Abiyogenez - 9: Proteinler Kendi Kendilerine Nasıl Oluştular? Proteinin Oluşma Hesapları Üzerine...

Yazdır Abiyogenez - 9: Proteinler Kendi Kendilerine Nasıl Oluştular? Proteinin Oluşma Hesapları Üzerine...

Günümüzde birçok bilim dışı kaynakta, proteinlerin veya aminoasitlerin kendiliğinden oluşamayacağına, çünkü bunun matematiksel olarak "olanaksız" olduğuna yönelik iddialar bulabilirsiniz. İşin komik tarafı, tüm bu "imkansızlık hesaplarına" rağmen, son 60 yıl içerisinde, sayısız laboratuvarda canlı benzeri yapılar üretilmiş, tamamen sentetik olarak üretilen canlılar hayatta tutulabilmiş, canlılığın temeli olan koaservatlar yeniden yaratılabilmiş, cansız maddelerin yapısına katılan inorganik moleküllerden kolaylıkla karmaşık yapılı organik moleküller sentezlenebilmiş, hücre içerisindeki işlevleri sürdüren biyokimyasal "motorlar" olarak bilinen moleküler mekanizmalar kendi kendine oluşacak şekilde yeniden oluşturulabilmiş ve daha nice abiyogenez deneyi başarıyla gerçekleştirilmiştir. 


Elbette, bilim karşıtlarını ikna edecek tek şey, cansız maddelerden bir at, inek, eşek oluşturmak ve benzeri bilim-kurgu deneyleridir. Ancak birkaç yüz yıldır geliştirmekte olduğumuz bilim ile, yaklaşık 600 milyon yıl sürmüş bir süreci yeniden tasarlamak, oturduğu yerden bilime hiçbir katkı sağlamadan, bilgisizce geliştirilen eleştiri sahiplerine çok basit geliyor olsa da, oldukça zorlu bir iştir. Bunun en temel sebebi, doğru molekülleri bir araya getirebilecek olsanız da, çoğu zaman deneyi karmaşıklaştırmak için gereken tek şeyin uzun zaman dilimleri olmasıdır. Dolayısıyla laboratuvarda kısa süre zarflarında her türlü cansız-canlı geçişini yaratabiliriz, Craig Venter gibi uzmanların yaptığı gibi bir hücrenin DNA'sını olduğu gibi alıp, tamamen sentetik (yapay) yollarla ürettiğimiz yapay DNA'yı yerine koyarak canlılığın "özel" olduğu iddiasında olanlarla adeta "alay edecek" deneyler yapabiliriz. İnorganik molekülleri kullanarak, tamamen doğal şartlar altında, canlılığın yapısına katılacak olan tüm organik maddeleri, tamamen doğal kimyasal tepkimelerle elde edebiliriz. Hatta bu molekülleri "kendi kendine organizasyon" ilkesi dahilinde, hiçbir şekilde yönlendirmeden, kendi başlarına daha karmaşık moleküller ve hatta belli işlevler gören (protein sentezi gibi) mekanizmalar üretmesini sağlayabiliriz. Tüm bunları yapabilmek, canlılığın cansızlıktan doğal şartlar altında evrimleştiğini göstermek için yeterdir. Fakat eğer ki beklenti, bu basit adımlardan başlayarak, tam donanımlı bir bakterinin sıfırdan yaratılması ise, bunu yapamıyor oluşumuzun tek nedeni canlılığa dair halen bilinmeyen noktaların olmasından çok, bunun için gerekli zamanın belki de asla laboratuvar koşullarında sağlanamayacak oluşudur. Cansız moleküllerden canlılığın bir bütün olarak, doğal süreçlerle ve kimyasal evrim ile kendi kendine organizasyon dahilinde sentezlenmesi doğada 600 milyon yıl sürmüştür ve laboratuvar ortamında bunun birkaç gün, yıl hatta asırda olacağını iddia etmek için herhangi bir sebebimiz bulunmamaktadır. 


Yani laboratuvar ortamında canlılığın sıfırdan yaratılamamış olması, bunun yapılamıyor olması anlamına gelmemektedir. Doğada bazı süreçlerin var olabilmiş olmasının tek nedeni, bu süreçlerin gerçekleşebilmesi için gerekli zamanın evrende bulunmuş olmasıdır. Dolayısıyla bu olayları tekrar edebilmek için, yine çok uzun zaman dilimleri boyunca beklemek ve gözlemek gerekebilir. Dolayısıyla, doğada 600 milyon yılda gerçekleşmiş bir olayın laboratuvar koşullarında birkaç saat, gün ya da yılda tekrar edilebileceğini varsaymak büyük bir hatadır. Kaldı ki, yapılan deneyler bile tek başına bu süreçlerin doğada mümkün olduğunu anlamamız için fazlasıyla yeterlidir. Buna rağmen bu alanda araştırmalar sürdürülerek, bilimsel boşlukların doldurulması hedeflenmekte ve gerçeğe en fazla yaklaşabilmemiz sağlanmaya çalışılmaktadır.


Bilimsellikten ve modern bilimsel analizden son derece uzak şekilde geliştirilmiş bilim karşıtı iddialar ise, bilimsel gerçeklerin halka ulaşmasını engellemekte ve bilgi kirliliğine neden olmaktadır. Özellikle çok basit seviyede ve gerçekçi olmayan matematiksel hesaplamalar kullanarak, doğadaki en karmaşık fiziksel, kimyasal ve biyolojik süreçleri modelleyebileceğini sananlar, ilkokul ve lise matematiğinden fazlasını görmemiş insanların akıllarına kolayca girebilmekte ve yaptıkları sükseli gibi gözüken hesaplarla bilimi çarpıtmakta, günümüzde özellikle İtalya, Hollanda, ABD ve Danimarka'da yürütülen ve hakkında sayısız makale yayımlanan canlılığın cansızlıktan evrimine yönelik abiyogenez deneylerine ve araştırmacılara hakaret etmektedirler. Bu yazımızda, söz konusu hesapların neden hatalı olduğunu izah edeceğiz.

 


Bilimsel Temel Bulunmadan Yapılan Protein Hesabının Özeti

 

Konumuzu bir alıntı üzerinden sürdüreceğiz. Bu alıntıda, genel hesabın mantığı güzel bir biçimde ortaya konmaktadır ve hataları oldukça nettir. Şöyle:

 

-Alıntı Başı-

"Olasılık hesapları, tasarım ile tesadüf şıklarından hangisinin daha tutarlı olduğunu anlamamız için bize objektif matematiksel veri sunmaktadır. Proteinlerin yapısı, olasılık hesaplarının kolayca uygulanmasına olanak tanımaktadır. Her canlı hücre proteinlerden oluşur. Proteinler gerek enzim olarak gerek diğer vazifelerle hücrelerdeki faaliyetleri gerçekleştiren temel birimlerdir. Hücre ile fabrika arasında kurulan analojide, proteinler makineye karşılık gelmektedir. Proteinler amino asitlerin arka arkaya gelmesiyle oluşurlar. Canlı bünyesinde 20 tane amino asit kullanılarak protein oluşur. Bu 20 amino asidin belirli bir sırada olması proteinin oluşması için mutlak şarttır. Amino asitlerin arka arkaya rastgele gelmesiyle oluşan proteinoitler ile hücrede belirli bir vazifesi olan proteinler arasındaki fark çok büyüktür. Amino asitler sol-elli ve sağ-elli amino asitler olarak ikiye ayrılır. Amino asitlerin rastgele bileşimi olan proteinoitler, her iki tür amino asitten oluşuyorken, proteinler sadece sol-elli amino asitleri ihtiva ederler. Bundan daha önemlisi proteinler belirli vazifeyi yapmak için belirli bir dizilimde olmalıdır. Ortama belli bir enerjinin verilmesiyle amino asitlerin proteine dönüşme olasılığı, dinamitle patlatılan tuğlaların üst üste düşerek bir ev oluşturması kadar düşüktür.

 

Canlılarda 55 amino asidin arka arkaya gelmesiyle oluşan Ferrodexin (Clostridium pasteurianum’da bulunur) proteini gibi kısa sayılan proteinlerin yanı sıra 6049 amino asidin arka arkaya gelmesiyle oluşan Twitchin (Caenorhabditis elegans’da bulunur) proteini gibi uzun proteinler de vardır [Yazarın hatalı yazdığı tür ismi Evrim Ağacı tarafından düzeltilmiştir.]

 

Olasılık hesaplarına örnek olması için insan vücudunda bulunan, 584 amino asitli orta büyüklükteki Serum Albumin proteinini ele alalım. Bu proteindeki amino asitleri sırf sol-elli olmasının olasılığı şöyle hesaplanır:

 

Bir amino asidin sol-elli olma olasılığı: ½

İki amino asidin sol-elli olma olasılığı: ½ x ½

Üç amino asidin sol-elli olma olasılığı: ½ x ½ x ½

584 amino asidin sol-elli olma olasılığı:  (½)^584

 

Ayrıca tüm amino asitler, protein zincirindeki diğer amino asitlerle birleşmek için peptid bağı denilen kimyasal bir bağ kurmak zorundadırlar. Oysa doğada, amino asitler arasında kurulabilecek başka kimyasal bağ türleri de vardır; peptid bağlar ve diğer bağlar kabaca eşit ihtimalle kurulur. 584 amino asitli Serum Albumin proteini için 583 tane peptid bağı gereklidir. Bunun olasılığı şöyle gösterilebilir:

 

İki amino asidin peptid bağıyla bağlanma olasılığı: ½

Üç amino asidin peptid bağıyla bağlanma olasılığı: ½ x ½

Dört amino asidin peptid bağıyla bağlanma olasılığı: ½ x ½ x ½

584 amino asidin peptid bağıyla bağlanma olasılığı: (½)^583

 

Bu tek proteinin amino asitlerinin, sırf sol-elli olması ve de peptid bağı yapmasının olasılığı ise şöyledir:

 

(½)584 x (½)583 = (½)1167 (Yaklaşık) (1/10)^351

 

Bu olasılığın tesadüfen gerçekleşmesinin matematiksel olarak imkânsız olduğunu şöyle düşünerek anlayabiliriz: Evrendeki 10^80 proton ve nötronu, fotonlarla ve elektronlarla toplarsak 10^90’dan küçük bir sayı elde ederiz. Evrenin yaşı olan 15 milyar yıl x 365 gün x 24 saat x 60 dakika x 60 saniye = 473.040.000.000.000.000 saniye; evrenin başından şu ana kadar geçen zamanı ifade eder. Bu sayıya yuvarlak olarak 10^18 saniye diyebiliriz. Bu iki sayıyı çarparsak 10^90 x 10^18 = 10^108 eder. Bu sayı, evrendeki her proton, nötron, elektron ve foton, evrenin her saniyesi bir deneme yapmış olsalar, oluşacak deneme sayısıdır. Saniyede yapılan denemeleri en yüksek kimyasal hız olan 10^12 (bir trilyon) olarak alırsak; 10^108 x 10^12 = 10^120 eder, oysa 584 amino asitli bir proteinin sırf sol-elli amino asitlerden kurulu olması ve peptid bağı oluşturması gibi basit iki aşamanın oluşma olasılığı 10^351’de 1’dir. Bu, bütün uzayın elektron, proton, nötron ve fotonlarının her biri canlılardaki 20 amino asitten birine dönüşselerdi ve evrenin oluşumundan itibaren her biri saniyede 10^12 deneme yapsalardı bile; tek bir 584 amino asitli proteinin amino asitlerini, sol-elli olarak oluşturmaya ve peptid bağı yapmaya imkân bulamayacaklarını gösterir. Bu sonuç gerçekten çok ilginçtir. Kopernik devrimi ile dünya, evrendeki merkezi yerini kaybetmiştir ama dünyamızda ancak mikroskopla görülebilen bir canlıda bile binlercesi olan proteinlerin tek bir tanesinin en sıradan özelliklerinin tesadüfen ortaya çıkması için tüm evrenin tüm maddesini seferber etmemiz bile bu proteinin nasıl oluştuğunu açıklamaya yetmemektedir. Biyolog Steven Rose, daha basit bir proteini amino asit dizilimleri açısından ele almakta ve bu proteinin amino asit uzunluğunda 10^300 olası form olabileceğini, bu olası formlar gerçekten var olsalardı ağırlıklarının 10^280 gram olacağını; oysa evrendeki tüm maddenin tahmini ağırlığının 10^55 gram olduğunu söyler. Bu da belirli bir proteinin tesadüfen elde edilmesinin ne kadar imkânsız olduğunu gösterir.

 

Proteinlerin amino asitlerinin doğru sırada olması protein açısından hayati öneme sahiptir. Serum Albumin proteini için bunun olasılık hesabı şöyledir:

 

Bir amino asidin doğru yerde olma olasılığı: 1/20

İki amino asidin doğru yerde olma olasılığı: 1/20 x 1/20

Üç amino asidin doğru yerde olma olasılığı: 1/20 x 1/20 x 1/20

584 amino asidin doğru yerde olma olasılığı (1/20)^584 (yaklaşık) (1/10)^759

 

Proteinlerin amino asit dizilimlerinde belli bir bölgenin aktif taraf olduğu, bu yüzden bu bölgenin dışındaki amino asit değişimlerinin önemsenmemesi gerektiği söylenebilir. Bu yüzden elde ettiğimiz olasılık yükselebilir. Fakat son protein çalışmaları, aktif olmayan bölgedeki birkaç değişikliğin de proteinin fonksiyonunu kaybetmesine sebep olduğunu göstermiştir. Diğer yandan proteinin hücrede gerekli yerde, gerekli sayıda olması gibi ele almadığımız hayati özellikler olasılığa dâhil edilirse; o zaman ise olasılık daha da düşer.

 

Amino asitlerin doğru sırada olmasının olasılığını daha önceden elde edilen 10^351’de 1 sayısıyla çarparsak, belirli bir proteinin hem sol-elli amino asitlerden oluşmasının, hem peptid bağı kurmasının, hem de amino asit dizilimini doğru oluşturmasının olasılığını elde ederiz. Bu da 10^351 x 10^759 = 10^1110’da 1 gibi, olasılık olarak imkânsız kabul edilen bir sayıya denk gelmektedir; matematikte genelde 10^50’de 1’den küçük olasılıklar bile imkânsız olarak kabul edilir."

-Alıntı Sonu-

 

Yazarın, bu noktadan sonra Prof. Dr. Richard Dawkins'in kitaplarında detaylıca anlattığı "hurdalıktaki Boeing 747", "rastgele basılan daktilo tuşlarından Hamlet'in yazılması", "rastgele çizilen Mona Lisa tablosu" gibi benzetmelere girerek, biraz Dawkins'e hak veriyormuş gibi yaparak seyirciye oynadığı, sonrasında ise Doğal Seçilim'in cansızlık öncesi yapılara uygulanamayacağı argümanını ileri sürerek Dawkins'in hayal alemine daldığını iddia ettiği görülmektedir. Evrim ile ilgili yapılan benzetmelerle ilgili açıklamalarımızı buraya tıklayarak okuyabilirsiniz. Yazarın Doğal Seçilim ile ilgili argümanına ve bunun hatalarına en son değineceğiz.


Şimdi yazarın bu hesaplara daha yakından bakalım ve gerçeklerin anlatılandan nasıl farklı olduğunu anlayalım:



Yazarın Genel, Yaklaşımsal Hataları


İlk olarak yazarın genel yanlışı nedir buna değinmek istiyoruz. Evrim Karşıtı kimliğiyle bilinen insanlar, her zaman şu argümanın arkasına sığınmaktadırlar: "Evrim, her şeyin tesadüfen var olduğunu iddia eder." Ne bilim, ne de Evrim Kuramı herhangi bir şeyin "tesadüf eseri" olduğunu iddia etmektedir. Bunu anlatmanın en kolay yolu şudur: bir top serbest bırakıldığında yere düşmesinin sebebi ne kadar "tesadüfi" ise, evrimsel süreç de o kadar "tesadüfi"dir. Doğal gerçekleri tesadüfi olarak adlandırmak bile, baştan bir yanılgı yaratmaktadır. Bu mantığa göre herhangi bir doğal yasa "tesadüf" olarak görülebilir ve aşağılanabilir. Halbuki doğa yasalarının sonuçlarına "tesadüf" yaklaşımını getirmek hatadır. Doğa yasaları, evrenin dokusu değişmediği sürece aynı kuralları dikte eden fiziksel, kimyasal ve biyolojik olgular bütünüdür. Dolayısıyla sonuçları, hiçbir şekilde doğa üst kuvvetlerce yönlendirilmiyor olsa da, düzenli yapıların ve şablonların oluşmasına neden olabilir. Dediğimiz gibi, aynı mantıkla "Her seferinde bırakılan top yere düşüyor, bu tesadüf olamaz." demek aynıdır. Ancak bu durumda, argümanın saçmalığı kolayca göze çarpmaktayken, söz konusu halk tarafından daha az anlaşılan "evrim" olduğunda, bu "tesadüf" iddiasının saçmalığı aynı kolaylıkla görülememektedir. Elbette ki, tıpkı topun yere düşüşünü kontrol eden bir bilinç olmaması gibi, evrimleşen canlıları ve varlıklarını da kontrol eden bir bilinç yoktur. İki durumda da var olan tek şey, sürekli aynı şekilde etki eden doğa yasaları ve bunlara bağlı olarak oluşan süreçlerdir. 


Evren'in kendi içerisinde zaten evrimden bağımsız olarak tesadüfler vardır. Tam zarı atıp da 6-6 geldiğini gördüğünüz anda kapınızın çalınıp komşunun gelmesi bir tesadüftür. Arada hiçbir nedensel ilişki yoktur; ancak hayatta ve evrende böyle şeyler olur. Doğada sürekli bu tip tesadüflere rastlanır. Bir kuş bir yerde yavrularını beslerken düşürdüğü çalı parçası o gün o ağacın altında piknik yapan insanların reçel sürdükleri ekmeğin üzerine düşebilir. Bu bir tesadüftür. Hesaba dökecek olursanız böyle bir durumun gerçekleşme ihtimali belki katrilyonda 1'dir. Ancak düşmüştür, böyle tesadüfler her birimizin başına gelir. Bir diğer örnek, akıl almaz trafik kazalarından burnu bile kanamadan kurtulabilen insanlardır. Eğer ortamı modelleyecek olursanız, o kişinin öylesi bir kazadan kurtulması belki matematiksel olarak sıfırdır; ancak kurtulabilmiştir. Zira olasılık hesapları mutlak değildir ve bir olasılık hesabının sonucu sadece çıkan sayıların büyüklüğü/küçüklüğü ile analiz edilemez.

 

Buradaki kritik sözcük modelleme sözcüğüdür. Yukarıdaki alıntıda yazarın yaptığı bir modellemedir. Ancak mühendislerin ve bilim insanlarının bildiği gibi, sanal modellemeler ile fiziki hayat nadiren ve çok basit sistemlerde birebir uyumludur. Sistem karmaşıklaştıkça, modellemek için kullandığımız matematiksel dil zayıf kalmaya başlar ve aradaki uyumsuzluklar artar. Buna bilimde Gerçeklik Boşluğu (The Reality Gap) adı verilir. Canlılık gibi karmaşık sistemlerde, lise matematiği gibi 1/2'leri birbiriyle rastgele çarpmak ve elde edilen sayıları da birbiriyle çarparak inanılmaz küçük sayılar elde etmek ve bunu gerçek olgularla kıyaslamak, sadece bilimden uzak insanların düşeceği bir hatadır. Zira basit yapıların karmaşık sistemleri, kendi kendilerine doğal süreçler dahilinde, hiçbir yönlendirme olmaksızın oluşturabileceklerini ispatlayan buradaki araştırmadan da okuyabileceğiniz gibi, elimizdeki karmaşık matematiksel modeller bile canlılığın cansızlıktan evrimi gibi uzun soluklu ve son derece karmaşık bir sistemi yeterince iyi izah etmek için yeterli olmaktan çok uzaktır. Kaldı ki bu sistemlerin ilkokul matematiğiyle yapılmış bir analizini ciddiye almak bile fazla olacaktır. Ne var ki bilim karşıtlarının en tipik matematiksel hesaplarından birini güzel bir şekilde derlediği için, bu yazı üzerinden giderek hataları göstereceğiz.

 

Düşülen bir diğer temel yanılgı, analojiden gelmektedir. Belki ufak bir detay gibi gelebilir, halbuki bir bireyin konuya hakimiyeti yaptığı teşbihlerden (benzetmelerden) anlaşılabilir. Bunun güzel bir örneği işte "hurdalıktaki Boeing" benzetmelerini yapmaktır. Yazar, hücre ile fabrika arasındaki analojiyi kurarken proteinlere "makine" demektir. Benzer bir şekilde aminoasitlerin birbirleriyle olan etkileşimlerini, bir patlama sırasında tuğlaların birbirleriyle olan etkileşimlerine benzetmektedir. Bunların her biri, okurun hayalgücüne hitap ederek gerçeği çarpıtma çabalarıdır. Çünkü canlı yapıların oluşturdukları karmaşık sistemler ile cansız yapıların oluşturdukları (veya oluşturamadıkları) karmaşık sistemler arasında hiçbir analoji kurulamaz. Çünkü bu yönde kurulmaya çalışacak her analoji, "dinamitle patlatılan tuğlaların ev oluşturması" gibi çocuksu hayallere dönüşecek ve okurun "Ne saçma!" demesini sağlayacaktır. Ancak cansız yapıları oluşturan yapıtaşlarının arasındaki etkileşimler ile canlı yapıları oluşturan yapıtaşları arasındaki etkileşimler birbirinden tamamen farklıdır. Zaten bu yüzden ve bu sayede cansızlıktan canlılık evrimleşebilmiştir ve biz bugün varlıkları "canlı" ve "cansız" olarak ikiye ayırabilmekteyiz. Bu yüzden gerçek bilim insanları, bu tür hatalı analojilerden uzak dururlar. Basit bir kontrol yöntemi olarak, güvenilir bir kaynağın yaptığı benzetmelere bakınız. Eğer ki canlılar ile cansızlar arasında doğrudan bağlantılar kurarak, bir olgunun "saçmalığını" ya da "olağandışılığını" ileri sürüyorsa, muhtemelen güvenilmez ve bilimden anlamayan bir kaynak okuyorsunuz demektir. 


Son olarak ve hepsinden önemli olarak, yazarın en büyük hatası, başından sonuna kadar konuyu bilim dışı bir boyuttan değerlendirme çabasıdır. "Akıllı Tasarım" görüşü dahilinde ele alınan mevzu, kısmen üstü kapalı, kısmense açık olarak bu süreçlerin çok karmaşık olmasından ötürü doğaüstü bir süpergüç tarafından yönlendiriliyor olması gerektiği iddiasına dayanmaktadır. Doğada, bu tür bir yapıya veya izlerine hiçbir şekilde rastlamadığımız gibi, bu tür bir iddianın doğrudan hiçbir ispatı bulunmamaktadır. Halbuki bilim bize, olağanüstü iddiaların, olağanüstü ispatlarla delillendirilmesi gerektiğini söylemektedir. Bu şekilde basit matematik hesaplarıyla bilimsel bir çıkarım yapar gibi gözüküp, bunu eleştirilen "olasılıksızlıktan" bile daha imkansız gözüken bir diğer açıklamaya bağlamak, yazarın bilimsel algısını ortaya koymaktadır. 


Bilimde şahsi düşünce ve görüşlere yer yoktur ve bir sistemin çok karmaşık veya çok olasılıksız olmasına rağmen gerçekleşebilmesinin açıklaması, ne olduğunu hiç bilmediğimiz ve varlığına dair hiçbir bilimsel delilin bulunmadığı bir diğer açıklama olamaz. Elbette bilim özgürdür; her türlü iddiada bulunabilir, bu iddianızı ispatlamaya çalışabilirsiniz. Eğer haklı çıkabilirseniz, ne ala. Ancak burada gördüğümüz gibi hatalı ve temeli çürük argümanlarla, bu kadar olağanüstü bir iddianın ispatlanmaya veya desteklenmeye çalışılması, en yalın tabiriyle bilime hakarettir. Dolayısıyla bilimde "yaratılışçılık" veya onun üstü örtülmüş ve bilimle barıştırılmaya çalışılmış (ve başarısız olmuş) versiyonu olan "akıllı tasarım" gibi sahtebilim unsurlarına yer yoktur. Bu şekilde yapılan açıklamaların hiçbir bilimsel temeli olmadığı gibi, asla bilim camiasında ciddiye alınmazlar. Bunun sebebi ise, bu argümanların temel çıkış noktalarını ispatlamaktan yoksun olması ve bu iddiaların yanlışlanabilir veya test edilebilir olmaması, dolayısıyla bilimle alakası olmamasıdır. Kişiler şahsi inanç ve düşüncelerini kendi içlerinde yaşamalıdırlar ve bilim gibi objektivite üzerine kurulu sistemlere alet etmemelidirler.

 


Yazarın Matematiksel Hataları


Yukarıdaki anlatımda ciddi matematik hataları bulunmaktadır, çünkü hesap çok basit ve gerçekçi olmayan bir olasılık hesabına dayanmaktadır. Proteinlerin oluşmalarıyla ilgili hesaplar, yukarıdaki gibi yapılamaz. Hesabı dikkatli inceleyecek olursanız, sürekli çarpım yöntemi kullanılmış ve seyreltme yapılmamıştır. Seyreltmeden kastımız, bir basamağın, kendisinden sonraki basamağı biyolojik olarak etkilemesidir. Yapılan hesaplar, bir proteinin son aşamaya bir seferde gelecek şekilde oluşması üzerine kurulmaktadır. Dolayısıyla evdeki hesabın çarşıya uymaması zaten öngörülebilir bir durumdur. Evrim, "kademeli değişim" anlamına gelmektedir. Ve bu değişim, hiçbir şekilde bir seferde, tek bir sıçrayışla meydana gelmemektedir. Aynı durum, canlılığın cansızlıktan evrimini mümkün kılan kimyasal evrim için de aynen geçerlidir. Dolayısıyla hesapları da yazarın bahsettiği gibi yapılamaz.

 

 

Yazarın da belirttiği gibi, günümüzde 20 temel aminoasit tanımaktayız. Bu 20 aminoasit, farklı sıralar ve sayılarda bir araya gelerek ufak proteinlerden devasa proteinlere kadar binlerce proteini oluşturabilmektedirler. Ancak bu proteinlern istisnasız hiçbiri bir seferde var olmamıştır, bunu önceki yazılarımızda ele almıştık. Kademeli bir değişim sürecinden geçerek oluşmuşlardır. Üstelik, tek bir noktada bulunan yapıların deneme-yanılmaları sonucu değil, Dünya'nın çok farklı noktalarında ve çok farklı koşullarında meydana gelen aşırı fazla sayıdaki denemenin ürünü olarak oluşmuşlardır. Tek bir deneme grubunun, sürecin sonuna kadar gitmesini takip edecek olsaydık bir ihtimal yazarın yaptığına benzer, tekil bir hesap yapabilirdik. Ancak o zaman bile yazarın hesabı içeriğinden ötürü hatalı olurdu.


Aşağıda, proteinojenik aminoasitlerden en yaygın olarak bilinen 20 tanesi görülmektedir:

 


  

Hesap Hatası

 

Şimdi, hesap hatasına gelelim. İlk olarak basit bir şekilde yazarın tüm hesabının isabetsizliğini gösterelim: ilk etapta, aminoasitlerin sağ-elli ve sol-elli olması konusunda bir hesap yapılmış ve (½)584 sayısı elde edilmiştir. Bu bile böyle hesaplanamaz, geleceğiz; ancak diyelim ki bu hesap doğru. Peki ya ikinci çarpım nedir? "Peptit bağı yapma ihtimali" de ne demektir? Aminoasitler doğada ezici bir çoğunluk ile peptit bağları ile bağlanırlar. Başka ne tür bağlar peptitleri yapısal olarak birbirine bağlamaktadır, bilemiyoruz ve hiçbir biyokimya kitabı ve makalesinde buna rastlamadık. Eğer yazar dipol kuvvetlerinden doğan ikincil bağlar gibi yapılardan bahsediyorsa, bu tamamen hatalıdır, zira hesap bununla ilgili bile değildir. Üstelik aminoasitlerin birbirine bağlanması söz konusuysa, peptit bağı gibi güçlü bir bağ tipinin karşısında herhangi bir diğer opsiyon bulunmamaktadır. Dolayısıyla çarpımın ikinci kısmı olan (½)583 tamamen iptal edilmelidir. Bu durumda, olasılık bir anda (½)584 olarak kalmaktadır ki bu, (1/10)175 sayısına denk gelmektedir. Sanıyoruz bu yazara pek ufak bir olasılık gelmemiş olacak ki, ek bir çarpana ihtiyaç duyarak "peptit bağı olasılığı" diye olasılık yaratıp hesaba katma ihtiyacı duydu. Ancak aşağıda da izah edeceğimiz gibi, aslında bu şekilde bir çürütmeye ihtiyaç bile yoktur; zira aminoasitlerden protein sentezi lise matematiği ile modellenemez. Ancak bu temel garipliği göstererek bu basit matematiğin bile hatasını göstermek istedik. Şimdi hesabın özüne dönelim:


Yazarın en ciddi hatası, bu sistemin ara ürünlerine hiçbir önem vermemesidir. Gerçekten de, tüm diğer parametreler göz ardı edilecek olursa, iki aminoasidin birleşme ihtimali yazarın söylediği gibi 1/2, yani %50 olarak düşünülebilir. Dolayısıyla, Dünya'nın ilkin koşullarında var olan trilyonlarca aminoasitten milyarlarcası farklı kombinasyonlarla, ikili aminoasitlerden oluşan dipeptitlerin oluşabilmesi işten bile değildir, yazarın da bunu kabul edeceğini tahmin ediyoruz. Bunların bir kısmı o anda bulunulan sistem içerisinde daha stabil ve dengelidir, diğerleri ise daha kolay parçalanabilmektedir. Örneğin karmaşık yapılar içerisinde kimi zaman, bazı yapıların kolay parçalanabilmesi de süreçlerin devam edebilmesi açısından avantaj olabilmektedir. Ancak diyelim ki ilkin dünya koşullarında sadece zor parçalanan, sabit kalabilen, yani kimyada "dengeli" dediğimiz sistemler avantajlı olsun. Bu durumda oluşan trilyonlarca ikili aminoasitten sadece stabil olanlar varlıklarını koruyacak ve spontane olarak oluşmuş yağ zırhları içerisinde kalacaklardır. Geri kalanları ise yeniden döngüye karışacak ve parçalanarak aminoasitlere dönüşeceklerdir. Böylece diğer aminoasitler ve dipeptitlerle bağ kurma denemelerini sürdüren aminoasit sayısı hep yüksek olacaktır.

 

Dahası, bu dirençli ikililere bağlanabilecek kimyasalların sayısı sınırsız değildir. Örneğin normalde 20 tane temel aminoasit varsa, oluşan bir ikili sistem sadece 8 tanesiyle yeniden tepkimeye giriyor olabilir. Bir diğer ikili kombinasyon ise 12 farklı tekil aminoasitle birleşebilecek yapıda olabilir. Bunun sebebi, kimyasal yapılarından ötürü kimyasal katalizörler ve yönlendirici proteinler olmadan aminoasitlerin bağlanabilecekleri kimyasalların sayısının sınırlı olmasıdır. Sonuç olarak bu şekilde, 4-5 aminoasitten birkaç on tane aminoasitten oluşan proteinlere/proteinoidlere kadar ilkin protein aileleri oluşmuş olabilir. Daha sonra bu ailelerin birbiriyle etkileşimi sonucu giderek daha üst düzey karmaşıklıktaki proteinlere ulaşılabilir. Her bir basamak, daha önceki basamaklara bağımlıdır. Bu da, yazarın 1/20'ler üzerinden yaptığı hesaplamaları tamamen hatalı kılmakta, olasılığı katlayarak düşürmekte, dolayısıyla sonuç değerini de aşırı küçültmektedir.


Hem de, bu eksilen sayıda bağ kurma yatkınlığı, eksponansiyel olarak (giderek ivmesi değişen biçimde) azalacaktır. Dolayısıyla, ribozom içerisindeki yönlendirilmiş sentez gibi durumlar haricinde, spontane tepkimelerden bahsederken her koşul birbirinin eşi olarak kabul edilemez. 


Bu anlattıklarımıza, yazarın hesapları dahilinde bakacak olursak, 10 aminoasitli bir protein yaklaşık 1/1024 (yaklaşık %0.1) ihtimalle oluşacaktır. Var olan aminoasitlerin aşırı sayısı yanında bu çok sıradan bir olasılıktır ve neredeyse her an, sayısız defa meydana gelebilir. Örneğin yazar, hesabında "orta büyüklükte" bir protein olan insan serum albumin proteinini kullanmıştır. Halbuki başlangıçta oluşan yapıların "orta büyüklükte" olması gerekli değildir; zira evrimsel süreç içerisinde, kademeli değişimlerle oluşan organellerin enerji sarfiyatı sayesinde daha düzenli yapılara ulaşması ve proteinleri bu şekilde sentezledikleri bilinmektedir. Doğada ilk oluşan proteinler elbette büyük yapılı değildirler. Örneğin bildiğimiz en küçük protein olan TRP-Cage proteini sadece 20 aminoasitten oluşmaktadır. Bunun gibi çok sayıda protein bulunmakta ve canlılığın temel yapıtaşlarına katılmaktadır. Evrimsel süreçte, ribozomların evrimi sonucu daha büyük moleküllerin genetik materyal aracılığıyla sentezlenmesi oldukça anlaşılırdır. Bunlar, tesadüfi olan olaylar değil, birikimli kimyasal seçilimin sebep olduğu canlılık gerçekleridir.


Dahası, büyük proteinler bile kademeli birikim ile oluşmak zorunda değildir, genetik rekombinasyon hataları ve çiftlenmeler, daha küçük bir proteini kodlayan bir dizinin kendisini tekrar etmesi sonucu daha büyük proteinleri oluşturabilir. Yazarın kullandığı serum albumin proteini örneğinde, her biri ortalama 190 aminoasit büyüklüğünde olan 3 adet tekrar dizisi olduğu görülmektedir. Yani yazarın protein seçimi ironik bir şekilde talihsizdir. Kendi kendine oluşumu çürütmek için kullandığı örnek, çok daha basit yapılı bir proteinin 3 kere üst üste binmesiyle oluşmuş daha karmaşık bir proteindir. Dolayısıyla doğada bu tip hatalar, büyük yapılı proteinleri üretebilir. 


Bunu şöyle de izah edebiliriz: Önünüze 100 tane madeni para alın. Bunları yan yana dizin. Otomatik bir makine, bunların her birini, sürekli olarak yazı tura attırsın. Yan yana uygun kombinasyonlarda olanların birbirleriyle bağ kurduklarını düşünelim. Bu durumda, kısa bir süre sonra elimizde birçok ikili madeni para göreceğiz. Ancak çevresel streslerin ve koşulların etkisi altında bunların sadece bazıları uyumlu olabilsin, diğerleri dağılarak tekil hale dönsünler ve makinemiz, bunları tekrar tekrar yazı-tura atmayı sürdürsün. Bu süreçte, ikili sisteme bağlanabilecek bir kombinasyonun oluşması, beklenmedik atılımlara ve moleküler adaptasyonlara neden olabilir. İkili sistemimiz önce üçlü, sonra beşli bir hale dönüşerek büyüyebilir. Bunun gibi farklı birçok sistem oluşabilir. Bunlardan sadece bazıları ortama uygun olabilir ve varlıklarını/formlarını koruyabilirler. Diğerleri elenir ve döngü böyle devam eder. Üstelik aminoasit durumunda elimizde sadece 100 adet değil, milyarlarca ve trilyonlarca adet örnek bulunmaktadır ve yazarın dediği gibi bunlar sürekli olarak birbirleriyle etkileşime girmektedirler. Tek sorun, bu etkileşimin matematiksel analizinin yazarın yaptığı gibi olmayışıdır. Bu durumda, yazarın matematiksel yaklaşımının neden hatalı olduğu görülecektir: tekdüze yaklaşım.

 

 

Yukarıda izah ettiğimiz gibi, sayısız miktarda 10'lu, 15'li protein oluştuktan sonra, yine dayanıklı (stabil) olma durumuna göre seçilim sebebiyle daha ileri kombinasyonlar da oluşabilir. İşte yukarıda da değindiğimiz gibi, yazarın bu gerçeği fark etmesinden sonra muhtemelen korkarak kendini garantiye yöntemi, Doğal Seçilim'in bahsettiğimiz etkisini yazısı içerisinde reddetmeye çabalamak şeklinde olmuştur. Seçilim, aralarındaki mikroetkileşimler (yani fiziksel ve kimyasal çekim-itim kuvvetleri) olan bütün yapıların basitten karmaşığa giden organizasyonlar üretmeleri sırasında işlemesi muhtemel olan bir doğa yasasıdır. Bu, fizik kurallarınca dikte edilen bir durumdur. 


Eğer yazının devamını okuyacak olursanız, moleküler düzeyde seçilimin var olamayacağını iddia ettiği görülmektedir. Halbuki bu tamamen yanlıştır ve modern biyokimya bilgilerimizle çelişmektedir. Günümüzde, moleküler düzeyde bir seçilimin de mümkün olduğu ve bunun sonucunda kimyasal evrimin oluştuğu bilinmektedir.


Bu konuda söyleyeceğimiz son nokta ise şudur: günümüzde, aminoasitlerin tepkimeye sokulması sonucu çok kısa sürede yapay proteinleri üretmemizi sağlayan yöntemler bulunmaktadır. Örneğin, katı faz peptit sentezi olarak bilinen ve Robert Bruce Merrifield tarafından geliştirilen yöntem buna bir örnektir. Eğer ki doğal süreçlerle aminoasitlerin proteinleri sentezlemesi olanaksızsa, nasıl olur da laboratuvarlarımızda bu tepkimeleri tekrarlayabilmekteyiz? Üstelik bu tepkimelerde, ribozom bulunmamaktadır, tamamen sentetik ve kimyasal bir süreç izlenmektedir. Bunun haricinde, örneğin 2008 yılında yapılan Miller-Urey Deneyi benzeri bir deneyde, aminoasitlerin istisnasız tamamı ile birçok organik molekül (ki bunların içerisinde proteinoidler de bulunmaktadır) birkaç günde, tamamen doğal yollarla sentezlenmiştir. Buradan okuyabileceğiniz bir deneyde ise bırakın basit yapılı proteinlerin oluşmasını, işlevlerini yerine getirebilen protein mekanizmaları bile kendi kendine, laboratuvar ortamında oluşabilmiştir. Eğer bu doğal oluşum imkansız ise, bu deneylerde nasıl bunlar oluşmuşlardır? Üstelik yaşamın başladığını bildiğimiz volkanik bacaların etrafında bulunan karbonil sülfat etkisi altında bu aminoasitlerin kendiliğinden peptit bağlarını seri bir biçimde kurarak proteinler inşa ettiği gözlenmiştir. Bu ne demektir? Doğa, bu sözde imkansız olasılıklara rağmen her türlü ortamda bu yapıların inşasının mümkün olduğunu bize ispatlamaktadır. Yani 1/10354 gibi uydurma olasılıklar, bilimsel testler karşısında başarısız olmakta ve kendi kendilerinin geçersizliklerini göstermektedir. Çünkü böyle bir olasılık hesabı yoktur!

 


"Biyofizikokimyasal" (ya da kısaca "Biyolojik") Bağımlılık ve Matematiksel Bağımlılık

 

Esasında, bizim yaptığımız hesap bile tam olarak doğru değildir. Doğada, hiçbir aminoasit düz hesap %50 olarak bir diğer aminoaside bağlanmaz. Doğada, bir kimyasal bağın kurulabilmesini etkileyen çok sayıda farklı parametre olabilir. Bu parametrelerin herhangi bir bölgedeki değerlerine göre aminoasitten aminoaside, bağ sayısından bağ sayısına, protein büyüklüğünden protein büyüklüğüne bağlanma olasılığı %0 ile %100 arasında değişen değerler alır. Yani kimyasal şartlar, sıcaklık, basınç, entropi, vb. milyarlarca değerlerin etkisi altında aynı iki aminoasit bir bölgede %87 olasılıkla bağ kurarken, bir diğer bölgede %12 olasılıkla bağ kurabilirler. Zaten bu sebeple canlılık Dünya'nın her bir tarafında değil, muhtemelen okyanus diplerindeki sıcak volkan bacalarında başlamıştır. Bu bölgedeki parametreler, proteinlerin oluşmasına ve moleküler evrim açısından gelişmesine daha fazla imkan vermektedir. İşte bu açıdan baktığımızda, aminoasitlerin birbirlerine bağlanma olasılıkları, o andaki biyolojik, kimyasal ve fiziksel etmenlerden etkilenir. Bu sebeple önceki olaylar, sonraki olayları bağlar. Fakat yazı içinde de dediğimiz gibi, bu kadar karmaşık sistemleri gerçekçi olarak modelleyecek bilgisayar işlemcilerinden de, programlardan da, matematiksel verilerden de yoksunuz. Belki gelecekte bu olaylar çok daha net açıklanacaktır.

 

Öte yandan yazarın verdiği hatalı hesaplama ile bizim burada verdiğimiz bilimsel izahı, matematiksel bağımlılığın değerlendirilmesiyle ilgilidir. Son kez tekrar edecek olursak,yazar bütün olayları birbirine bağlayıp karıştırarak, çarpabildiği kadar 2'yi birbiriyle çarpmış, devasa sayılara ulaşmıştır. Halbuki bir "t" anındaki aminoasit bağlanma durumu, "ya bağlanır, ya bağlanmaz" şeklinde, 1/2'dir (bir de sol el hesabı işin içine katılırsa 1/4'tür). Ancak öyle her şeyi birbirine karıştırıp da, her şey bir anda olacakmış gibi hesap yapılması, bu tip sorunlu sonuçlar çıkaracak ve bilim düşmanlarının işine gelecektir. 


 

Peki Ya Sol-Elli Aminoasitler?

 

Yazarın çarşıyı evdeki hesabına uydurmak adına "yarattığı" olasılıklardan biri de kiralite (chirality) adını verdiğimiz aminoasit simetrisidir. "Kiral" aminoasitlerin moleküler dizilimi, sağ ve sol el gibi birbirinin ayna görüntüsüne sahip olabilmektedir. "Akiral" aminoasitler ise, "kabak" kelimesinin tersinin de "kabak" olması gibi, ayna görüntüsü, orjinal görüntüsünün aynı moleküler dizilime sahip aminoasitlerdir. Kısaca akiral aminoasitler simetrik, kiral aminoasitler ise asimetriktir. Kiralitenin en sık kullanılan kategorizasyonu D- ve L- dizilimleri olarak isimlendirilen bir yöntemdir. Aslında tam olarak doğru bir anlatım olmasa da, D-aminoasitlerinden oluşan proteinlere sağ elli, L-aminoasitlerinden oluşan proteinlere ise sol elli denir. Aşağıda bu olay basitçe gösterilmektedir:

 

 

Yukarıda da görüldüğü üzere aynı aminoasidin, birbirinin ayna görüntüsü olan iki formu bulunabilir. Bu ikili asimetriktir, yani üst üste getirildiklerinde aynı görüntüye sahip olamazlar. Ancak kimi aminoasit, akiraldir, ayna görüntüsüyle orjinali tıpatıp aynıdır. Aşağıda bu ikisi karşılaştırılmaktadır:

 

 

Doğada canlıların yapısına katılan proteinlerin çoğu, tam olarak bilinmeyen bir sebeple sol elli aminoasitlerden oluşur. Genelde Evrim Karşıtı olan bilim düşmanları, kendilerinin de herhangi bir açıklaması olmamasıdan ötürü bu simetri konusundan yola çıkarak Evrimsel Biyoloji'ye eleştiri getirdiklerini sanmaktadırlar. Bu eleştirilerinin temelinde de Miller-Urey Deneyleri'nde kendiliğinden oluşan proteinlerin çoğunlukla sağ elli olması gelmektedir. 

 

Tabii günümüzden birkaç on ila birkaç yüz yıl gerisinde kalmış bilgilere sahip bu insanların modern çalışmalardan bihaber oldukları aşikardır. Bugün biliyoruz ki, bir ortamdaki su, ısı ve radyasyon miktarı oluşan aminoasitlerin kiralitesini belirlemektedir. Örneğin canlıların yapısına oldukça az katılan ve milyarlarca yıl boyunca kiralitesini koruyabilecek kadar istikrarlı yapıda olan izovalin üzerinde yapılan araştırmalar, bir aminoasidin bulunduğu ortamda neden sol elli veya sağ elli olabileceği hakkında bilgiler vermektedir. 

 

NASA tarafından yapılan bir araştırmada, kuyrukluyıldızların toz halindeki kuyruklarında, çok yüksek oranlarda sol elli aminoasitler bulunmuştur. Üstelik, su miktarı arttıkça sol-elli aminoasitlerin oranının da arttığı gösterilmiştir. Bunun haricinde, meteor çarpmaları sırasında oluşan basıncın, sağ-sol el simetrisini tersine çevirebildiği bilinmektedir. Bu da, yazarın matematiksel hatasına bir diğer açıdan ışık tutmaktadır: hesaba katılmayan ve beklenmedik olaylar, büyük çapta değişimler yaratabilir. Örneğin kiralite üzerinden gidilen matematik hesabında meteorların ve kuyrukluyıldızların etkisi hesaba hiç katılmaz. Ancak yapılan araştırmalar, meteor çarpmaları ile kuyrukluyıldızların su yüklü kuyruklarından Dünya'ya taşınan sol elli aminoasitlerin yaşamın başlangıcına ciddi anlamda katkı sağladığını göstermektedir. Matematiksel olarak hesapladığımızda anlamsız derecede sonuçlar veren olasılık hesapları, gerçek dünyada tutmamaktadır. Hem de, yine yapılan son çalışmalarda, sağ-elli aminoasitler üzerine kurulacak bir yaşamın da varlığını gayet başarıyla sürdürebileceği ortaya çıkarılmaktadır. Elbette bu bilgi neden canlıların baskın olarak sol-elli aminoasit kullandığına ışık tutmaz; ancak belki de, aminoasit simetrisi yaşam için sandığımız kadar kritik önemde olmayabilir. Yani galaksimizin ve Dünya'nın oluşumunda ve sonrasında bulunan yüksek sol-elli aminoasit derişimi, ister istemez günümüz canlılarının sol-elli aminoasitler üzerine kurulu bir atanın torunları olmalarına neden olmuş olabilir. 

 

Bunun haricinde zaten yazarın matematik konusundaki yetersizliği "sol elli olma ihtimali" ile ilgili yaptığı hesaptan kolaylıkla anlaşılabilir. İlkokul matematiğinden hatırlanabileceği gibi, birbirine bağlı olan olasılıkların sonuç olasılığını hesaplamak için her bir olasılık birbiriyle çarpılır. Tek bir soru soracağız: Bir proteinin içerisindeki aminoasitlerin sol elli olma olasılıkları, birbirleriyle bağlı olan olaylar mıdır? Neden 584 aminoasitlik bir proteinin içeriğinin sol elli olma ihtimali inatla 1/2'ler birbiriyle çarpılarak yapılmaktadır? Zaten yukarıda da izah ettiğimiz gibi, bu aminoasitler bir anda bir araya gelerek sol elli olmamışlardır. Çeşitli nedenlerle sol elli olarak oluşan veya sol elli hale dönüşen aminoasitler bir araya gelerek proteinleri oluşturmuşlardır. Tüm bunlar hesaba katılacak olursa, kiralite hesaplarının ve benzerlerinin ilkokul matematiği ile 1/2'leri birbiriyle çarparak yapılamayacağı anlaşılmaktadır. 


Esasında bu hataların hepsi evrimsel süreçlerin yönlendirilmiş olması gerektiği düşüncesinden kaynaklanmaktadır. Bu ekolden olan insanlar, farklı kombinasyonlar arasından sürekli yapılacak olan bir seçilim sonucu canlılığın oluşamayacağı iddiasındadırlar. Bu sebeple, hedefi olan bir ürün üretmek penceresinden doğayı ve biyolojiyi değerlendirirler. İşte bu yüzden, son ürünlerin hep o son görevlerini yapmak amacıyla var olduklarını sanarlar. Bu ciddi bir yanılgıdır. Çünkü günümüzde biyokimya ve biyoloji dahilinde baktığımız neredeyse hiçbir unsur esasında o işi yapmak için var değildir ve kendisinden önceki basamaklar tespit edilebilir. Genellikle bu basamaklarda, bu kimyasallar ve yapılar farklı görevler görürler. Benzer şekilde, var olan yapıların kısmen ya da tamamen değişimi sonucu yepyeni görevler edinebilen kimyasallar ve yapılar bulunmaktadır. Hatta sırf bu yöntemler kullanılarak çeşitli hastalıklarla mücadele bile edilmektedir. Dolayısıyla teleolojik, yani amaca dayalı bir hayat görüşü, bilimsel temellere oturtulamaz.

 

 

 

 

Ama Doğru Dizilim Kendiliğinden Nasıl Olur?

 

Bunu daha önceki yazılarımızda da ele almıştık. Çok kısa bir şekilde tekrar edelim: Aminoasitler, "doğru" bir dizilime girerek proteinleri oluşturmazlar. Fiziksel ve kimyasal yapılarının müsaade ettiği her bağı kurabilirler. Bu, peptit bağıdır. Ancak bu bağın hangi iki aminoasit arasında kurulacağına, aminoasitlerin kimyasal ve fiziksel yapısı karar verir.

 

Bizim için "doğru dizilim", biz bugün dönüp baktığımızda canlılığın içerisinde gördüğümüz dizilimdir. Bir başka dizilimle canlılık var olsaydı, bu defa "doğru dizilim" diye bu dizilimi gösterecektik. Eğer ki elmaslar düşünebiliyor olsalardı, onlar için "doğru dizilim" kömürdeki atom dizilimi olacaktı. Yani doğada, bir şeyin "doğru" olup olmadığına çevre şartları ve zaman karar verir. Dolayısıyla eğer ki bir dizilim çevreye yeterince uygunsa ve dirençliyse, "doğru"dur. Bu sebeple, aminoasitlerin "doğru" bir dizilimi "bilmesi" gerekmiyordu. Zaten bilmiyorlardı da, Evren'de hiçbir varlık çevresinden bağımsız veya üstün bir öz bilince sahip değildir. Aminoasitler, çevrenin baskısı altında katrilyonlarca farklı şekilde birleştiler. Bunlardan sadece çevreye en uygun olanları kaldı, diğerleri bozundu veya canlılığın yapısına katılamadı. Sonrasında "insan" denen tür evrimleşti, geçmişine baktı ve "Bu dizilim doğru dizilimdir." dedi. Halbuki böyle bir "ön-doğru" (a priori) dizilim söz konusu değildir. 

 

Sunduğumuz hesaplama biçiminde bu şekilde her seferinde "doğru" bir adım bulunmuyor. Bir örnekle anlatalım:

 

Diyelim ki canlılığa ulaşmamızı sağlayacak kimyasal dizilim, ("doğru dizilim") şöyle olsun: ABCDEFG. Ortamda ise 100 tane A, 100 tane B, 100 tane C, 100 tane D ve 100 tane G olsun (hatta Z'ye kadar daha birçok farklı çeşit kimyasal da olsun -ki Dünya'daki kimyasalların çeşidi bundan milyonlarca kat fazladır). Her biri birbiriyle bağ kurabiliyor olsun; ancak doğru dizilimin daha dengeli bir yapıda olmasından ötürü, örneğin AB oluştuğunda C'nin bağlanabilme ihtimali, diğerlerine göre yüksek olsun (ki yazımızda bahsettiğimiz ve aslında gerçek hesapların çok daha karmaşık ama çok daha muhtemel sonuçlar vereceğini söylememiz bundandır).

 

Şimdi, belli bir süre geçtikten sonra bu kimyasallar arasında birçok çeşit bağ kurulmuş olacak. AB, CG, AD, DG, GG, CD, BG ve daha nicesi. Hatta daha büyük yapılı moleküller de oluşarak: ABG, CFG, DFG, BBB, BCC ve daha nicesi...

 

İşte yukarıda verdiğimiz alıntıdaki hesaba göre, bu bağlanma bir seferde gerçekleşecek ve ABCDGEF oluşuverecektir. Eğer oluşamıyorsa da (ki bir anda oluşma olasılığı gerçekten de düşüktür), "canlılık doğal süreçlerle var olamaz" sonucuna varılacaktır. Ancak aklı başında olan ve evrimsel biyolojiye dair en azından temel düzeyde bilgilere sahip herkes doğada olanın bu olmadığını bilecektir. İzah edelim:

 

Oluşan karmakarışık, bir öncekinden biraz daha büyük, ancak gelecekte olacaktan daha basit yapılı bu kimyasallar, zaman geçtikçe farklı şekillerde birbirlerine bağlanacaklardır: ABGDF, ADFGB, BBDGF, EFDGHEDHDGF ve hatta belki de çok daha uzun, çok daha karmaşık şekillerde: AADGFDCGDGDAABBEFEFDGCDD şeklinde. Ancak, bunların hepsi aynı kararlılıkta, ortama aynı uygunlukta, kimyasal olarak aynı dengelilikte değildir. Dolayısıyla dengesiz yapılar bozunacak ve ortamdaki kimyasalların çeşidini yeniden arttıracaklardır. Örneğin belki basitten karmaşığa giderken, yukarıdaki uzun sıralamada var olan AABBEFEF zincirinin oluşması fizikokimyasal uyumsuzluktan ötürü mümkün olmamaktaydı, ancak uzun zincirin öz yapısından ötürü zincir içerisinde var olabildi ve sonra dengesizlikten ötürü bozununca tek başına kaldı. Bu zincirin varlığı, belki de normalde kendi başına var olamayacak olan (yine fizikokimyasal durumundan ötürü) ABCDG molekülünün oluşma ihtimalini arttırdı. Bu durumda canlılığın en önemli adımı, tamamen rastgele birleşen kimyasalların sayısız deneme yanılma, oluşma bozunma durumları sayesinde atılabilmiş oldu. ABCDG oluştuktan sonra, daha önceden ortamda yine kendiliğinden oluşmuş olan EF grubu bunlara uygun olan noktadan bağlandı ve canlılığın en ilkin versiyonu doğmuş oldu: ABCDEFG.

 

Burada dikkat edilmesi gereken nokta, kısa bir süre içerisinde, seçme ve eleme mekanizmasından ötürü, çok farklı çeşitte kimyasalların oluşabilmesidir. Doğada sadece halihazırda bulunan aminoasitler, yazarın iddia ettiği gibi bir araya gelerek proteinleri oluşturmak zorunda değildir. Süreç içerisinde birçok farklı yapı oluşup, bozunabilir. Zaten "canlılık" dediğimiz şey, halen sayısız "cansız" tepkimenin bir arada bulunduğu yapılardan ibaret. Dolayısıyla eğer bir insan bu gerçekleri anlamak istiyorsa, anlamaması için hiçbir sebep yok. Ancak art niyetliyse... İşte o zaman yapacak çok da bir şey kalmıyor.

 

Elbette hesaplar bir proteinin bir anda, son haliyle var olmasına yönelik yapılacak olursa, yani "yaratılmasına" yönelik yapılacak olursa, "imkansız" sonucu çıkacaktır. Bu çıkarımı yapmak için matematiğe dahi gerek yoktur. Her bilim dalı, herhangi bir şeyin "bir anda var edilmesi" konusunda bu sonucu verecektir. Ancak eğer ki kademeli bir karmaşıklaşma hesaplanacak olursa, oranlar o ihtimaller o kadar yüksek çıkmaktadır ki, bu karmaşık proteinlerin doğa yasaları altında oluşmamaları imkansız olurdu. 

 

Umuyoruz ki açıklayıcı olmuştur.

 

Saygılarımızla,


Yazan: ÇMB (Evrim Ağacı)


---


Abiyogenez Yazı Dizisinin Diğer Yazıları:

Abiyogenez - 1: Kimyasal Evrim, Canlılık ve Cansızlık Tanımları
Abiyogenez - 2: Canlılığın Temelindeki Moleküllere Giriş: 'Hayat Molekülleri'
Abiyogenez - 3: Nükleotitler, Genler, DNA, Kromozom ve Diğer Genetik Yapıların Özellikleri ve İşleyişi
Abiyogenez - 4: İlk DNA Nasıl Oluştu? - Retrovirüsler, "Önce-RNA Hipotezi" ve "RNA Dünyası Kuramı"
Abiyogenez - 5: Ribozim, RNA ve DNA'nın Evrimi
Abiyogenez - 6: İlkin Dünya Koşullarında Koaservatların Cansızlıktan Evrimi ve Yağların Önemi
Abiyogenez - 7: Büyük Hayat Moleküllerinin Oluşumu ve Canlılığın Cansız Temeli
Abiyogenez - 8: Koaservatların Evriminin Kısa ve Dar Bir Özeti
Abiyogenez - 9: Proteinler Kendi Kendilerine Nasıl Oluştular? Proteinin Oluşma Hesapları Üzerine...
Abiyogenez - 10: Bütün Canlıların Ortak Amacı Neden "Hayatta Kalmak" ve "Üremek"tir?

Kaynaklar ve İleri Okuma:

  1. Creation of a Bacterial Cell Controlled by a Chemically Synthesized Genome, Daniel Gibson, Craig Venter, et al. Science, Volume 329, Number 5987, DOI: 10.1126/science.1190719
  2. Biogenesis, abiogenesis, biopoesis and all that, Carl Sagan, Origins of Life and Evolution of Biospheres, Volume 6, Number 4 (1975), 577, DOI: 10.1007/BF00928906
  3. Conversion of light energy into chemical one in abiogenesis as a precondition of the origin of life, T.E. Pavloyskaya, T.A. Telegina, Origins of Life and Evolution of Biospheres, Volume 19, Numbers 3-5 (1989), 227-28, DOI: 10.1007/BF02388822
  4. Abiogenesis and photostimulated heterogeneous reactions in the interstellar medium and on primitive earth: Relevance to the genesis of life, A.V. Emeline et al., Journal of Photochemistry and Photobiology C: Photochemistry Reviews, Volume 3, Issue 3, 31 January 2003, Pages 203–224
  5. The possibility of nucleotide abiogenic synthesis in conditions of “KOSMOS-2044” satellite space flight, E.A. Kuzicheva, Advances in Space Research, Volume 23, Issue 2, 1999, Pages 393–396
  6. The emergence of the non-cellular phase of life on the fine-grained clayish particles of the early Earth's regolith, Mark D. Nussinov, et al., Biosystems, Volume 42, Issues 2–3, 1997, Pages 111–118
  7. Models for protocellular photophosphorylation, Peter R. Bahn, et al., Biosystems, Volume 14, Issue 1, 1981, Pages 3–14
  8. Evolution and self-assembly of protocells, Richard V. Sole, The International Journal of Biochemistry & Cell Biology, Volume 41, Issue 2, February 2009, Pages 274–284
  9. Sufficient conditions for emergent synchronization in protocellmodels, Journal of Theoretical Biology, Volume 254, Issue 4, 21 October 2008, Pages 741–751
  10. The emergence of ribozymes synthesizing membrane components in RNA-based protocells, Wentao Ma, et al., Biosystems, Volume 99, Issue 3, March 2010, Pages 201–209
  11. The “protocell”: A mathematical model of self-maintenance, Helmut Schwegler, et al., Biosystems, Volume 19, Issue 4, 1986, Pages 307–315
  12. Computational studies on conditions of the emergence of autopoietic protocells, Naoaki Ono, Biosystems, Volume 81, Issue 3, September 2005, Pages 223–233
  13. Bifurcation for a free boundary problem modeling a protocell, Hua Zhang, et al., Nonlinear Analysis: Theory, Methods & Applications, Volume 70, Issue 7, 1 April 2009, Pages 2779–2795
  14. Protocell self-reproduction in a spatially extended metabolism–vesicle system, Javier Macia, et al., Journal of Theoretical Biology, Volume 245, Issue 3, 7 April 2007, Pages 400–410
  15. A nonlinear treatment of the protocell model by a boundary layer approximation, Kazuaki Tarumi, et al., Bulletin of Mathematical Biology, Volume 49, Issue 3, 1987, Pages 307–320
  16. A model for the origin of stable protocells in a primitive alkaline ocean, W.D. Snyder, et al., Biosystems, Volume 7, Issue 2, October 1975, Pages 222–229
  17. Facilitated diffusion of amino acids across bimolecular lipid membranes as a model for selective accumulation of amino acids in a primordial protocell, William Stillwell, Biosystems, Volume 8, Issue 3, December 1976, Pages 111–117
  18. The origins of behavior in macromolecules and protocells, Sidney W. Fox, Comparative Biochemistry and Physiology Part B: Comparative Biochemistry, Volume 67, Issue 3, 1980, Pages 423–436
  19. Self-organization of the protocell was a forward process, Sidney W. Fox, Journal of Theoretical Biology, Volume 101, Issue 2, 21 March 1983, Pages 321–323
  20. From prebiotic chemistry to cellular metabolism—Thechemicalevolution of metabolism before Darwinian natural selection,Enrique Melendez-Hevia, et al., Journal of Theoretical Biology, Volume 252, Issue 3, 7 June 2008, Pages 505–519
  21. Natural selection in chemical evolution, Chrisantha Fernando, et al., Journal of Theoretical Biology, Volume 247, Issue 1, 7 July 2007, Pages 152–167
  22. Chemical evolution of amino acid induced by soft X-ray with synchrotron radiation, F. Kaneko, et al., Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena, Volumes 144–147, June 2005, Pages 291–294
  23. Radiation-induced chemicalevolution of biomolecules, Kazumichi Nakagawa, Radiation Physics and Chemistry, Volume 78, Issue 12, December 2009, Pages 1198–1201
  24. Evolution of DNA and RNA as catalysts for chemical reactions, Andres Jaschke, et al., Current Opinion in Chemical Biology, Volume 4, Issue 3, 1 June 2000, Pages 257–262
  25. Anatomical correlates for category-specific naming of living andnon-living things, Carlo Giussani, et al., NeuroImage, Volume 56, Issue 1, 1 May 2011, Pages 323–329
  26. Formamide in non-life/lifetransition, Raffaele Saladino, et al., Physics of Life Reviews, Volume 9, Issue 1, March 2012, Pages 121–123
  27. Major life-history transitions by deterministic directional natural selection, Lars Witting, Journal of Theoretical Biology, Volume 225, Issue 3, 7 December 2003, Pages 389–406
  28. From the primordial soup to the latest universal common ancestor, Mario Vaneechoutte, et al., Research in Microbiology, Volume 160, Issue 7, September 2009, Pages 437–440
  29. How life evolved: Forget the primordial soup, Nick Lane, The New Scientist, Volume 204, Issue 2730, 14 October 2009, Pages 38–42
  30. Modelling the early events of primordial life, Yu. N. Zhuravlev, et al., Ecological Modelling, Volume 212, Issues 3–4, 10 April 2008, Pages 536–544
  31. From a soup or a seed? Pyritic metabolic complexes in the origin of life, Matthew R. Edwards, Trends in Ecology & Evolution, Volume 13, Issue 5, May 1998, Pages 178–181
  32. Self-organization vs. self-ordering events in life-origin models, David L. Abel, Physics of Life Reviews, Volume 3, Issue 4, December 2006, Pages 211–228
  33. The steroid receptor RNA activator is the first functional RNA encoding a protein, S. Chooniedass-Kothari, et al., FEBS Letters, Volume 566, Issues 1–3, 21 May 2004, Pages 43–47
  34. RNA, the first macromolecular catalyst: the ribosome is a ribozyme, Thomas A. Steitz, et al., Trends in Ecology & Evolution, Volume 28, Issue 8, August 2003, Pages 411–418
  35. Did the first virus self-assemble from self-replicating prion proteins and RNA?, Omar Lupi, Medical Hypotheses, Volume 69, Issue 4, 2007, Pages 724–730
  36. Characters of very ancient proteins, Bin Guang-Ma, et al., Biochemical and Biophysical Research Communications, Volume 366, Issue 3, 15 February 2008, Pages 607–611
  37. Simple coacervate of pullulan formed by the addition of poly(ethylene oxide) in an aqueous solution, Hiroyuki Ohno, et al., Polymer, Volume 32, Issue 16, 1991, Pages 3062–3066
  38. Preparation of polyacrylamide derivatives showing thermo-reversible coacervate formation and their potential application to two-phase separation processes, Hiroaki Miyazaki, et al., Polymer, Volume 37, Issue 4, 1996, Pages 681–685
  39. Coacervate complex formation between cationic polyacrylamide and anionic sulfonated kraft lignin, Alois Vanerek, et al., Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, Volume 273, Issues 1–3, 1 February 2006, Pages 55–62
  40. Complex coacervates as a foundation for synthetic underwater adhesives, Russell J. Stewart, et al., Advances in Colloid and Interface Science, Volume 167, Issues 1–2, 14 September 2011, Pages 85–93
6 Yorum