.
İKİ x KROMOZOMUNUN BEDELİ
Kim daha zeki? Kim daha üstün? Kim daha .... ? Kadın mı, erkek mi? Birileri ortaya çıkıp
söylese, kanıtlarını da tartışmasız şekilde sunsa da hepimiz artık rahat bir nefes alıp
arkalarımıza yaslansak. Ancak işin içine, başedilebileceğinden fazla sayıda ve karmaşıklıkta
kavramın girdiği bu 'savaş' alanında, böyle birşey büyük olasılıkla asla gerçekleşmeyecek. Olsa
olsa erkeklerin kadınlara göre daha üstün gibi görünen yön bulma becerilerinin, beynin falanca
bölgesindeki hücrelerin etkinliğinden kaynaklandığı, ya da yakın zamanlarda ortaya atıldığı gibi, kadın beynindeki sinir hücreleri arasındaki bağlantı sayısının erkeklerdekinden çok daha fazla olduğu söylenebilecek. Ama cinsiyet savaşları bir yana, çok daha aşağılarda ve çok farklı bir düzeyde, cinsiyet kromozomları arasında da bir çekişme sürmekte. Hem birbirleriyle, hem kendi içlerinde. 'Erkeği erkek yapan' Y kromozomu, belki de yok olma yoluna girmiş (Bilim ve Teknik, Kasım 2002, s. 39) ve "Erkeklik daha ölmedi!" diyerek (Bilim ve Teknik, Temmuz 2003, s. 18) kendine alternatif yaşam yolları bulmaya çalışırken, kadındaki fazladan X kromozomu da, ona bahşettiği karmaşık 'ikili' yaşamın etkilerini gidermeye çalışıyor.
BİLİM ve TEKNİK Kasım 2003
İnsanda sperm ve yumurta hücrele­ri dışındaki bütün hücreler 23 çift kro­mozom taşıyor. Her çiftteki bir kromo­zomun kaynağı anne, diğerininki ba­ba. Bu 23 çiftin 22'si içindeki ikililer, birbirleriyle üç aşağı beş yukarı uyum içinde yaşayıp gidiyorlar. Çünkü yapı­ları birbirine benziyor ve birinin içer­diği bir genin karşılığı, diğerinde var. Kabaca ifade etmek gerekirse, genler­den birinin belirlediği özellik baskın-sa, karşı kromozomdaki gen susuyor; o kromozom da kendi taşıdığı bir bas­kın özellik için, yeri geldiğinde boru­sunu öttürebiliyor. Kısacası, anlaşmalı bir baskınlık değiştokuşu sözkonusu. Gelgelelim, aynı eşgüdüm, 23. çift kro­mozom, yani "cinsiyet kromozomları" için geçerli değil. Kadında XX, erkek-teyse XY olarak gösterilen bu çiftin üyeleri, yani X ve Y kromozomları, ya­pı ve şekil bakımından taşıdıkları fark­lılık bir yana, içerdikleri genler ve gen sayısı bakımından da farklılar. Y kro­mozomu, en azından şimdiki bilgiler ışığında, testislerin gelişimi ve erkekli­ğe ilişkin başka bazı özellikleri belirle­yen SRY geni dışında pek dişe doku­nur birşey taşımıyor. Buna karşılık, X kromozomunun taşıdığı genlerin bü­yük çoğunluğunun cinsiyet özellikle­riyle fazla bir ilgisi yok; bunlar daha çok önemli bedensel işlevlerle ilgili. Sonuçta, 23. çift kromozomu XY olan erkekler, taşıdıkları tek X kromozo­muna güvenmek durumundalar; çün­kü bu kromozomda oluşabilecek her­hangi bir bozukluğu ya da hasarı tela-
fi edebilecek ikinci bir X kromozomla­rı yok. Kadınlarsa, taşıdıkları ikinci X kromozomuna bağlı olarak, biraz da­ha güvence altındalar. İşe düz mantık­la bakacak olursak, X kromozomunun görkemine karşılık Y kromozomunun fazla birşey içermesi de beklenmemeli; çünkü kadınlar onsuz yaşamak zorun­da. Benzeri bir mantıkla şunu da söy­lemek mümkün: X, özellikle güçlü ve yetkin bir kromozom olmalı ki, erkek­ler bir tanesiyle idare edebilsin!
Peki ama, erkekler tek bir X kro-mozomuyla idare edebiliyorken, ka­dınlar o fazladan X'in ağırlığı altında ezilmiyorlar mı? Az sayıda kromozom taşımak ne kadar ölümcül olabiliyor-sa, kromozom fazlalığı da aynı sonuca yol açabilir. Öyleyse X kromozomu bir ayrıcalık olsa gerek. Genetik bilimini onyıllar boyunca meşgul eden bu bil­mece kadınların, tüm vücut hücrele-rindeki X kromozomlarından bir tane­sini 'kilitledikleri', bu şekilde etkisiz hale getirilen, yani inaktive edilen X kromozomunun da, şimdi "Barr cisim­ciği" olarak bilinen minicik bir pakete dönüştüğünün keşfiyle, büyük ölçüde çözüldü. Daha da önemlisi, tüm vücut hücrelerinin bu inaktivasyon işlemini embriyonik dönemde ve tümüyle geli­şigüzel biçimde gerçekleştirmeleri. Bunun anlamı, bazı hücrelerin X kro­mozomlarından birini, bazılarınınsa diğerini kullandıkları. Mitoz bölün­meyle çoğalan her bir hücrenin oluş­turduğu yavru hücrelerde etkin olan X kromozomu da, başlangıçta ana hücrede etkin olan X kromozomunun aynısı. Sonuçta vücutta, aynı X kromo­zomunun etkin olduğu hücre yamala­rı gelişiyor. Tüm bu sürecin çarpıcı so-nucuysa, kadınların aslında iki farklı hücre tipinin bir karışımı oldukları; vücutlarının bazı bölgelerinin annele-
Kasım 2003 81 BİLİMveTEKNİK
Hücreler çoğaldıkça, her bir hücrede gelişigüzel biçimde tek bir X kromozomu seçilerek aktif (etkin) hale getirilirken, diğer X kromozomu inaktive ediliyor.
için! Bunun birkaç nedeni var; ancak en temel olanı, bu mozaik yapılanma. Cinsiyeti dişi olan bir embriyo ikiye bölündüğünde oluşacak ikizlerin, bir­birine büyük ölçüde benzer genetik malzeme içereceği doğru. Ancak iki embriyoda X inaktivasyonu gelişigü­zel olacağı için, bazı özelliklerin fark­lılık göstermesi de kaçınılmaz. Tek yu­murta ikizi kızların, erkeklere göre birbirleriyle daha az benzer özellik ta­şımalarının nedeni bu. Dahası, farklı­lıklar öyle bir boyuta varabiliyor ki, ikizlerden biri genetik bir hastalığa ya­kalanırken, aynı hastalık diğerinde or­taya bile çıkmayabiliyor.
Bu durumun en çarpıcı örneklerin­den biri, 1980'lerde rapor edilen ve üyelerinden biri profesyonel sporcuy­ken, diğeri "Duchenne kas distrofisi (erimesi)" olarak adlandırılan genetik hastalığa yakalanmış (ve tekerlekli sandalyeye mahkum) tek yumurta ikizleri. Aynı kromozomları miras alan ikizler arasındaki bu büyük uçuru­mun nedeni ne olabilir? Yanıt yine X kromozomunda. Sözkonusu hastalık, X kromozomunda taşınan bir gendeki bozukluktan kaynaklanıyor. Kızlarda yedek bir X kromozomu olması nede­niyle, hastalığın etkilediği grup, ço­ğunlukla erkekler. Ancak, öyle görü­nüyor ki ikizlerden sağlıklı olanı, sağ­lam X kromozomunu kullanırken, has­ta ikizi de bir nedenle hasarlı olanını kullanıyor. Bu ikizler, durumun tek is­tisnaları değil. Birinin renk körü olup diğerinin olmadığı, birinin hemofili hastası olup diğerinin olmadığı (renk körlüğü ve hemofili denilen kan hasta­lığı, X kromozomunda bulunan bazı genlerdeki hasarlardan kaynaklanı­yor) ikizler gibi, birbiriyle 'uyumsuz' tek yumurta ikizlerine ilişkin örnekler zaman içinde çoğalmakta.
X kromozomlarından birinin gelişi­güzel biçimde etkisiz hale getirilmesi süreciyle ikizlik arasındaki ilişki üzeri­ne, yakın zamanlarda ortaya oldukça ilginç bir varsayım atıldı: X kromozo­mu inaktivasyonu ikizliğe yol açabilir miydi? Dişi embriyoların bölünmesi, kimi zaman da farklı hücrelerin birbir­lerini 'itiyor' olmasından kaynaklana­bilir miydi?
Bu varsayımın doğru olabileceğini düşündüren verilerden biri, embriyo bölünmesiyle X inaktivasyonunun yak­laşık aynı zamanda, gelişimin ilk iki
X kromozomu
inaktivasyonu öncesinde 16
hücreli embriyo
Çoğalmaya devam eden hücreler,
sonunda her biri aynı X kromozomunun
etkin olduğu hücrelerden oluşan yamalı
bir yapı sergiliyorlar.
rinden, bazılarınınsa babalarından al­dıkları X kromozomunu kullandığı! Bu mozaik yapılanmanın, özellikle de başka durumlar için tıp terminolojisin­de aldığı isim de aynı: mozaisizm. (Bi­lim ve Teknik, Temmuz 2002, "Çifte Kimlikliler") İşte, çift X kromozomu taşıyan kadınların, tek X kromozomlu erkeklere kıyasla kazandıkları görece güvencenin bedeli de bu: bir tür ikili yaşam, ikili kimlik... X kromozomu­nun, genetik malzemenin kabaca % 5'ini taşıdığı düşünülürse de, kadın vücudunun bu iki 'yarımı' arasında genetik olarak büyük farklar olabile­ceği, kendiliğinden ortaya çıkan bir gerçek.
Bu mozaik yapının, özel bir durum sözkonusu değilse göze görünür ol­ması ya da anlaşılması biraz zor. Gi­zem konusunda kadınlardan hiç de aşağı kalır yanı olmayan dişi kedilerse, bu konuda bize epeyi görsel malzeme sunmuş durumdalar. Dişi kedileri ba­kışlarından ve davranışlarından tanı­mayı bilmeyenler için, en azından bir kısmını belirleyebilecekleri bir ipucu: Bir kedi, sözgelimi siyah ve sarı renk­leri aynı anda taşıyorsa dişidir. Çünkü kedilerde tüy rengini belirleyen gen­lerden biri, X kromozomu üzerinde ta­şınır. Anne ve babası farklı renklerde olan bir erkek kedi, renklerden ya bi­rini ya da diğerini alacakken, dişi ke­di, deri hücrelerinin tümüyle gelişigü­zel biçimde hangi X kromozomunu et-kinleştirmiş olduğuna bağlı olarak, iki renkten de gelişigüzel yamalar taşıya­bilir.
Kadınlar derilerinde böyle renga-
renk yamalar taşımasalar da, zaman zaman buna benzer ilginç bir özellik gösterebiliyorlar. X kromozomunda taşınan genlerden birindeki bir hatay­la ortaya çıkan bir hastalıkta, derideki ter bezlerinin sayısında önemli bir azalma sözkonusu. Deri hücrelerinin hangi X kromozomunu kullandığına bağlı olarak, bu hastalığı taşıyan ka­dınlar terlemelerini gerektiren bir du­rumda, terleyen ve terlemeyen deri bölgelerinden oluşan, yaklaşık birer santimetrekare alanında yamalar ser­giliyorlar.
Bu çok önemli bir sorun gibi gö­rünmeyebilir; ancak genetikçiler, bu iki hücre populasyonunun tek bir vü­cutta bir arada varlık göstermelerinin ne kadar zor olabileceğini göstermeye başladılar. Öyle görünüyor ki bu ikili yaşamın etkileri, renk ya da ter yama­larından çok daha derinlere gidiyor.
İkiz, İkiz Olmaktan Çıkarsa
Tek yumurta ikizleri, genetikçiler için büyük heyecan kaynağı. Ancak bu heyecanın nedenleri farklı. Genetik olarak birbirlerinin aynısı kabul edilen tek yumurta ikizleri, önemli bir grup araştırıcı için, genetik ve çevre etkile­rinin bireyi biçimlendirmedeki göreli katkılarını ortaya çıkarıcı eşsiz birer araç. Ancak başka bir grup araştırma-cıysa, tek yumurta ikizlerini, tümüyle tersi bir amaçla gündemlerine almış­lar. Genetik bakımdan neden asla tü­müyle aynı olmadıklarını keşfetmek
BİLİM ve TEKNİK 82 Kasım 2003
haftasında gerçekleşiyor olması. Bir başka veriyse, özellikle de embriyonun daha geç bölünebildiği bazı ikizlikle-rin, kızlarda erkeklere göre daha bü­yük sıklıkla ortaya çıkması. Bunlara bir örnek olan yapışık ikizlik durumu, embriyonun oldukça geç bir aşamada bölünmesi sonucu ortaya çıkıyor ve kızlarda görülme sıklığı, erkeklerdeki-nin üç katı. Tabii bu varsayımların ke­sinlik kazanması, yine de birilerinin ik­na edici mekanizmalar önermesine bağlı. Ancak, şu da bir gerçek ki, tek yumurta ikizlerinin bireyleri arasında, X kromozomuna bağlı genetik hasta­lıklar açısından görülen büyük farklar, gözardı edilebilecek bir sıklığın ötesin­de ortaya çıkıyor.
kazanıyor. Neyin "ben"e ait, neyin "ya­bancı" olduğunu bağışıklık sistemi hücrelerine öğretmeye adanmış ve gö­ğüs duvarının ön bölgesindeki ster-num kemiğinin hemen arkasını yuva yapmış, şekli belli belirsiz, tuhaf bir yumru taşıyoruz: timus bezi. Varoluş­larının ilk aşamalarında, önemli bir grup bağışıklık hücresi olan T-lenfosit-ler timusa doğru göçedip, bu adanmış öğretmen tarafından eğitime tabi tutu­luyorlar. Eğitim süreciyse büyük ölçü­de, vücut içindeki gelecek yolculukla­rında karşılaşabilecekleri her türlü molekülle tanıştırılmayı içeriyor. Bu, oldukça acımasız bir eğitim ve olur da lenfositin yüzey almacı (reseptörü), ti­mus içinde herhangi birşeye bağlan-
reler de, X inaktivasyonu sırasında var olan görece küçük sayıdaki öncü hüc­reden türüyorlar. Aynı öncü hücreler­den türeyen başka hücrelerinse X kro­mozomu kullanımına ilişkin seçimle­rinde büyük farklılıklar olduğu göste­rilmiş durumda. O zaman, böylesine kesin yargılı bir timus okulunda eği­tim alan lenfositler, mezuniyet sonra­sında diğer X kromozomunu kullanan hücrelerle karşılaştıklarında, hücre ürünlerini yabancı olarak algılayıp on­lara saldırıyor olamazlar mı? Varsayım lehine önemli kanıtlar sunan bir grup, XXY kromozom bileşimiyle doğup, Y kromozomu taşıdıkları için erkek özellikleri gösterip, X inaktivasyonun-dan geçtikleri için de mozaik yapılan­ma sergileyen Klinefelter sendromlu kişiler. Bu kişilerin de oto-immün has­talığa oldukça yatkın oldukları ortaya çıkmış. Cinsiyet hormonları, hatta ge­belik gibi gelişimsel nedenleri temel alan başka kuramlarsa, hastalığa ka­dınların çok daha sık yakalandıkları gerçeğini açıklamaktan henüz olduk­ça uzaklar. Sonuçta oto-immün hasta­lığın, bir kadını oluşturan iki 'bölüm' arasındaki bir içsavaş olduğu görüşü, giderek daha fazla yandaş toplamakta. Şurası kesin ki, kadınların bu ikili doğası, cinsiyetlerin birbirinin tersi, hatta tamamlayıcıları olduğu hakkın­daki geleneksel fikirlere sıkı bir darbe indirebilecek güçte. Üstelik, bu doğa­nın ortaya çıkmış olduğu kadarı, yal­nızca gözlenebilen ve görülebilen kıs­mı. İçeride olup bitenlerin bu kadarla kalmadığı konusunda da kuşku yok. Bu doğayı bir avantaj ya da dezavan­taj, veya cinsiyetler arasındaki 'savaş­ta' bir üstünlük olarak göstermek yan­lış olsa da, en azından bilim camiası kadınların erkeklerden çok daha kar­maşık yaratıklar olduklarının artık ka­bul edilmesi gerektiği konusunda, ne­redeyse tümüyle fikir birliği içinde. Bi­lim açısından asıl sorun, bu karmaşık­lığın nasıl olup da bir embriyoyu böl­düğü, ya da yetişkin bir kadını 'param­parça' etme yetisini nasıl kazandığını anlamakta.
Zeynep Tozar
Kaynaklar
Bainbridge, D. "The Double Life of Women" Ncw Scientist, 10 Ma­yıs 2003
"Mosaidsm and Ctıimerism" http://arbi.cvmbs.colostate.edu/hbo-oks/genetics/medgen/chromo/mosaics.html
"The Sex Chromosomes" http://www.gender.org.uk/about/03ge-ne/34asxchr.html
"X Chromosome Genetics" http://www.diseasedir.org.uk/glos-sary/xchrom.htm
Vücudum Bana
i Saldırıyor!
İnsan vücudunun, kendisiyle kıya­sıya savaştığı ve bağışıklık biliminin çok ilginç konularından biri olan bir hastalık var: oto-immün hastalık. Has­talık, bağışıklık sisteminin, vücudun masum dokularını düşman belleyip onlara saldırması sonucu gelişiyor. Yıllardır süren araştırmalarsa, örnek­lerin çoğunu açıklamakta yeçtersiz kalmış bulunuyor. Ancak yakın geç­mişte ortaya atılan ilginç bir varsayım da, çoğunlukla kadınlarda görülen bu hastalıkla X kromozomu inaktivasyo-nu arasında olası bir bağın varlığına işaret ediyor.
Hastalık, birçok yönüyle açıklığa kavuşmamış ve mekanizması da şimdi­lik bir giz olarak kalmış durumdaysa da tahminler, bir grup bağışıklık hüc­resinin, vücudun bir bölümünü "ben" olarak algılamada beceriksiz kaldığı yönünde. Hastalığın birçok türünden neredeyse hepsinde, hastalığa yaka­lanma konusunda kadınlar erkeklere büyük fark atıyorlar. Öyleyse kadın vücudunda barınan ve onu kendi ken­disini yok etmeye bu kadar eğilimli ya­pan şey ne? (Oto-immün hastalığa ge­lene kadar, bir erkekle evlenmeyi seç­miş kadınlar için de aynı soru sorula­bilir!)
Princeton Üniversitesi'nden Jeffrey Stewart'ın ortaya attığı ve oldukça da fazla sayıda taraftar bulan görece yeni tahmin, sorumlunun bu ikili mozaik yapılanma olduğu noktasında ağırlık
ma basiretsizliğini gösterirse, o lenfo­sit derhal yok ediliyor. Böylece verilen tek mezunlar, "ben"e yapışmamayı öğ­renmiş lenfositler. Ancak, mezunlar öyle bir yetki kazanıyorlar ki, iş haya­tına atıldıklarında bağlandıkları her molekül, yabancı kabul edilerek tüm bağışıklık sistemi tarafından linçe mahkum oluyor. Acımasız öğretmene fazla kızmamak gerek; çünkü barındı­ğı vücudun yaşam ya da ölümü, bü­yük ölçüde onun sorumluluğu altında ve omuzlarındaki yük çok büyük. İçer­diği hücreler, "ben"e ait moleküller­den herhangi birini lenfositlere gös­termekte başarısız olursa, sonuç fela­ket olabilir. Ya da oto-immün hastalık. Stewart'ın kuramı, mozaik yapılı ol­maları nedeniyle kadınlarda bu "timus eğitimi" nin, erkeklerdeki kadar kap­samlı olamayacağını önermesi bakı­mından oldukça ilginç. Bir lenfosit, birden fazla (tahminen 15-20) timus hücresi tarafından eğitiliyor. Bu hüc-
Kasım 2003 83 BİLİM ve TEKNİK.