Biyoloji

DİSİPLİNLERARASI YAŞAM

1919’da Yeni Zelandalı Fizikçi Ernest Rutherford, maddenin en temel birimi olarak kabul edilen atomun bile daha küçük birimlerden oluştuğunu gösterdi: protonlar, elektronlar ve nötronlar.1940’lı yıllarda yine Yeni Zelanda’nın genç Fizikçilerinden Maurice Wilkins bir süre California Üniversite’sinde hocalık yaptıktan sonra İngiltere’ye döndü ve fizikten biyolojiye geçiş yaptı. Biyolojiyi fiziğin penceresinden izleyen Wilkins’in zihninde o dönemler biyolojinin en gizemli kapısını aralayacak bir düşünce dönüp duruyordu. Rutherford’un keşfettiği atom altı parçacıkları biyolojide de bir yerlerde saklı olmalıydı. Mesela genlerin içinde! Wilkins, genlerin de alt parçacıklarından oluşmuş olması gerektiğini düşünüyordu. 1946’da King’s College’ın Biyofizik Bölümüne yardımcı direktör olarak atandı.

‘’Biyofizik. Bu iki disiplinin aynı kelimede bir araya gelmesi bile yeni çağın habercisi gibiydi.’’

-Mukherjee

Hücrelerin bir kimyasal tepkimeler yığını olduğunun keşfi 19.yüzyılda yeni bir disiplini, biyokimyayı doğurmuştu. Biyokimyacılar, hücreyi bir organ gibi açıp içerisindeki ‘’canlı kimyasalları’’ sınıflandırmışlardı. Karbonhidratlar enerji sağlıyor, yağlar enerji depoluyor, proteinler ise kimyasal tepkimelerin gerçekleşmesini sağlıyordu. Kısaca biyolojik dünyayı yönetiyorlardı. Peki ama proteinler, fizyolojik tepkimeleri nasıl mümkün kılabiliyordu? İşte bu soru biyokimyayı aşıyordu. Bir molekülü ele alarak bu soruyu somutlaştırabiliriz, örneğin hemoglobini.

Bildiğimiz üzere hemoglobin molekülü kanda oksijen taşır. Bu faaliyet çok temel fakat canlılık için hayati değere sahip bir fizyolojik tepkimedir. Hemoglobin, oksijen miktarı yüksek olan ortamlarda oksijeni kendine bağlayabilir. Daha sonra düşük oksijen miktarına sahip bir ortama gittiğinde kendine bağladığı oksijeni geri bırakabilir. Bu şekilde akciğerden beyne ve kalbe adeta oksijen servisi yaparak beden için en önemli dengeyi sağlar. Peki ama hemoglobin denilen bu molekül tüm bunları nasıl yapabiliyor? Cevap molekülün yapısında yani şeklinde saklı. Hemoglobin şekil olarak dört yapraklı yoncaya benzer. Bu yaprakların tam merkezinde ‘’hem’’ adı verilen bir kimyasal bulunur. İşte bu kimyasal demir içerdiğinden oksijeni kendine bağlayabilir. Tıpkı paslanma olayında oksijenin demire bağlanması gibi. Oksijen heme bağlandıktan sonra yapraklar tıpkı birer kayış gibi kapanarak hemin etrafını sarar. Hemoglobin, oksijeni bırakacağında bu kayış yani yoncanın yaprakları gevşer. Demir ve oksijenin bu şekilde kontrollü olarak bağlanıp kopması vücuttaki dokulara verimli olarak oksijen taşınmasını sağlar. Bu yaşam kaynağı molekül sayesinde normalde sıvı kanda çözülebilecek miktarın 70 katı kadar oksijen taşınır. Bütün omurgalı canlıların vücut şifresi aslında bu özelliğe bağlıdır. Hemoglobin, vücudun uzak bölgelerine oksijen taşıyamasaydı bedenlerimiz omurgasız canlılar gibi soğuk ve küçük olurlardı. Tıpkı Franz Kafka’nın Dönüşüm’ündeki gibi bir sabah böcek olarak uyanabilirdik (!)

Kısaca, hemoglobinin işlevini mümkün kılan onun biçimidir. Fiziksel yapısı kimyasal işlevini sağlar, kimyasal işlevi fizyolojisine olanak tanır, fizyolojik işlevi ise biyolojik faaliyetlerini mümkün kılar. Canlıların karmakarışık görünen yaşamsal düzenlerinin disiplinler arası katmanları bu şekildedir. Fizik kimyaya, kimya da biyolojiye olanak tanır.

‘’Schrödinger’in ‘’Yaşam Nedir?’’ sorusunu biyokimyacı sorsa, ‘’Yaşam kimyasallar değil de nedir?’’ diye sorardı. Biyofizikçi ise ‘’Kimyasallar da molekül değil de nedir diye eklerdi?’’-Sıddıharta Mukherjee

(Wilkins’in daha sonraki çalışmaları için: Biyolojinin en ikonik karesi: Fotoğraf 51 başlıklı yazımı ziyaret edebilirsiniz —  http://www.bilirkisidergi.com/?p=325 )

Hazal Evecen

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir