Biyolojiyi Değiştiren Konferans: Merkezi Dogma, Biyolojiyi Nasıl Şekillendirdi?

Ocak 1959’da en büyük İngiliz bilim insanlarından biri olan Francis Crick Londra'da, genlerin nasıl işlediğini doğru bir şekilde tahmin ettiği ve şu an içinden geçtiğimiz genetik devrimin seyrini belirleyen bir konferans verdi.

Sadece dört yıl öncesinde Crick ve genç Amerikalı Jim Watson, DNA’nın çifte sarmal yapısını, Rosalind Franklin tarafından elde edilen verileri kullanarak çözmüşlerdi. 41 yaşındayken Crick, bu çalışması için Nobel Ödülü'nü kazanmaktan hala 5 yıl uzaktaydı ancak güçlü ve bilge bir düşünür olarak ünlenmişti bile...

Crick; University College London'da, Deneysel Biyoloji Topluluğu için "Protein sentezi üzerine" bir sunum yapmıştı. Bu sunumda, genlerin “yaptıkları şeyi nasıl yaptıklarını” anlatmıştı. O zamanlar bu konu hala çok belirsizdi, hatta bazı bilim insanları genlerin DNA'dan yapıldığına dahi ikna olmuş değildi. Fakat Crick, genler ve onların vücutlarımızı inşa eden proteinlerle olan bağları hakkında dört öngörüde bulundu.

Ve bu fikirlerin her birinde haklıydı.

Kodu Çözmek

Crick, genlerin yaptığı temel şeyle başladı: Protein üretimini kontrol ediyorlardı. Crick’in çözdüğü problem, bir gendeki DNA'nın basitçe kimyasal bir kod olmasıydı, yani bazlar olarak adlandırılan A (Adenin), C (Cytosne), T, (Thymine) ve G (Guanine) diziliminden oluşan bir iplikçik... Crick şimdi hücrenin, DNA'daki bu tek boyutlu baz dizisinden, proteinlerin karmaşık üç boyutlu yapılarına nasıl ulaşabildiğini açıklamak zorundaydı. 

Şaşırtıcı olan şey, proteinlerin kendilerini neredeyse her şekle sokabildiği gerçeğiydi. Crick'in bu konuya yönelik cevabı basitti: Gendeki bazların sırası (kendisinin "genetik bilgi" olarak adlandırdığı şey), her bir proteini oluşturan amino asitlerin sırasına denk geliyordu, bundan fazlası değildi. Crick, gende kodlanan protein hakkında yapısal bilgi bulunmadığını iddia ediyordu. Buna “dizilim hipotezi” adını verdi.

Hücre bir şekilde gendeki bilgiyi "okuyor" ve amino asitleri bir ip üzerine dizilmiş boncuklar gibi bir araya getiriyordu. Bunun sonucunda protein kendini, kendiliğinden 3D (3 boyutlu) son şekline sokuyordu. 

Hala bir proteinin yapısını, amino asitlerinin sıralanmasından kolayca tahmin edemiyoruz, ancak Crick'in dizilim hipotezi geçerliliğini koruyor.

Merkezi Dogma

Crick, hücrelerin proteinleri tam olarak nasıl birleştirdiğini açıklamak için; vücuttaki 20 farklı amino asitten her birini tanıyabilen ve onları doğru dizide bir proteine dönüştürülebilecekleri yerlere getirebilecek bazı küçük moleküllerin olması gerektiğini öngördü.

Crick Londra'da konuşmasını yaptığında, bu molekül bir Amerikan laboratuvarında gerçekten de tanımlanmak üzereydi: transfer RNA. Yani; hücrenin protein oluşturma fabrikasındaki genetik kodu okuyan ve "çeviren" biyolojik ulak...

Yine de konuşmanın en tartışmalı ve etkili kısmı, merkezi dogma denilen şeydi. Crick, proteinlerin sentezlendikçe, DNA molekülünden önce RNA’ya alınan bilgilerin, sonra bir protein yapmak için kullanıldığını açıkladı. Konuşmasından önce, ne demek istediğini anlatmak için küçük bir şema çizdi.

BBC

Oklar, Crick'in bilgi akışı olarak adlandırdığı ve DNA'dan RNA'ya ve sonra proteine gidişini göstermektedir. DNA ve RNA kendilerini de kopyalayabilirler, bu yüzden kendi kendilerine giden döngüsel oklar da var. Deneysel veriler net olmadığı için Crick, DNA'nın doğrudan protein üretimine vesile olmasının mümkün olabileceğini kabul etmişti, bu nedenle oraya da bir ok çizdi (günümüzde bunun doğru olmadığını biliyoruz).

Crick'in dediği gibi en önemli nokta, bilgilerin DNA'dan bir kez proteine geçtikten sonra, artık DNA'nıza geri dönemeyeceği idi. Bir proteinin DNA diziliminizi değiştirecek biyokimyasal yolu yoktu. Crick, bilgilerin RNA’dan DNA’ya geçmesinin mümkün olabileceğini düşündü ve durumun böyle olduğu, bazı RNA virüslerinin DNA’mıza girebileceği keşfedildiği zaman ortaya çıktı. Ancak proteinden DNA’ya giden bir yol olması imkansızdı.

Bu merkezi dogma, DNA dizilimimizin proteinlerimiz tarafından değiştirilemeyeceğini vurgular. Son 60 yılda bunun doğru olduğu kanıtlandı. Genlerin çevre tarafından nasıl açılıp kapatılabileceğini açıklayan epigenetiği keşfetmemiz heyecan verici olsa da, epigenetik yöntemler bile gerçek DNA dizilimimizde hiçbir zaman değişikliğe yol açmaz. 

Yani Crick'in dogması kesinlikle doğruydu.

(Editör Notu: Bu dogmayı ihlâl etme olasılığı olan bazı biyokimyasal süreçler tespit edilmiştir)

Neden "Dogma"?

Crick sonradan bu ifadeyi ilk uydurduğunda, dogmanın ne olduğunu bilmediğini gülerek itiraf etmiştir. Asıl anlatmak istediği, bunun, genlerin nasıl çalıştığı hakkında temel bir varsayım olduğuydu. Adı ne olursa olsun, bugün hala bilim insanlarına yol göstermektedir.

Crick ve Evrim

Crick'in son dahice öngörüsü, gelecekteki biyologların, dizilim verilerini, farklı türlerin dizilimlerini karşılaştırma yoluyla evrimi anlamak için kullanabileceklerini önermek olmuştu. 1957'de Crick bunlardan bahsederken, protein dizilimleri sadece beş tür üstünden biliniyordu. DNA dizilimi ise bilimkurgu olarak görülüyordu.

Fakat Crick'in söyledikleri aynen gerçekleşti ve tam da Crick'in önerdiği gibi dizilimlerini karşılaştırarak bugün artık organizmaların nasıl evrimleştiğini daha önce görülmemiş bir detaylılıkta anlayabiliyoruz. 

Crick'in ertesi yıl yayınlanan konuşması, dünyanın her yerindeki bilim insanları tarafından okunmaya ve alıntılanmaya devam ediyor. 20. yüzyılın en büyük zihinlerinden birinin net ve keskin düşüncesinin bir eserdir. 

Tüm temel tahminlerinde Francis Crick haklıydı ve gerçekten de biyolojinin mantığını değiştirdi.