Belgeci.com – Bilgi Paylaştıkça Çoğalır

VII. BÖLÜM

Embriyogenez



    Biyolojinin bütün problemleri arasında en büyüleyici ve en zor olanı embriyogenez yani embriyonun yaratılmasıdır. Embriyogenez; tek hücrenin döllenmiş yumurtanın, hedef aldığı çok hücreli karmaşık organizmaya ulaşırken attığı adımlarla ilgilidir. Bu hedef bütün ince ayrıntılarıyla, gelişme olayının orkestrasyonu üzerine talimatları içeren, DNA’da yazılıdır. Bu harikulade işin nasıl olduğunu henüz anlayamamış olduğumuzu hemen söyleyebilirim, ama en azından çevresinde araştırmalar yapıyoruz.

    Hücreler Birbirine Yapışır ve Uzmanlaşır
    Döllenmiş bir yumurta, diğer daha basit tek hücreli yaratıklar gibi yaşamına iki ayrı hücre oluşturmak için bölünerek başlar; bu iki hücre bölünüp dört olur ve bu böyle sürüp gider. Tek hücreli yaratıkları gözlemleyerek, her bölünmeden sonra hücrelerin ayrılacağını umuyoruz. Ama döllenmiş yumurtadan üreyenler ayrılmıyorlar, toplumsal bir girişime katıldıklarını bilirlermiş gibi birbirlerine sıkıca yapışıyorlar. Kısa bir süre sonra başka bir şey açığa çıkıyor. Hücreler birbirlerine benzemeyen ve değişik davranan gruplar oluşturuyorlar. Hücre grupları artık uzmanlaşmaktadırlar. Her grup belirli sayıda özel görevleri yapmakla yükümlüdür. Uzmanlaşma işinin geriye dönüşü yoktur.

    Erken embriyogenez iki özelliği, hücre yapışması ve hücre uzmanlaşması, bunlar gelişme işleminin temelinde yatıyorlar.

    Değişkenliğin Kökeni
    Şimdiye kadar organizmaların nasıl uzun zaman geçtikçe giderek farklılaştığım belirleyen ve bütün canlı yaratıklar için geçerli yasaları öğreniyorduk. Bütün canlı yaratıklar kendilerini oluşturan bilgiyi DNA’da biriktirirler, DNA’yı mesajcı RNA’ya kopya ederler, mesajcı RNA’yı proteine “tercüme ederler”. Dahası, DNA’nın mutasyonla veya cinsel karışımla değişmesi proteinlerin kalıcı değişimine neden olur. Böylece organizmalar arasında gittikçe artan farklılıklar ortaya çıkar ve sonunda yeni türler doğar.
    Bazı bakımlardan embriyogenez, evriminin, kısa bir zaman aralığında ve mikrokosmosta tekrarı gibidir. Hayvan embriyosunun gelişmesini değişik aşamalardan geçerken gözlemleyelim. Embriyo, erişmesi beklenen yetişkin yaratığa benzemeden önce balığa benzer. Balığa benzerlik yalnız görünüşte değildir; erken embriyo oksijen ve besini göbek bağı yoluyla annesinden alır, ama gereksinimi olmadığı halde su altında nefes almaya yarayan solungaçlara da sahiptir. Açıkçası embriyonun evrimsel gelişmenin bir aşamasını yinelemesi için görünürde hiçbir neden yok.
    Ama embriyogenez süresince farklılık nasıl doğar, hücreler deri hücresi, kas hücresi, sinir hücresi olmaya ne zaman karar verirler diye sorsak, doğa boş bakışlarla cevap verir bize; hücrelerdeki bilgi işleminin evrensel mekanizması üzerine bir sürü şey öğrenmemize izin verdi, ama sıra hücreleri birbirinden farklı yapan nedenlere gelince bilgisizlik içinde oturuyoruz. Bazı bilim adamları embriyogenezin derinliklerine dalabilmek için tümüyle yeni kavramlara ve yöntemlere gereksinimimiz olduğuna inanıyorlar. Bunun böyle olduğundan kuşkuluyum. Yalnızca, hücreleri değişik yapan nedenler şimdiye kadar bulduklarımızdan daha karışığa benziyor.

    Tıbbın Embriyogenezle İlgisi
    Tıp bilimi için embriyogenezin anlaşılması önemlidir. Tıp adamlarının ilgilerini başka hiç bir olaya benzemeyen ölçüde bileyen, yalnızca bir tek hücrenin tam bir bireye dönüşebilmesi değil. Tıbbın; hamilelik, doğum kontrolü, çocuk ölümleri, doğuştan itibaren görülen hastalıklar, kalıtım hastalıkları ve kanser gibi problemlerin daha iyi denetlenmesi üzerine araştırmalarıyla da ilişkili. Bilim adamlarının embriyogenezin anlaşılmasının çok sayıdaki tıbbi probleme ışık tutacağı beklentileri var.

    Hücrelerin Yapışkanlığı Üzerine Birkaç Söz Daha
    Döllenmiş yumurta bölünmeye başladıktan sonra, hücrelerin birbirinden ayrılmayıp yapıştıklarından söz etmiştim. Yapışmalarını ne sağlıyor? insanın aklına bir yapışkan maddenin varlığı geliyor, ama gerçekte yapışkanlığı sağlayan bir madde değildir. Daha çok hücrelerin yüzeylerinde girintiler, çıkıntılar varmış gibi görünüyor (diğer hücrelerin çengellerine geçebilen ufacık çengeller). Hücrenin DNA’sı, gerçekte protein-yapan makineye, hücrenin dışına doğru göç edip orada girintili çıkıntılı bir yüzeyde çengel gibi davranacak belirli özel proteinler yapması talimatını vermiştir. Hücreler, bedenin değişik kısımlarını oluşturmak için uzmanlaşırken, yüzey protein çengelleri de amaca göre biçimlenirler. Bunlarla hücre tipleri birbirinden ayırt edilir.

    Embriyogenez İçin Enerji
    Şimdi bütün yapım işlerinde enerjinin gerekliliğine tümüyle duyarlı hale gelmiş olmalısınız. Hücrelerinin yakılıp ATP üretebilmesi için gelişmekte olan embriyoya şeker verilmelidir. Balıklarda, sürüngenlerde, kuşlarda ve embriyonun bir yumurta içinde büyüdüğü diğer yaratıklarda, yumurtanın sarısı embriyonun besinini sağlar. Annelerinin rahminde büyüyen hayvanlarda başka bir araç kullanılır.
    Anne iç duvarıyla embriyo arasındaki plasenta denen tabaka embriyo ile aynı hızla büyür. Plasenta, annenin kanıyla gelişen embriyonun kanının karıştığı yerdir. Annenin yediği besini getiren kan burada embriyonun kanına karışır. Yapım projesi için enerji böylece sağlanır.

    Bütün Hücrelere Aynı Bilgi Dağılmıştır
    Döllenmiş yumurta, anneden ve babadan aldığı tam büyüklükteki DNA ile yaşama başlar. Bölündükçe, yeni gelen her hücre kuşağı yetişkinliğe ulaşana kadar aynı büyüklükte DNA alır. Sonunda 60 trilyon hücreden oluşan bir insanda 60 trilyon birbirinin aynısı DNA kopyası bulunur! Bedenin her hücresinde, tamamen aynı bilgi bulunur. Yalnız üreme hücreleri diğer hücrelerin yarısı kadar DNA içerirler.

    Gen İfadesinin Denetlenmesi
    Embriyogenezin sırrının DNA’nın genlerinin ifadelerinin hücreler tarafından nasıl kontrol edildiğinin bilinmesinde gizli olduğu görülüyor. Bir yetişkini yaratmak için gerekli bütün bilgi hücrededir. Gelişen embriyonun her hücresinin içinin derinliklerini gözlemleyebilseydik, bazı şeylerin oluşumunu izleyebilecektik.
    Enzimler, döllenmiş yumurtanın DNA’sının genlerinin bazılarını mesajcı RNA’ya kopya etmeye başlayacaklardı. Mesajcı RNA’lar, daha en başta yumurtanın içinde bulunan, embriyoda etkin olan ribosomlara gideceklerdi ve burada gerekli proteinlerin sentezi başlayacaktı. Döllenmiş yumurta, reçetesinde yazılı proteinlerin tümünü biraz daha ribosomla birlikte toparladıktan sonra (ve DNA’sını iki katına çıkardıktan sonra) bölünecekti. Sonuçta oluşan hücre çiftlerinde, şimdi yeni bir tam ölçü DNA, yeni ribosomlar ve yeni her şey bulunacaktı. Kendisinden doğdukları hücrenin tümüyle tıpkısı olacaklardı. Protein sentezi işlemi ve yeni hücre yapımı kendi kendisim, yineleyerek, hücre sayısı dört hücreye ulaştırılacak, sekiz hücreye çıkmak için yeniden… Kısacası bunun böylece sürüp gittiğini görecektik.
    Buraya kadar işlem, bölünen bakteride sürüp gidenin hemen hemen aynı. Her kuşak hücre kendisinden öncekinin aynen yinelenmesi.