderine yönlendirmek üzere birbirlerini nasıl etkilediği, yeni yeni anlaşılmakta. Gelişimsel biyolojideki onlarca yıllık çalışmalar bir başlangıç noktası sağlamış durumda: Biyologlar, gelişmekte olan bir hücrenin kemik ya da kas hücresine dönüşürkenki kararlılığını kontrol eden temel genlerin bazılarını belirlemek için mutasyona uğramış kurbağalar, sinekler, fareler, civcivler ve balıklar kullandılar. Ancak, bir genin yokluğunda neyin yanlış gittiğini gözlemlemek, bir kültür taba-ğındaki farklılaşmayı düzenlemeyi öğrenmekten çok daha kolay. Kabaca 25.000 insan geninin, dokuları oluşturmak üzere hep birlikte nasıl çalıştıklarını anlamak ve olgunlaşmamış bir hücrenin gelişimine rehberlik etmeleri için doğru genleri devreye sokmak, araştırmacıları daha on yıllarca meşgul edecek.
|
||||||||||||||||||||||||||||
Biliminsanları oositin sırlarını çözebilirlerse, oositlerin kendini kullanmadan onların becerilerini kopyalamak olası hale gelebilecek. Böylece, bilim camiası hem oositlerin elde edilmesinin zorluğundan kaynaklanan, hem de kullanımlarının doğurduğu etik sorunlardan kurtulmuş olacak. Bu başarılabi-lirse uygulamalar da çok geniş olacak elbette. Laboratuvarlar, hastalardan alınan hücreleri gençleştirebilecek, belki daha sonra bunları ileri yaş ya da hastalık nedeniyle yıprananları onarmak üzere, yeni dokular haline dönüştürebilecekler.
Ancak, biliminsanlan böylesi hücresiz bir simyayı yaratabileceklerinden hiç de emin değiller. Çünkü, yumurtanın kendisi, hücre
|
||||||||||||||||||||||||||||||
Vogel, G-, "How Can a Skin Cell Become a Nerve Cell",
Science, 1Temmuz 2005
Çeviri: Meltem Yenal Coşkun
|
||||||||||||||||||||||||||||||
Buzul çağlarına neden olan şey ne?
Yaklaşık her 100.000 yılda bir ortaya çıkan buzul çağlarının, gezegenimizin Güneş çevresinde aldığı yol boyunca bir şekilde geçirdiği küçük sarsıntılar, yalpalamalar, eğim değişikliklerinin-den kaynaklandığı düşünülüyor. Ancak elimizdeki tomarlarca iklim kaydı bile,
|
rının nasıl tersyüz olduklarına ilişkin yeni veriler ortaya çıkarmaktalar. Ancak asıl mesele, bilgisayar benzetimlerini, manyetik alanın yeterince fazla sayıdaki özelliğiyle eşleştirip, ikna edici bir tablo ortaya çıkarmakta.
İşe yarar tahmin-
|
retler bulma ümidi, 1970'lerden beri giderek zayıflıyor. Fayların dinamiğini anlamada aşama kaydetmekte olduğumuz kesinse de, yakın tahminleri rutine bağlamak, şu an için bize biraz ulaşılmaz görünen devrimsel adımların atılmasına bağlı.
Güneş Sistemi'nin Dünya dışındaki bir gezegeninde yaşam var mı, ya da var mıydı?
Güneş Sistemi içinde yaşamın ya da geçmiş yaşamın arayışı, şu sıralarda NASA'nın gezegensel keşif programının temel itici gücü durumunda. Bu programın odak noktası, yaşamın oluşmasına uygun olabilecek ilk dönemlerinde, bol miktarda suya sahip olduğu düşünülen Mars gezegeni.
|
||||||||||||||||||||||||||||
bunun kesin nedenini açıklayabilmemize yeterli olamamış durumda.
Dünya'nın manyetik alanındaki tersinmelere neden olan şey ne?
Bilgisayar modelleri ve İaboratuvar
|
||||||||||||||||||||||||||||||
ler yapılmasına olanak sağlayacak deprem habercileri var mı? Çok yakında gerçekleşecek bir
|
||||||||||||||||||||||||||||||
deneyleri, Dünya'nın manyetik kutupla-
|
depremle ilgili işa-
|
|||||||||||||||||||||||||||||
Eylül 2005 45 BİLİMveTEKNİK
|
||||||||||||||||||||||||||||||
CEVAP LANAMAYAN 125 SORU
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
TEK BİR BEDEN HÜCRESİ,
NASIL BÜTÜN BİR BİTKİYİ
OLUŞTURABİLİYOR?
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
Bitkiler, yaşamda kalabilmek ve nesillerini sürdürebilmek için büyük güçlüklere göğüs germek zorundalar. Köklerini suya doğru uza-tabilmeleri ve yapraklarını güneşe doğru çevire-bilmeleri gibi sınırlı hareketlerinin yanında, kendilerine eş bulabilmek ya da avcılarından korunabilmek için fazla seçenekleri yok. Bunu telafi edebilmek için, değişik hasar tamir mekanizmaları ve sperm ile yumurta birleşmeksizin üremelerini sağlayacak stratejiler geliştirmiş durumdalar. Bazı bitkiler, kök-gövde ya da yumrularından çıkan filizler yardımıyla üreyebilirlerken, bazıları daha kökten çözüm yolları üretmişler. Turunçgiller ailesinin üyesi olan ağaçların büyük bir kısmında, döllenmemiş eşey hücrelerinin çevresini saran dokulardan embriyo gelişimi görülüyor. Bu, hayvanlar alemi üyelerinin hiçbirinin asla başaramayacağı bir şey. Bir ev bitkisi olan Bryophyllum, yapraklarının kenarlarından embriyo sürgünleri verebiliyor.
Biliminsanları, yaklaşık 50 yıl önce, havuç hücrelerini benzer bir embriyo gelişimi konusunda 'ikna edebileceklerini' gördüler. O zamandan bu yana, kahve, manolya, gül ve mango gibi çok sayıda bitkinin çoğaltılmasında, sözkonu-su embriyo geliştirme tekniği kullanıldı. Bir Kanada firması, birkaç ovmanın tamamına, yaşamlarına doku kültürlerinde başlayan köknar ağaçları dikti. Ancak, tıpkı hayvanları klonlamakla ilgilenen araştırmacılar gibi, sözkonusu botanikçiler de bu sürecin nasıl kontrol edildiğini tam olarak anlayabilmiş değiller. Cevabın bulunması, gelişim sürecinde hücrelerin kaderlerinin nasıl belirlendiği ve bitkilerin nasıl olup da esnekliklerini yitirmediği konularını aydınlatacak.
Biliminsanlan henüz hangi hücrelerin em-briyogenez (embriyo oluşturacak şekilde gelişim gösterebilme) yeteneğine sahip oldukları konusunda yeterli bilgiye sahip değiller. Geçmiş çalışmaların tüm bitki hücrelerinin eşit miktarda esnekliğe sahip olduğunu kabul etmesine karşın, yakın zamana ait bulgular yalnızca belirli hücre tiplerinin embriyolara dönüşebilme yeteneğine sahip olduğunu gösteriyor. Ancak, bu
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
hücrelerin değişime geçişten hemen önce nasıl göründükleri bilinmiyor. Araştırmacılar, bu görünümleri tespit edebilmek için yaptıkları çalışmalardan başarılı sonuçlar alamadılar. Embriyoların gelişmekte odluğu kültürlerin video kayıtlarında bile, filizlenmek üzere olan hücrelerde herhangi bir görsel ipucu bulamadılar. Belirli gen ifadesi seyirlerine ilişkin boyama denemeleri de sonuçsuz kaldı.
Aslında biliminsanlarmın elinde, bu süreçte hangi moleküllerin rol oynuyor olabileceğine ilişkin ipuçları mevcut Örneğin, oksinler olarak bilinen bitkisel hormonların yapay bir görevde-şi olan 2,4-diklorofenoksiasetik asit adlı bitki öldürücü ilacın, kültüre alınmış bitki hücrelerinin uzamasına, hücre duvarı sentezine ve yeni embriyolar oluşturmak üzere bölünmeye başlamalarına neden olduğu biliniyor. Bitki bünyesinde çok çeşitli görevleri olan oksinlerin de, vücut hücrelerinden embriyo gelişimi süreci üzerinde
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
etkili olabileceği düşünülüyor. En azından Bryophyllum bitkisinde yaprakların kenarlarından çıkan embriyolar, büyük olasılıkla, yaprak uçlarında yüksek miktarda bulunan oksin hormonlarının etkisi altındalar. Yakın zamanda yapılan çalışmalar ayrıca, Arabidopsis bitkisinde bulunan bazı genlerin normalden daha düşük ya da daha yüksek oranlarda ifadesinin, normal görünümlü yaprak hücrelerinde embriyogenezi uyarabildiğini ortaya koydu.
Eşey hücrelerinden bağımsız embriyo gelişiminin gizeminin çözülebilmesi, bitkilerin büyümeyi kontrol altında tutarken bir yandan da gelişim kurallarına karşı esnek kalabilmelerini sağlayan hücresel şalterleri konusunda bilimin-sanlarına çok değerli bilgiler verebilir. Gelişim biyologları, bu mekanizmaların bitkilerde ve hayvanlarda ne şekilde değişiklik gösterdiğini öğrenebilmek için can atıyorlar. Bu mekanizmaların aydınlığa kavuşması ayrıca, ekonomik açıdan önem taşıyan bitkilerin, laboratuvar koşulları altında yeni tiplerinin de geliştirilebilmesini sağlayacağı için, büyük olasılıkla üreticileri ve tüketicileri de son derece mutlu edecek.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
Vogel, G. "How Does a Single Somatic Cell Become A Whole Plant",
Science, 1 Temmuz 2005
Çeviri: Deniz Candaş
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
Doğada belli moleküllerin hep aynı kimyasal simetriye sahip olmasının kökeni neye dayanıyor?
|
Proteinlerin nasıl katlanacaklarım tahmin debilmek olası mı?
|
uzun bir süreç oldu. .Bu genlerden sentezlenen proteinlerin farklı biçimlerde belirli bölgelerinden kesilip bünyelerine yeni etkin grupları ekleyebilme yeteneklerini de düşünecek olursak, vücudumuzda bulunan proteinlerin sayısını belirlemek şimdilik olanaksız görünüyor.
Proteinler, eşlerini nasıl buluyorlar?
Proteinlerin birbirleriyle etkileşimi, bir anlamda yaşamın merkezine oturuyor. Eş moleküllerin saniyeler içinde ve belirli konumlarla bir araya nasıl gelebildiklerini anlayabilmek için, araştırmacıların, hücrelerin biyokimyası ve yapısal düzenlenmesiyle ilgili daha çok yol almaları gerekiyor.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
Protein moleküllerinin biyolojik etkinlikleri, düz zincirli hallerinin belirli şekiller-de katlanması sonucu belirleniyor. Bir protein molekülünün katlanabilmesi için neredeyse sonsuz sayıda olasılık bulunuyor. Ancak, proteinler onlarca mikrosani-
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
Moleküllerin bileşiminde yer alan atomlar, belirli karbon atomlarının etrafında bu- lunma düzlemlerine göre, moleküllere sağa ya da sola yönelimli kimyasal simetri özelliği kazandırıyorlar. Doğada bulunan çoğu bi-
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
yomolekül, birbirinin ayna görüntüsü' olarak kabul edilebilecek her iki simetriye de sahip olacak şekilde sentezlenebiliyor. Ancak, canlıların bünyesinde yer alan aminoasitler sol yönelimli, şeker molekülleri de sağ yönelimli olarak sentezleniyor. Bu tercihin kökeniyse, hâlâ bir sır.
|
ye (mikrosaniye : saniyenin milyonda biri) adar kısa bir süre içinde bu kombinasyonlardan angisi seçeceklerine karar verebiliyorlar. Aynı işi bir bilgisayarın yapabilme süresiyse, 30 yıl. İnsan vücudunda kaç protein bulunuyor? Genlerimizi saymak zaten yeterince zor ve
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
BİLİMveTEKNİK 46 2005
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
CEVAP LANAMAYAN 125 SORU
|
|||||||||||||||||||||||
DÜNYANIN DERİNLERİNDE NELER OLUYOR?
|
|||||||||||||||||||||||
magma yeryüzüne çıkabiliyordu. Ancak, 670 km'lik sınır bölgesinin kendisinde ne sıcak kayalar yukarı doğru çıkıyor, ne de soğumuş kayalar dibe batıyordu. Taraftarları daha az olan bir başka görüşe göreyse, manto, aşağıdan yukarıya doğru 'çalkalanıyor', magma-gaz sütunları çekirdek-manto sınırından başlayarak tüm mantoyu katediyordu.
Dünyanın iç kısmının, giderek gelişen sismik görüntülemeyle 40 yıl boyunca incelenmesi, nasıl çalıştığı hakkındaki tartışmaları yatıştırmaksızın, "motorun" karmaşıklığını
|
|||||||||||||||||||||||
Levha tektoniği devrimi, gezegenin jeolojisinin anlaşılmasına yaptığı katkılarla, jeoloji bilimi için gerçekten de çok anlamlıydı. Ama, tıpkı bir saat kulesinin içindeki düzeneğin nasıl kurulduğunu ve işlediğini bilmeden, yalnızca kulenin dış yüzündeki saatin işleyişini görebilmemiz gibi, dünyanın da derinliklerinde nasıl ve neden işlediğini anlamamız gereken daha pek çok şey olmalı. Yerin altında 6300 km derinliğe uzanan, tıpkı gezegensel bir ısı motoru gibi çalışan bir kaya ve demir yığını var. Yüzeyin her yerini itip kakan tektonik levhalarsa birçok yolla bilgi aktarır, ama kendilerini çalıştıran şeyin ne olduğu gibi konularda ketum davranırlar.
Yerbilimciler, levha tektoniği alanında çalışan öncü meslektaşlarından, dünyanın iç yapısına ait oldukça basit bir şema miras aldılar. Bu şemada Dünya bir soğan gibiydi. Dünyanın derinlerine gönderilen sismik dalgaların, tablosunu çizdiği yapı şöyleydi: Levhaların kırıklı çıkıklı yüzeylerinin altında 2800 km'lik kayaç bir manto; onun da altında, merkezinde katı demirden bir çekirdek içeren 3470 km'lik bir erimiş demir katmanı. Manto 670 km derinlikten başlayarak üst ve alt katmanlara ayrılıyor, alttaki katmanın taban bölümü de birkaç yüz kilometrelik bir başka katmanı barındırır görünüyordu.
Daha sonraki dönemde soğan modeli yeni eklemelerle varlığını korudu. iç İşleyişle ilgili olarak öne çıkan resim, dünyayı, 670 km derinlikten başlayarak, çekirdekle birlikte üç tabakalı bir makine biçiminde gösteriyordu. 670 km'nin üstünde, manto bir çaydanlığın dibinde kaynayan suya benzer biçimde, yavaşça çalkalanıyordu: Okyanus-or-tası sırtlarından çıkan kaya parçaları ve ısı, iç kısımların soğuması ve yeni kabuk yapımına hizmet ederken, soğuyarak batan eski levha parçaları da derin-deniz yarıklarına gömülüyordu. 670 km'nin hemen üzerinde Hawaii adalarının oluşumunda olduğu gibi, ısınan
|
nın karışmasına izin veren esnek, yarıgeçir-gen bir sınır olması.
Günümüzde sismik görüntüleme, Afrika ve Pasifik'in altında piston gibi duran iki büyük "manto atığı yığını"nı da aydınlatmaya çalışıyor. Araştırmacıların, bu yığınların neden burada olduklarıyla ilgili tartışmaları şu sorulara odaklanmış durumda: Bu yığınlar, ısıları mantonun ortalama ısısından daha fazla olduğu için, bu bölgelere doğru kendiliklerinden mi yükselmişler? Yoksa daha yoğun olduklarıiçin dalıyorlar mı? Belki de, pasif bir biçimde, komşu akımlarca, yukarı doğru taşınıyorlar!?). Kısmi ergimeye uğramış mercek biçimli kayalar, magma sütunlarının alt sınırlarını çiziyor olabilir ya da olmayabilir. Manto türevi kayalardaki element ve izotopları inceleyen jeokimyacılar, milyarlarca yıldır, mantoda karışıma direnmekte olan 5 rezervuarın izlerini bulmuşlar. Ama, bu rezervuarların mantonun hangi kesiminde yer aldıklarına dair bir ipuçları henüz yok.
Giderek karmaşıklaşan gezegensel mekanizmayı nasıl parçalarına ayırabilir ve motorunu çalıştıran şeyin ne olduğunu nasıl bulabiliriz? Bu iş için büyük bir bilimsel sabır ve kararlılık gerekiyor. Unutulmamalı ki, levha tektoniği henüz yarım yüzyılı aşkın bir zamandır gelişmekte.
Gelişmiş sismometrelerin yaygınlaşmasıyla birlikte, sismik görüntüleme daha da gelişecek. Sismik veriler sıcaklık ve içerik etkilerini zaten halihazırda ayırt edebiliyorlar; bu da, manto yapısının çok daha karmaşık olduğunu, daha şimdiden gösteriyor. Laboratuvarda çalışan "mineral fizikçileri", mantonun derinlerin-deki kaya yapısını daha iyi anlayacak, bu sayede sismik verilerin yorumlanmasına yardımcı olacaklar. Ve bu işle ilgili modellemeciler de sismik veriler, mineral fiziği verileri ve incelikli sismik gözlem verilerini kullanarak bu büyük makinenin bir benzerini yapacaklar. Bunun bir 40 yıl daha alması bekleniyor.
Richard A. Kerr, "How Does Earth's Interior Work',
Science, 1 Temmuz 2005
Çeviri: Serpil Yıldız
|
||||||||||||||||||||||
savunan görüşü güçlü çıkardı. Görüntüleme, şimdi açıkça gösteriyor ki, 670 mutlak bir engel değil. Kıta çarpışmalarında batan katmanla, zorlanarak da olsa sınırın içine giriyorlar. "Tabaka-landırılmış Dünya"nın savunucuları, savundukları içine girilmezlik sınırını, yeni gelişmeler uyarınca 1000 km ya da daha derinlere düşürdüler. Bir olasılık da, yalnızca çok israrcı levha parçaları ve magma sütunları-
|
|||||||||||||||||||||||
Hücre ölümünün kaç biçimi var?
1970'lerde, programlanmış hücre ölümünün (apoptoz), doku ölümünden farklı olduğu nihayet kabul edildi. Şimdiyse bazı biyologlar, hücre ölüm öyküsünün, sanıldığından da karmaşık olduğunu söylüyorlar. Hücre ölümleri için söz konusu olabilecek yeni yolları keşfetmek, kanser ve dejeneratif hastalıklar için daha iyi tedavi yollarının önünü açabilir.
Hücre içi trafiğin düzenli akışını ne sağlar?
Hücrelerin İçindeki zarlar, birbirlerine yapış-maksızın ya da yollarını şaşırmaksın, besin maddelerinin hücre içindeki çeşitli bölümlere İle-
|
timinden ve bu bölümlere giriş çıkışından sorumludur. Zarların bu işlemleri nasıl hiç şaşırmadan gerçekleştirdiğini kavrayabilmek, kistik fib-roz gibi hastalıkları yenmeye yardımcı olabilir.
Hücresel bileşenlerin, DNA'dan bağımsız olarak kendilerim kopyalamasını ne sağlıyor?
Sentrozomlar, eşlenmiş kromozomları birbirinden ayırıp çekmeye ve diğer hücre içi orgânellerinin zamanları geldiğinde DNA'nın rehberli-
|
||||||||||||||||||||||
ği olmaksızın kendilerini kopyalamalarına yardımcı olur. Bu bağımsızlık, hâlâ açıklanabilmiş değil.
RNA'nın farklı biçimleri genom İşleyişinde ne rol oynar?
RNA, genetik bilgiyi nesilden nesle aktarma potansiyelinden, gen ifadesini durdurabilmeye kadar uzanan başdöndürücü bir rol çeşitliliğine geçiş yapıyor. Bilim insanları, bu çok yönlü molekülün dilini tamamen anlayabilmek için, adeta birbirleriyle çekişiyorlar.
|
|||||||||||||||||||||||
Eylül 2005 47 BİLİMveTEKNİK
|
|||||||||||||||||||||||
CEVAP LANAMAYAN 125 SORU
|
||||||||||||||||||||||||||||
BİLİNCİN BİYOLOJİK TEMELİ NEDİR?
|
||||||||||||||||||||||||||||
algılama süreci boyunca belirli sırayla etkinle-şen sinir hücrelerini belirlemeye ve algılamanın rotasını çizmeye çalışıyorlar. Bu sinir hücrelerinin, kendilerini bilinçli görsel farkındalıkta rol oynayan sistemlere götüreceğini; sonunda da, gözün ağtabakasına çarpan belli özellikteki fo-tonların, nasıl olup da (sözgelimi, bir gülü) görme deneyimine dönüştüğünü açıklayabilmeyi umuyorlar.
Şu sıralar, bilincin yalnızca belli parçalarını ele alan deneyler yürütülüyor. Bu deneylerden yalnızca çok azı bilinçli insan zihninin en gizemli yönünü hedef alıyor: benlik duygusu. Bu konudaki deneysel çalışmaların başlamış olması önemli bir aşama. Bu çalışmaların sonuçlan, bilincin, sinir hücrelerinin karmaşık etkileşimlerinden nasıl ortaya çıktığını kavramamıza yetmezse bile, en azından bir sonraki aşamada sorulacak soruların daha incelikli olmasını sağlayacak.
Sonunda, araştırmacılar, bilincin yalnızca biyolojik temelini değil, neden var olduğunu da anlamayı isteyecekler. Bilincin ortaya çıkmasına neden olan seçilim baskılarını ve bu özelliğimizi hangi başka canlılarla paylaştığımızı ortaya çıkarmaya çalışacaklar. Elbette, bu, bilincin nasıl tanımlandığına göre değişir; ancak, kimi araştırmacılar, bilincin yalnızca insanlara özgü olmadığından şüpheleniyorlar. Bilincin biyolojik ipuçlarının ortaya çıkarılması, bu sorunun çözülmesine yardımcı olabileceği gibi, bilincin yaşamın ilk yıllarında nasıl geliştiğine de ışık tutabilir. Bu tür İpuçları, hasta yakınlarının, tedaviye cevap vermeyen sevdiklerinin geleceği konusunda verecekleri kararlar açısından bilgilenmelerine de yardımcı olacaktır.
Çok yakın bir geçmişe kadar, bilinç konusunu ele almak, akademik açıdan belli bir konuma gelmemiş (örneğin bir Nobel ödülünü çantaya indirmemiş) araştırmacılar için akıllıca bir kariyer hamlesi sayılmazdı. Bu durum değişiyor; bugün, bilinç araştırmalarına daha çok genç araştırmacı katılıyor. Yanıtlanmamış sorular, daha uzun yıllar onları meşgul edecek.
Miller, G. "What is the biological basis of consciousness".
Science, 1 Temmuz 2005
Çeviri: Aslı Zülâl
|
||||||||||||||||||||||||||||
Yüzyıllar boyunca, insan bilincinin doğası üzerine tartışmalar, filozofların özel alanıyla sınırlı kaldı. Ancak, son yıllarda bilinç üzerine yazılmış çok sayıda kitap bir gösterge olarak kabul edilirse, değişim ortada: artık biliminsanları da oyuna girmiş durumda.
Bilincin doğası, sonunda felsefi bir sorun olmaktan çıkıp, deneyler yoluyla çözülebilecek bilimsel bir sorun haline geldi mi? Bu konuyla ilgili birçok soru gibi bunun da yanıtı, sorunun kime sorulduğuna bağlı olarak değişiyor. Ancak, bu çok eski, "kaygan" soruya duyulan bilimsel ilginin önem kazandığı görülüyor. Şimdiye kadar bu konuda çok sayıda kuram öne sürülmüş olsa da, sağlam verilere az rastlanıyor.
İnsan bilinci konusundaki tartışmalar, 17. yüzyılın ortalarında, bedenle zihnin tümüyle farklı malzemelerden yapılmış olduğunu Öne süren Fransız filozof Rene Descartes'tan büyük ölçüde etkilenmişti. Descartes'a göre bunun nedeni, bedenin hem zaman hem de uzayda var olması, zihninse uzaysal bir boyutunun olmamasıydı.
Günümüzde, insan bilincini açıklamaya yönelik bilimsel temelli yaklaşımlar, genellikle Descartes'ın çözümünü reddediyor; kuramların çoğu, bedeni ve zihni, aynı şeyin farklı yönleri olarak ele alıyor. Bu bakış açısına göre, bilinç, beyindeki sinir hücrelerinin özelliklerinden ve düzenlenişinden kaynaklanıyor. Ancak, nasıl? Biliminsanları, nesnel gözlem ve ölçümlere bağlı kalarak, bilincin kişisel ve öznel dünyasına nasıl erişebilirler?
Yaralanma sonucu bilinçlerini yitirmiş nöroloji hastalarından, bununla ilgili ipuçları elde edilmiş. Evrimsel geçmişi eskiye dayanan beyin-kökündeki belli yapılar zarar gördüğünde, insanlar bilinçlerini tümüyle yitiriyor, komaya ya da bitkisel yaşama giriyorlar. Bu yapılar, bilincin en önemli anahtarı olabilir; ancak tek kaynağı olmadıkları biliniyor. Araştırmacılar, bilincin farklı yönlerinin, beynin farklı bölümlerince "üretildiğini" sanıyorlar. Örneğin, beyinkabuğu-nun (serebral korteks) görmeden sorumlu bölgelerinin zarar görmesi, yalnızca görsel farkın-dalıkta ilginç kayıplara yol açabiliyor. D.F. olarak bilinen ve üzerinde ayrıntılı çalışmalar yapı-
|
||||||||||||||||||||||||||||
lan bir nöroloji hastası, nesnelerin biçimlerini ya da dikey duran bir disk üzerinde bulunan ince bir çizgi biçimindeki deliğin yönünü belirle-yemiyor. Ancak, bir kart alıp kartı bu delikten içeri sokması istendiğinde, bunu çok kolay bir biçiminde yerine getiriyor. Kartı delikten sokabilmek için, D. F.'nin, deliğin yönünü bilmesi gerekiyor. Ancak, D. F., bunu bildiğini bilmiyor. Zekice düzenlenmiş deneyler, beyni hasar görmemiş insanlarda da bilinçli ve bilinçsiz bilgiler arasında benzer kopmalara yol açabilir. Araştırmacılar, bu deneyler sırasında deneye katılanların beyinlerini tarayarak, bilinçli deneyimler için gereken beyin etkinliklerine ilişkin ipuçları elde etmeyi umuyorlar. Maymunlar üzerinde yapılan çalışmalar da, bilincin, özellikle de görsel farkındalığın bazı yönlerine ışık tutabilir. Bu çalışmalarda kullanılan deneysel yaklaşımlardan biri. bir maymuna, bir an bir şey, bir an başka bir şey gibi görünen bir optik illüzyon yaratan görsel bir uyarıcı sunmak. (Bu tür uyarıcıların en bilinen örneklerinden biri "Necker Kübü".) Maymunlar, bu uyarıcının hangi versiyonunu gördüklerini belirtmek üzere eğitilebili-yorlar. Bu sırada, araştırmacılar da maymunda
|
||||||||||||||||||||||||||||
Neden bazı genomlar gerçekten büyükken ötekiler çok sıkışık?
Balon salığının genomu 400 milyon bazdan oluşurken, bir akciğerli balığınki 133 milyar baz uzunluğunda. Çoğaltılan DNA örnekleri bu ve bunun gibi büyüklük farklarının varlığını açıklaya-
|
limcilerinin çöpün arasında çok sayıda genetik mücevher bulmalarına yardım ediyor.
Yeni teknolojiler, dizilim çıkarma maliyetle-
|
|||||||||||||||||||||||||||
rini ne kadar düşürecek?
Yeni aletler ve kavramsal gelişmeler, DNA dizili-minlerini ortaya çıkarmanın maliyetini önemli ölçüde düşürüyor. Bu düşüş, tıptan evrimsel biyolojiye kadar birçok alandaki araştırmaların ilerlemesini saölıvor.
|
||||||||||||||||||||||||||||
Genomlarımızın içinde bu kadar "ıvır zıvır" ne işe yarıyor?
Genlerin arasındaki DNA'nın, genom işlevi ve yeni türlerin evrimindeki önemi giderek daha iyi anlaşılıyor. Karşılaştırmalı sıralama, mikrodizi çalışmaları ve laboratuvar çalışmaları, genom bi-
|
||||||||||||||||||||||||||||
Telomer ve sentromerlerin genomun işle-vindeki rolü ne?
Bu kromozom yapıları, yeni teknolojiler onları sıralamayı başarana kadar gizemli kalacaklar.
|
||||||||||||||||||||||||||||
BİLİMveTEKNİK 48 Eylül 2005
|
||||||||||||||||||||||||||||
CEVAP LAN AMAYAN 125 SORU
|
|||||||||||||||||||||||||||||
YAŞAM, DÜNYA ÜZERİNDE NEREDE VE NE ZAMAN ORTAYA ÇIKTI?
|
|||||||||||||||||||||||||||||
şekillenmesinden önce böyle bir "RNA devrinden geçtiğini, RNA'dan çok daha başarılı tepkime yürütücüleri olan proteinlerin ve daha güvenilir bir genetik şifre saklayıcısı olan DNA'nınsa sonradan ortaya çıkarak, doğal seçilim sayesinde görevi devraldığını düşünüyorlar. Bir kısım araştırmacıysa, prebiyotik dünyanın cansız kimyasallarından, RNA dünyasına geçişin nasıl olduğuna yanıt arıyorlar. Bu yöndeki en önemli adım, 1953 yılında Stanley Miller ve Harold Urey tarafından yapılan ünlü deney. Miller ve Urey, dünyanın ilkin atmosferinde var olduğu düşünülen amonyak, metan ve diğer gazlan barındıran bir karışım hazırlayıp
|
nizlerdeki taban deliklerinden çıkan, mineralce zengin kaynar sularda atılmış olabileceği görüşü yaygınlaştı. Günümüzde canlılığını devam ettiren en ilkel mikropların çok sıcak sularda bile başarıyla yaşıyor oluşu da, bu görüşü destekleyen en büyük kanıt kabul edildi. Ancak, çalışmalar sonucunda bu mikropların yaşayan fosiller olmadıklarının anlaşılması, bu "sıcak başlangıç" düşüncesinin, biraz olsun serinlemesine neden oldu. Belki de bu canlılar, kendilerinden daha az dayanıklı canlılardan evrimleşerek, sıcağa karşı böyle bir direnç geliştirmişlerdi. RNA gibi narin bir molekülün bu denli yüksek sıcaklıklarda nasıl olup da hasar görmeden hayatta kalabildiği de, ayrı bir giz... Tüm bunlara karşın, sıcak başlangıç varsayımının yerini alabilecek tek bir güçlü varsayım daha geliştirilemedi.
Deneysel çalışmalar, artık RNA temelli hücrelerin üreyebilecekleri ve evrimleşebilecekleri koşullar üzerine yoğunlaşmaya başladı. ABD Ulusal Havacılık ve Uzay Dairesi NASA ve Avrupa Uzay Ajansı ESA, kuyrukluyıldızları ziyaret edecek uzay sondaları yardımıyla, bir zamanlar dünyaya ulaşmış olabilecek organik karışımda yer alan maddeler listesini daraltmayı hedefliyor.
En heyecan vericisiyse, hiç kuşkusuz Mars'ta yaşama ait izlerin aranması çalışmaları. Kırmızı gezegene yakın zamanda yapılan keşif görevleri, gezegenin bir zamanlar sıvı sulardan oluşan sığ denizlere sahip olduğunu gösteriyor. Bu da, Mars'ın bir zamanlar canlılığa karşı misafirperver davranmış olabileceğinin bir göstergesi. Gelecek Mars görevleriyse, yeraltında saklanan yaşam formlarını ya da soyu tükenmiş canlılara ait fosilleri aramaya yoğunlaşacak. Eğer canlılık izine ulaşılabilirse, bu büyük keşif, yaşamın her iki gezegen üzerinde birbirinden bağımsız olarak ortaya çıkmış olabileceği ya da bir gezegenden diğerine bir şekilde yayılmış olabileceği; her durumda evrende yalnız olmadığımız anlamına gelecek. Belki de, steril dünyamız, milyarlarca yıl önce Marslı mikropları taşıyan bir kuyrukluyıldız tarafından "enfekte" edilmişti...
Zimmer, C. "How and Where Did Life On Earth Arise"
Science, 1 Temmuz 2005.
Çeviri: Deniz Çandaş
|
||||||||||||||||||||||||||||
Biliminsanları son 50 yıldır, dünya üzerinde yaşamın nasıl bir anda ortaya çıkmış olabileceği sorusuna canla başla cevap arıyorlar. Bir kısım araştırmacı bu soruya son aşamadan yaklaşarak, günümüzdeki yaşamdan başlayıp en ilkel atalara doğru gitmeyi, diğerleri de ilk adımdan yola çıkmayı yeğliyor ve 4,5 milyar yıl yaşındaki Dünyamız üzerinde cansız kimyasalların yaşayan varlıklara dönüşmek üzere nasıl bir yoldan geçtiğini bulabilmek için uğraşıyorlar.
Günümüzden geriye doğru yapılan çalışmaların en büyük destekçisi fosil kayıtları. Paleon-tologların bulguları arasında, günümüzden 3,4 milyar yıl öncesine ait mikrobik organizmaların fosilleri bulunuyor. Daha yaşlı kayaçlara ait kimyasal analizlerse, fotosentez yapan canlıların dünya üzerinde 3,7 milyar yıldan bu yana var olduklarını gösteriyor. Araştırmacılar, bizlere yalnızca izlerini bırakabilmiş olan bu organizmaların, günümüz canlılarının hepsinde var olan temel özellikleri birebir paylaştığını düşünüyorlar. Serbest yaşayan canlıların tümü, genetik şifrelerini DNA içeriğinde saklıyor ve kimyasal tepkimeleri yürütmek için çeşitli proteinleri kullanıyorlar. DNA'nın ve proteinlerin devamlılığı birbirlerine o kadar hassas dengelerle bağlı ki, ilk önce hangisinin ortaya çıktığı üzerinde fikir yürütmek çok zor. Tabii ki her iki organik molekülün aynı prebiyotik (yaşam öncesi) çorbadan hemen hemen aynı anda ortaya çıkmış olabileceği de bir olasılık.
Konuya ilişkin deneylerse, erken yaşam formlarının, günümüz canlılarının yapısında yer alan üçüncü bir moleküle dayalı olabileceğini öne sürüyor: RNA. Bir zamanlar yalnızca basit bir hücre içi habercisi olduğu düşünülen RNA, aslında çok yönlü bir molekül. Genetik bilgiyi taşımakla yükümlü olmasının yanında bir protein gibi de işlev görebilen RNA'nın. genleri açıp kapatarak işlevleri üzerinde etki gösteren, ya da proteinler gibi organik moleküllere bağlanabilen çeşitli türleri bulunuyor. Laboratuvar deneyleri de, RNA'nın pekâlâ kendini eşlemiş ve ilkel bir hücreyi canlı tutabilmek için gereken diğer tüm işlevleri başarıyla yerine getirmiş olabileceğini öneriyor.
Biliminsanları yaşamın, bildiğimiz yüzünün
|
|||||||||||||||||||||||||||||
bu karışımdan elektrik akımı geçirerek, amino asitlerin ve canlılığın temel yapıtaşları olan bazı önemli moleküllerin üretilebileceğini buldular.
Günümüzde birçok biliminsanı, ilkin atmosferde karbondioksit gibi başka gazların da yüksek miktarlarda bulunup bulunmadığı üzerinde tartışıyor. Yakın zamanda yapılan deneylerse, canlılığın yapıtaşlarının büyük bir bölümünün bu koşullar altında oluşabileceğini gösteriyor. Bir başka düşünce de, göktaşları ve kuyrukluyıldızlar aracılığıyla uzaydan Dünyaya organik bileşiklerin taşınmış olabileceği.
Yaşamın söz konusu yapıtaşlarının ilkel yaşam formlarını oluşturacak şekilde nerede bir araya gelmeye başlamış olabileceğiyse, başlıba-şına bir tartışma konusu. 1980'li yılların başından itibaren, yaşamın ilk adımlarının, derin de-
|
|||||||||||||||||||||||||||||
Genom üzerindeki oluşan ve mutasyon olmayan değişiklikler nasıl kalıtılabiliyor?
Araştırmacılar, "epigenetik" adı verilen bu süreçle ilgili olarak gittikçe daha fazla örneğe rastlamaktalar; ancak değişiklikleri ortaya çıkaran ve kalmalarını sağlayan etkenleri henüz bulabilmiş değiller.
Embriyonun simetrisi nasıl belirleniyor?
Embriyoyu çevreleyen ve sürekli hareket halinde olan sil (kirpikçik) benzeri yapılar, embriyonun sağını ve solunu ayırdetmesini sağlıyor. Ancak biliminsanları, neredeyse bir küre şeklinde olan hücrelerin üst, alt, yan, ön ve arka gibi yön-
|
lerinin ilk belirlenişinin nasıl gerçekleştiğini bulmaya uğraşıyorlar.
Kol-bacak gibi vücut uzantıları, yüzgeçler, yüzler nasıl gelişiyor ve evrimleşîyor?
Burun uzunluğu ya da kanat açıklığı gibi koşulları belirleyen genler, uzun vadeli doğal ve
|
||||||||||||||||||||||||||||
Organlar ve organizmalar, büyümelerini ne zaman durduracaklarını nerden biliyorlar?
|
|||||||||||||||||||||||||||||
Bacaklarınıza bir bakın. Sağ ve sol bacağınızın hemen hemen aynı uzunlukta olduğunu göreceksiniz. Öte yandan minicik bir
|
|||||||||||||||||||||||||||||
eşeysel seçiIimlere bağlı. Bu seçilimlerin ne şekilde İşlediğini anlamak, gelişime bağlı evrimleşmenin mekanizmasının da anlaşılmasını sağlayacak.
|
|||||||||||||||||||||||||||||
farenin ya da kocaman bir filin kalbi, göğüs kafeslerine tam uyum gösterecek boyutta. Genlerin hücre boyutları ve sayıları üzerinde ne şekilde sınırlama yapabildiği, araştırmacıları hâlâ şaşırtmaya devam ediyor.
|
|||||||||||||||||||||||||||||
Eylül 2005 49 BİLİM veTEKNİK.
|
|||||||||||||||||||||||||||||