DNA Zincirinin Şeklini Değiştiren Enzim: Topoizomeraz

[Yorgun Yürek]

Topoizomeraz enziminin, DNA’nın şekli üzerinde yaptığı değişiklikler neden hayati bir önem taşır?

DNA zincirini kesen, gerektiğinde zinciri birbiri üzerinden atlatan gerektiğinde de kırdığı zinciri yapıştıran topoizomeraz enzimi, bu işlemleri neden yapar?

Gözünüzü her nereye çevirirseniz büyük bir mucizeyle karşılaşırsınız. Evrenin her noktası Allah'ın yarattığı muhteşem sanatla doludur. En küçük bir nokta bile içinde büyük bir alem barındırır. Örneğin DNA bunlardan biridir. 20. yüzyıldaki en büyük keşiflerden biri olan DNA, hücrenin içinde, gözle görülemeyecek kadar küçük bir bölgede, canlıyla ilgili kütüphaneler dolusu bilgi saklar. Bu kütüphaneler dolusu bilgiyi saklarken de, DNA'nın birçok yardımcısı vardır. Topoizomeraz enzimi, bu yardımcılardan biridir.

Bu yazımızda, adeta bir matematik profesörü gibi işlemler yapan ve DNA zincirini gerektiğinde özenle birbirinden ayırıp daha sonra tekrar yapıştıran bu enzimin hayranlık uyandıran özelliklerini inceleyeceğiz.


DNA Nasıl Tamir Edilir?

DNA'nın tıpkı bizim gibi kendine özgü bir dili vardır. Bu dilde 4 harf bulunmaktadır. Bu 4 harfle, bütün hücre bilgisi kodlanmıştır. Bu yüzden DNA'yı büyük bir ansiklopedi gibi düşünebilirsiniz. Ancak ansiklopedinin bir özelliği vardır. Bu ansiklopedi, yedeklidir. Bilgi, çift zincir halinde kodlanmıştır. Tek zincirde bütün bilgi varken; ikinci zincirde de bunun bir kopyası vardır. Bu da, ek bir koruma sağlamaktadır. Tek zincirdeki aksaklıklar her biri ayrı yaratılış harikası olan çeşitli tamir mekanizmaları vesilesiyle tespit edilir ve diğer zincirdeki doğru bilgiye bakılarak hatalar düzeltilir.


Topoizomeraz Enzimi Ne Zaman Devreye Girer?

DNA'daki çift zincirin özelliği, zincirlerin birbiri üzerinden bükülmeleridir. Öyle ki DNA zinciri bu bükülme neticesinde -gevşemiş durumda yaklaşık her 10.5 bazdan sonra- dönme ekseni etrafında bir tur yapar. DNA'nın birbirinin üzerinden dönerkenki bu tur sayısının, DNA'nın 3 boyutlu görünümü açısından önemli bir yeri vardır.

Bu noktada mucizevi bir molekül ortaya çıkar. Bilimsel adı topoizomeraz olan enzimin DNA'nın dönme sayısını değiştirme yeteneği vardır. Bu sayede hücre için çok kritik olan DNA'nın çoğaltılması işlemi ve DNA'nın paketlenerek şekil verilmesi mümkün olur.


Topoizomerazlar DNA Üzerinde Ne Tür İşlemler Yaparlar?

Topoizomeraz enzimleri, DNA zincirlerini kırmaya yararlar. Topoizomeraz enzimlerinin 2 tipi vardır. Bunlar, Topoizomeraz tip 1 ve Topoizomeraz tip 2 olarak adlandırılmaktadır.


-----Tip 1 Topoizomeraz, tek DNA zincirini kırar. Kırılan zinciri diğer zincirin üzerinden atlatır ve birleştiririr.
-----Tip 2 Topoizomeraz ise, DNA'nın iki zincirini kırar, zinciri son derece şuurlu işlemle döndürür ve tekrar birleştirir. (Lehninger Biyokimyanın Temelleri, David L. Nelson, Michael M. Cox,Palme Yayıncılık (2005), Sayfa 921)

Topoizomeraz Enzimleri DNA Zincirini Nasıl Keser?

Topoizomeraz enzimleri, tıpkı makasın kağıdı kesmesi gibi, DNA zincirini keser. Bu kesme işlemi, DNA'ya zarar verme maksatlı değildir. Kesme işlemi ile bazen DNA'nın kendini çoğaltması için ilk adım atılmış olur. Bazen de DNA'nın paketlenerek şekil alması hedeflenir. Ancak bu hedefleri topoizomeraz enzimlerinin belirleyemeyeceği açık bir gerçektir. Allah bu şuur gerektiren işi topoizomeraz enzimine ilham eder.

DNA gibi mucizevi yapıların detaylarını öğrenen birçok insan, imanlarında derinlik kazanmış; hatta pek çok ateist bu harikaları öğrendikten sonra, yanlış kanaat ve inançlarından vazgeçerek samimi vicdani kanaatleri ile Allah'a inanmışlardır. Örneğin Genom Projesinin lideri olan Francis Collins de gençliğinde ateistken, DNA gibi yapılardaki mucizeleri gördükten sonra Allah'a iman ettiğini açıklamıştır.


Topoizomeraz Enzimi Örgü Örer Gibi Zincirleri Birbiri Üzerinden Atlatır

Topoizomeraz enzimi tıpkı örgü ören birinin gösterdiği mahareti sergiler. DNA zincirlerini kırdıktan sonra, birbirinin üzerinden kusursuz bir şekilde atlatır. Daha sonra da kırığı tamir etmek için yapıştırır.

Topoizomeraz Kırdığı Zinciri Neden Yapıştırır?

DNA'yı tek başına kırmanın hiçbir yararı yoktur. DNA'yı kırdıktan sonra DNA zincirinin ucu açıkta kalır. Zincirleri tekrar yapıştırmak da gerekmektedir. Topoizomeraz enzimi bunu da yapar. Bu enzimin DNA üzerinde bir işçi gibi çalışması hayranlık uyandıran bir durumdur. Topoizomeraz enzimleri bu işlemi yaparken matematik profesörlerinin anlayabileceği kompleks bir düşünceyi kullanırlar. Topoizomerazlar, matematikte topoloji adlı kompleks bir alanın kavramlarını bilircesine hareket ederler. Elbette böyle mucizevi bir hareketin bir molekülde tecelli etmesi Allah'ın mucizesidir.

[Yorgun Yürek]

Topoizomeraz Bu İşlemleri Niye Yapar?

1- Topoizomerazlar DNA'nın Çoğaltılmasının İlk Adımını Oluşturur

DNA'da çift zincirin birbiri üzerinde dönerek sarılması güçlü bir yapı kazandırır. Bu dönen yapıya, helezon da denir. Ancak bu aynı zamanda önemli bir probleme de sebep olur. DNA çoğaltılırken zincirler arasındaki bağların kırılması gerektiği gibi helezonun da açılması gerekir. Önceleri biyologlar bu enzimin varlığından haberdar olmadıkları için, DNA'nın helezon açılmadan nasıl çoğaltıldığını çözemiyorlardı. Öyle ki 1979 yılında bazı araştırmacılar, DNA'nın birbiri üzerinden dönmediğini, yanyana duran çift iplikten oluştuğunu savunmaya başladılar. (Moleküler Biyoloji, Editörler: Ahmet Yıldırım, Fevzi Bardakçı, Mehmet Karataş, Bahattin Tanyolaç, Protein Sentezi ve Yıkımı, Nobel Basımevi, Sayfa 108 ) Ancak topoizomeraz enziminin keşfi ile bu yanlışlık düzeltilmiş oldu. Buna göre topoizomeraz enziminin yardımıyla ilk önce zincirin biri kesiliyor diğer zincirin üzerinden atlatılıp tekrar birleştiriliyordu. Bu sayede dönme sayısı bir azaltılıyordu. Bu da DNA'nın içinde enzimlerin girebileceği boşluğa olanak veriyordu.

DNA zinciri birbirinin üzerinde dönmeseydi, tıpkı fermuarın açılması gibi zincirlerin birbirinden ayrılması yeterli olurdu. Ancak zincirlerin birbiri üzerinden dönmesi bunu yeterli kılmamaktadır. Ayrıca bu dönme harketinin de ortadan kaldırılması gerekir. Topoizomeraz enzimi işte bu problemi çözmek üzere yaratılmıştır.

Bu şekil, DNA'nın kendini çoğaltması sırasındaki aşamaları gösterir. Ancak, ilk aşamada zincirlerin açılabilmesi için, boşluklu bir alan gereklidir. Bu boşluklu alan bağlanma sayısının bir azaltılması ile mümkün olur. Bunu topoizomeraz enzimi yapar. Aksi halde diğer enzimler faaliyetlerini sürdüremez ve DNA da çoğaltılamazdı. Bu da yaşamın sonu anlamına gelirdi. Topoizomeraz enzimleri, canlılığın tesadüfler eseri, kademe kademe geliştiğini iddia eden evrim teorisine öldürücü darbeler vurmaktadır. Çünkü bu enzimlerin yokluğunda DNA’ın çoğaltılması mümkün değildir. Bu da canlılığın sonu anlamına gelir. Dolayısıyla tesadüfler, kademe kademe gelişime değil; kademe kademe gerilemeye sebep olur.


2. Topoizomeraz Enzimi DNA'nın Paketlenmesine Yardımcı Olur

Topoizomeraz enzimleri, DNA zincirlerini kırıp, birbiri üzerinden atlatıp, tekrar yapıştırarak DNA'nın dönme sayısını azaltırlar. Dönüş sayısının azalması, yapısal gerilmeye yol açar; bu gerilme de süperkıvrım adlı bir şeklin oluşmasıyla dengelenir. (. Lehninger Biyokimyanın Temelleri, David L. Nelson, Michael M. Cox,Palme Yayıncılık (2005), Sayfa 918 ) Süperkıvrımları telefon kablolarının birbiri üzerinde kıvrılması ile oluşan şekillere benzetebiliriz. Süperkıvrımların oluşturulması ile DNA daha az yer kaplar. Bu enzimlerin dahiyane teknikler kullanarak DNA'ya şekil vermesi, çok açık bir yaratılış delilidir.

Kendi Kendine Şekil Veren Bir Heykel Olur Mu?

Topoizomeraz enzimi ile ilgili çok önemli bir nokta vardır: DNA'nın üzerinde işlem yapan bu enzimin bilgisi de, DNA içine yazılmıştır. Yani DNA'nın hangi işlemlerle şekilleneceği, şekillenirken hangi yöntemlerin uygulanacağına dair bilgi, DNA'nın kendi içinde mevcuttur. Buna göre, DNA adeta kendi kendini şekillendirmektedir. Hiç kuşku yoktur ki, aklı ve şuuru olmayan, gözle görülemeyecek boyuttaki bir DNA'nın bunu başarması mümkün değildir. Bu, bütün bu sistemi Rabbimiz'in yarattığının, gücün ve ilmin yegane sahibinin Yüce Allah olduğunun bir delilidir.

Yaratılış gerçeğini kabul etmeyen evrimcilerin çelişkili durumu ise, yukarıdaki heykele benzer. Bir heykelin tesadüfen ortaya çıkıp adım adım kendi kendine şekil veremeyeceği açıktır. Aynı şekilde bir hücrenin tesadüfen ortaya çıkıp kendi kendine şekil vermesi de mümkün değildir.

Akıl ve vicdan sahibi her insan, vücudundaki mükemmel sistemlerin şuursuz atomlar tarafından kendi kendine oluşamayacağını takdir edecektir. Allah'ın izni ve bilgisi olmaksızın, değil bir insanın yürümesi veya konuşması, o insanın tek bir hücresindeki bir molekül parçasının hareketi bile söz konusu değildir. İnsan vücudunda trilyonlarca hücrenin her birinde kesintisiz işleyen sistemler, insana Allah'ın sonsuz aklını, ilmini, gücünü, yaratışındaki sonsuz mükemmelliği göstermektedir. Kaldı ki sonsuz merhamet sahibi Rabbimiz'in varlığının delilleri yalnızca bu küçücük molekülde -DNA'da- değil, evrenin her noktasında sergilenmektedir. Bir Kuran ayetinde şöyle bildirilmektedir:

De ki: "Göklerin ve yerin Rabbi kimdir?" De ki: "Allah'tır." De ki: "Öyleyse, O'nu bırakıp kendilerine bile yarar da, zarar da sağlamaya güç yetiremeyen birtakım veliler mi (tanrılar) edindiniz?" De ki: "Hiç görmeyen (a'ma) ile gören (basiret sahibi) eşit olabilir mi? Veya karanlıklarla nur eşit olabilir mi?" Yoksa Allah'a, O'nun yaratması gibi yaratan ortaklar buldular da, bu yaratma, kendilerince birbirine mi benzeşti? De ki: "Allah, herşeyin Yaratıcısı'dır ve O, tektir, kahredici olandır."” (Rad Suresi, 16)