CEVAP LANAMAYAN 125 SORU
Bilimin
(ŞİMDİLİK)
bilemedikleri
İnsanlık milyonlarca yıllık bir süreç içinde uçsuz bucaksız bir bilgi havuzu oluşturdu. Bilim,
özellikle geçtiğimiz yüzyıl içinde büyük sıçramalar göstererek bugünkü görkemli
uygarlığımızın temelini oluşturdu. Ama yine de bilim, içimizi kemiren bazı önemli sorulara
henüz yanıt verebilmiş değil. Ünlü Science dergisi tarafından bu sorularla ilgili olarak
hazırlanan geniş bir paketi, okurlarımız için çevirdik.
EVREN NEDEN YAPILI?
kezden kaçıp uzaklaşmalarını önleyen bir şey olmalıydı: Ek bir kütleçekimi yaratan, ama gö-rünemeyen madde. Yani "karanlık madde",
Bilimciler, uzaydaki bu karanlık madde­nin bir kısmını evrende buldular. X-ışını teles-koplarıyla, ortalıkta hayalet gibi dolaşan gaz bulutları belirlediler, önlerinden görünmez ci­simler geçtikçe ışıklarının şiddeti değişen uzak yıldızları gözlemlediler ve gökadalardaki görünmez kütlenin uzay-zamanda yol açtığı çarpılmayı ölçtüler. Ve Büyük Patlama'dan
Kozmologlar ikide bir, itile kakıla, bağırtı-la çağırtıla hiç beklemedikleri kadar şaşırtıcı bir evrene sürüklenirler. 1500'ler ve 1600'ler-de Kopernik, Kepler ve Newton, Dünya'nın pek çok yıldızın çevresinde dolanan pek çok gezegenden yalnızca biri olduğunu göstere­rek Ortaçağ'ın o rahatlatıcı "kapalı ve küçük bir kozmos" dogmasını yerle bir ettiler. 1920'lerde Edwin Hubble, evrenimizin sürek­li olarak genişlediğini ve değiştiğini gösterdi. Bu önemli bulgu da, giderek evrenin değişme­diği ve sonsuza dek varolacağı yolundaki dü­şüncenin yıkılmasına yol açtı. Ve son 20-30 yıl içinde de kozmologlar, yıldızları, gökadaları ve insanları meydana getiren sıradan madde­nin, evrenin tüm içeriğinin ancak %5'i olduğu­nu belirlediler. Bu yeni kozmos anlayışını sin­dirmeye çalışan kozmologlar, en temel soruya yanıt bulmak zorundalar: Evren neden yapılı?
Bu soru, yıllar geçtikçe daha garip bulgular ortaya koyan gözlemlerden kaynaklanıyor. 1960'larda gökbilimciler, şunu fark ettiler. Gö­kadalar öylesine hızlı dönüyorlardı ki. içlerinde­ki yıldızların toplam kütleçekiminin bunların dağılıp uzaya saçılmasını engellemede yetersiz kalmaları gerekiyordu. O halde yıldızların mer-
sonra oluşmuş ilk dev gaz bulutlarındaki ele­mentlerin miktarlarının gözlenmesi sayesinde de sıradan maddenin yalnızca %10'unun teles-koplarca görülebildiği sonucuna vardılar.
Ancak, görülebilen sıradan maddenin tü­münü 10la çarpsak bile bu evrenin yapılanış biçimini açıklamaya yetmez. Gökbilimciler güçlü teleskoplarla gökleri incelediklerinde topaklı bir kozmos görürler. Gökadalar evre­ne düzgün biçimde dağılmış değiller. Muaz­zam boşlukları çerçeveleyen ince iplik ve lifler halinde toplanmışlar. Tıpkı gökadaların olma­sı gereken hızda dönmesine yetecek görünür madde olmaması gibi, tüm sıradan madde de bu topaklı yapıyı açıklamaya yetecek miktarda olmaktan uzak. Kozmologların vardığı sonuç, bu dev kozmik yapıları henüz keşfedilmemiş bir tür parçacıktan oluşan değişik bir tür ka­ranlık maddenin inşa ettiği. Araştırmacılar bu egzotik karanlık maddenin, evrenin tüm içeri­ğinin %25'ini oluşturduğunu hesaplıyorlar. Yani, sıradan maddenin beş katı!..
Ama bu gizemli varlık da daha da gizemli bir başka şeyin yanında önemsiz kalıyor: Ka­ranlık enerji. 199O'lı yılların sonlarında uzak­lardaki süpernovaları inceleyen bilimciler ev-
b1-1.jpg
Daha Bilinecek Öyle Şey Var ki...
Kozmosun özelliklerinden toplumların özelliklerine kadar uzanan
şu 100 soru, hemen hemen bilimin tüm alanlarını kapsıyor.
Bazıları, yukarıda incelenen soruların parçaları.
Bazılarıysa kendi başlarına önemli sorular.
Bu sorulardan bazıları önümüzdeki yüz yıl süreyle
bilimsel araştırmaların hedefi olmaya devam edecek.
Başkalarının yanıtıysa kısa sürede gelebilir.
Birçoğunun yanıtı da yeni sorular ortaya çıkaracak.
,b1-2.jpg1
Tek evren bizimki mi?
Bir grup kuantum kuramcısı ve evrenbilimci (kozmolog), evrenimizin aslında daha büyük bir evrenler köpüğünün bir parçası olup olmadığını anlamaya çalışıyor. Başkalarıysa bu sınanması güç sorunun felsefecilerin alanına girdiği düşün­cesindeler.
Kozmik şişmenin motoru ne?
Büyük Patlama'yı izleyen ilk anlarda evren inanılmaz bir hızla genişledi. Ama bu genişleme­yi yaptıran ne? Kozmik mikrodalga fon ışınımının duyarlı Ölçümleri ve öteki astrofizik gözlemler, olasılıkların sınırını daraltıyor.
BİLİM veTEKNİK 38 Eylül 2005
CEVAPLANAMAYAN 125 SORU
renin, fizik yasalarının gerektirdiği gibi yavaş­lamak yerine gitgide artan bir hızla genişledi­ğini keşfettiler. Yoksa evreni bir balon gibi şi­şiren bir tür "ters kütleçekim" kuvveti mi var? Tüm işaretler, yanıtın "evet" olması gerek­tiğini gösteriyor. Kozmik fon ışınımı, element miktarları, gökada kümelenmeleri, kütleçe-kimsel merceklenme, gaz bulutlarının özellik­leri gibi çok değişik olgular üzerinde yapılan bağımsız ölçümlerin hepsi, tutarlı ama garip bir kozmos resmi üzerinde birleşiyor. Sıradan maddeyle, bilinmeyen egzotik parçacıklar ev­renin içeriğinin yalnızca %30'unu oluşturu­yor. Geri kalansa, karanlık enerji diye adlandı­rılan bu gizemli ters kütleçekim kuvveti.
Tüm bunların anlamı, evrenin neden yapı­lı olduğunu anlamak için giderek zorlaşan üç soru setinin cevaplarını vermek zorunda olma­mız: Sıradan madde neden yapılıdır ve nerede bulunur? Uzayda ışığın büyük kütleli cisimler-ce bükülmesini ölçen astrofizik gözlemler bu­nun yanıtını vermeye başladı bile. Peki, bu eg­zotik karanlık madde denen şey ne? Bilimcile­rin bu konuda bazı düşünceleri var ve şans da yardım ederse yerin derinlerine gömülü bir karanlık madde kapanı ya da yüksek güçlü bir atom çarpıştırıcı (parçacık hızlandırıcısı) önü­müzdeki 10 yıl içinde yeni bir tür parçacığı bulmuş olacak. Ve nihayet karanlık enerji ne­dir? Daha on yıl öncesine kadar akıllara bile
gelmemiş olan bu sorunun yanıtı, gözlenebi­len tüm öteki olguların da ötesinde bildiğimiz fiziğin erimini aşıyor. Süpernovalarla kozmik fon ışınımının giderek daha duyarlı ölçümle­riyle, kütleçekimsel merceklenmenin ölçümü için planlanan deneyler, karanlık enerjinin "durum denklemi", yani kabaca "kıvamı" ko­nusunda bilgi sağlayacak. Şimdilikse karanlık enerjinin niteliği, herhalde fizikteki en karan­lık konusu. Ama yanıtlandığında en çok aydın­latanı olacak.
Charles Seife, "What is the Universe Made Of?",
Science, 1 Temmuz 2005
Çeviri: Raşit Gürdilek
EVRENDE YALNIZ MIYIZ?
Tüm bu uzayda yalnız olmak mı? Pek olası değil. Şu sayılara bakın: Gökadamızda yüz mil­yar yıldız, görünen evrende yüz milyarlarca gö­kada ve Güneş Sistemi'nin yakınlarında haliha­zırda 150 gezegen keşfedilmiş durumda. Bu, bi­zimki gibi bir teknolojiye sahip, milyarlarca yıl­lık evrim sürecinden geçmiş bir yaşamın oluşa­bileceği çok sayıda ılık, kirli ve küçük havuzun varlığı anlamına geliyor. Aslında en önemli soru, bizim bir gün bu yaşam biçimlerine ulaşıp onla­ra "dokunabileceğimiz" teknolojiye sahip olup olamayacağımız. Şansımız yaver giderse bu, ge­lecek 25 yıl içinde gerçekleşebilir.
Dünya-dışı Zeki Yaşam Araştırmaları (SETI) çalışanları, uzaklardaki benzer mantıkla çalışan meslektaşlarını bulabilmek için yaptıkları 'mo­dern avın' ilk 45 yılında, şanstan daha fazlasına gerek duymuş olmalılar. Radyogökbilimci Frank Drake'nin Ozma Projesi, bu arayıştan yılmış olanlar için büyük bir umut oldu. 1960 yılında Drake, West Virginia'da Green Bank'taki 26 metre çaplı radyo teleskopunu her birine birkaç günlüğüne olmak üzere, iki yıldıza çevirdi. O za­manın vakum tüpü teknolojisiyle, mikrodalga tayfın 0,4 megahertz'lik bölümünü tek kanalda bir kerede tarayabiliyordu.
Yaklaşık 45 yıl sonra, California'daki Moun­tain View'de bulunan SETI Enstitüsü'nde, 10 yıllık Phoenix Projesi tamamlandı. Phoenix araş­tırmacıları bu proje sırasında, Puerto Rico'daki 350 metre çaplı teleskopu kullanarak 1800 me­gahertz güçte, aynı anda 28 milyon kanalda 710 yıldız sistemini aradılar. Yakındaki Dünya-dışı Gelişmiş Zeki Toplumlardan Kaynaklanan Rad-
ladı. Giderek ucuzlayan bilgisayar gücü, sonun­da bu tür 350 teleskopu sanal teleskoplara çevi­recek ve biliminsanlarına aynı anda çok sayıda hedefi arama olanağı verecek. Eğer bilgi işleme gücünün 18 ayda bir ikiye katlandığını öne sü­ren Moore Yasası gelecek 15 yıl için de geçerli­liğini sürdürürse, SETI çalışanları bu anten dizi­sini aynı anda birkaç bin değil, milyonlarca, hat­ta belki on milyonlarca yıldızda yabancı sinyalle­ri aramak için kullanmayı planlıyorlar. Eğer gö­kadamızda 10.000 gelişmiş uygarlık varsa, bu süre içinde mutlaka birine rastlanacak.
Gelecek on yıllarda, teknolojinin sağlayacak­ları daha fazla olacak. Ne var ki, SETI bunun ya­nında paraya da gereksinim duyacak. Bu, başa­rılı olamama olasılığı yüksek görülen böyle bir proje için kolay bir şey değil. Ülkenin parasını "küçük yeşil adamları" aramak için harcama dü­şüncesi, Amerikan Kongresinde dile getirildik­ten sonra kongre, 1993 yılında NASA'dan SETI çalışmalarına verdiği desteği kesmesini istedi. Evrim ağacının bir başka branşını aramak, NA-SA'nı vizyonunun dışında kalıyor. On yılı aşkın bir süredir, SETI yalnız özel sermayeyle yürüdü. Ancak, SETI Enstitüsünün planladığı 35 mil­yon dolarlık dizisi, on milyonlarca yıldızı SETI çalışanlarına ulaştıracak Kilometre Kare Dİzi-si'nin yalnızca bir prototipi. Bu nedenle, önde gelen radyo gökbilimcilerin işbaşında olması ge­rekiyor. Yoksa, uzun süre daha evrende kendi­mizi yalnız hissedeceğiz.
yo Yayımı Arama (SERENDIP) projesi kapsa-mındaysa, gözleme yönelik çalışan öteki gökbi­limcilerin, Arecibo da dahil olmak üzere kullan­dıkları antenlerin alıcılarından da yararlanarak Samanyolu'ndaki milyarlarca radyo kaynağı ta­randı. Başka gruplarsa, uzaylıların göndermiş olabileceği nanosaniye süreli parlamaları ara­mak için daha küçük optik teleskoplarını gökyü­züne çeviriyorlar.
b1-3.jpg
Henüz herhangi bir şey duyulmadı. Ancak şimdilik, örneğin Phoenix, yaklaşık 100 milyar yıldız arasında, yakında yer alan bir ya da iki Gü­neş benzeri yıldızı tarayabildi. Böylesine seyrek bir örneklemenin işe yaraması için, yayın yapan uygarlıkların çok sayıda olması ya da araştırma-aların çok şanslı olması gerekir.
Gökada büyüklüğündeki bir samanlıkta bir iğne bulmak için, SETI araştırmacıları, durma­dan artan bilgi işleme gücüne dayanıyorlar. Ku­zey California'daki SETI Enstitüsü, 6 metrelik antenlerden oluşan bir dizi yapımına henüz baş-
Kerr. R. A. "Are We Alone In the Universe?" Science, 1 Temmuz 2005
Çeviri: Alp Akoğlu
İlk yıldız ve gökadalar ne zaman ve nasıl oluştular?
Ultra yüksek enerjili kozmik ışınlar nere­den geliyor?
Kozmik ışınlar, belirli bir enerji düzeyinin üzerinde olduklarında fazla uzağa gidemeden yok oluyorlar. Öyleyse nasıl oluyor da kozmik ışın avcıları, kaynağı belli olmayan bu tür ışınla­rı gökadamızda saptayabiliyorlar?
Kuasarfara göç veren şey ne?
Evrendeki en güçlü enerji fıskiyeleri, güçlerini olasılıkla dev kütleli karadeliklerin içine dalan mad­deden alıyorlar. Ancak bu fıskiyelerin sürekliliğini sağlayan şeyin ne olduğu konusunda, biliminsanla-rıyla sokaktaki adam arasında pek fark yok!
Karadeliklerin Doğası Ne?
Belki de relativistik bir kütle, kendini kuan-tum-boyutlu bir cismin içine tıkmaya kalktı. İşte size bir felaket tarifi. Ama biliminsanları, hâlâ ta­rifin 'kullanılacak malzemeler' içeriğini bulmaya çalışıyorlar.
Bu konuda genel bir
tabloya sahipsek de                            'f
b1-4.jpg
b1-5.jpg
ince ayrıntıları gö­remiyoruz. Uydu ve yer teleskopla­rından alacağımız veriler, başka ay­rıntıların yanında, ilk yıldız neslinin evre­
b1-6.jpg
b1-7.jpg
ni kaplayan hidrojen asi-
si"ni ne zaman yaktığını, yanısı-ra bilmediğimiz başka ayrıntıları aydınlatabilir. ,
Eylül 2005 39 BİLİM ve veTEKNİK
CEVAPLANAMAYAN 125 SORU
NEDEN İNSANLARIN GENLERİ BU KADAR AZ?
Önde gelen biyologlar, 1990'ların sonların­da insan genomunun dizilimini ortaya çıkar­mak için harekete geçtiklerinde, DNA'mızı oluşturan 3 milyon baz çiftinin içerdiği gen sa­yısı üzerinde bahse tutuştular. Çok azı gerçek sayıyı kestirebildi. On yıl öncesine kadar, gele­neksel görüş, vücudumuzdaki işlevleri yerine getiren çok sayıda hücresel işlemin gerçekleş­mesi için yaklaşık 100.000 gene gereksinimi­
mi genlerde eksonların farklı bileşimleri, farklı zamanlarda etkin oluyor ve her bileşim farklı bir proteinin üretimiyle sonuçlanıyor.
Uzun bir süre boyunca, seçenekli kesme sürecinin, DNA yazılımı (transkripsiyon) sıra­sında ender oluşan küçük bir atlamadan kay­naklandığı düşünüldü. Ancak araştırmacılar, bu durumun genlerimizin yarısında -kimileri­ne göre neredeyse tamamında- görülebildiğini
Son on yıl içinde, gen ifadesinin düzenlen­mesinde kromotin proteinlerinin ve RNA'nın ne kadar önemli roller oynadıklarını da anlaşıl­dı. Kromatin proteinleri, temelde kromozomla­rı düzgün sarmallar halinde tutarak DNA'yı bir anlamda paketlemiş oluyorlar. Kromatin, hafif­çe biçim değiştirerek, farklı genleri DNA yazılı­mı sistemine sokabiliyor.
Genlerde RNA'nın yönlendiriciliği de önem­li. Şu anda, geni kontrol eden diğer öğelerle birlikte, çoğu 30'dan az baz çifti içeren küçük RNA molekülleri de büyüteç altında. Daha ön­celeri ilgilerini mRNA ve diğer büyük RNA mo­lekülleri üzerinde yoğunlaştıran birçok araştır­macı, geçtiğimiz beş yıl içinde, bunların "mik-roRNA" ve "küçük çekirdek RNA'sı" gibi daha küçük akrabalarına yönelmiş bulunuyor. Orta­ya çıkan oldukça ilginç sonuçlara göreyse, kar­şımıza çeşitli biçimlerde çıkan bu RNA mole­külleri, 'kapanma' özelliğine sahip: açıldıkla-rındaysa gen ifadesini etkileyebiliyorlar. Bun­lar, aynı zamanda, organizmaların gelişiminde­ki hücre farklılaşmasında da önemli bir rol oy­nuyorlar; ancak işleme biçimleri tam olarak an­laşılmış değil.
Araştırmacılar, genlere ilişkin çeşitli meka­nizmaları tam olarak belirleyip tanımlama yo­lunda büyük adımlar attılar. Genetikçiler, ev­rim ağacının farklı dallarında yer alan organiz­maların gen haritalarını çıkararak düzenleyici bölgelerin yerini belirliyor ve seçenekli kesme gibi mekanizmaların nasıl evrildiğini kavrama­ya çalışıyorlar. Bu araştırmaların, söz konusu bölgelerin nasıl çalıştığını aydınlatacağı umu­luyor. Fareler üzerinde yapılan -düzenleyici bölgelerin çıkarılması ya da eklenmesi, RNA üzerinde oynamalar yapılması gibi- deneyler ve bilgisayar modellemeleri de bu çalışmalar İçin yararlı olacak. Ancak tüm bu gelişmelere karşın, temel soru uzun süre çözülmeden kala­cak gibi görünüyor: Tüm bu parçalar nasıl bir araya geliyor da bizi bütün bir organizma hali­ne getiriyor?
Pennisi E. "Why Do Humans Have So Few Genes"
Science, Temmuz 2005
Çeviri: Tuğba Can
miz olduğu yönündeydi. Ancak projenin sonunda, genlerimizin sayısının yalnızca 25.000 civa­rında, yani çok küçük bir çiçek­li bitki olan suteresinin (Arabi-dopsis) gen sayısıyla aynı, bir solucanınkindense {Caenor-habditis elegans) biraz daha fazla olduğu ortaya çıktı.
Bu büyük sürpriz, genetik­çiler arasında yaygınlaşmakta olan bir gerçeği güçlendirdi: Bizim genomumuz ve diğer memelilerin genomları, sanıldı­ğından daha esnek ve karma­şıktı. Böylece, eski "bir gen / bir protein" tezi çürütülmüş ol­du. Artık birçok genin birden fazla proteini yapabildiği bilini­yor. Düzenleyici proteinler, RNA, DNA'nın şifre içermeyen
b1-8.jpg
ortaya çıkardılar. Bu bulgu, bu kadar az genle yüzbinlerce farklı proteinin üretiminin na­sıl mümkün olduğunu açıkla­ma yönünde atılmış önemli bir adım oldu. Ancak, DNA yazı­lım sisteminin, belirli bir za­manda, genin hangi parçasını okuyacağına nasıl karar verdi­ği, hâlâ gizemini koruyan bîr soru.
Aynı şey, belirli zamanlar­da ve yerlerde, hangi genlerin ya da gen takımlarının etkin hale geleceğini ya da etkinliği­ni durduracağını belirleyen mekanizmalar için de geçerli. Son araştırmalar, her genin, işlevini gerçekleştirebilmek için yüzlerce destek birime ge­reksinimi olduğunu gösteri­
parçaları, hatta genomun ken­disindeki kimyasal ve yapısal değişimler bile genin nasıl, nerede ve ne zaman 'ifade' edilece­ğini belirleyebiliyorlar. Bütün bu öğelerin, ge­nin ifade edilmesinde nasıl bir arada uyumlu çalıştıklarını ortaya çıkarmak, biyologların önünde aşılması gereken engellerden biri.
Geçtiğimiz birkaç yıl içinde, insan genomu­nun bu kadar az genle bu kadar karmaşık bir yapı oluşturabilmesinin ardında yatan neden­lerden birinin, mRNA üretimi sırasında kullanı­lan seçenekli kesme (alternative splicing), adlı bir mekanizma olduğu anlaşıldı. İnsan genleri hem protein yapımı için gerekli şifreleri taşı­yan DNA (ekson) parçalan, hem de hiçbir şifre içermeyen DNA (intron) parçaları içeriyor. Ki-
yor. Bunlardan bazıları, kim­yasal süreçlerle (örneğin DNA'ya asetil ya da metil grupları ekleyerek) geni etkin hale geti­ren ya da genin etkinliğini durduran protein­ler. "Transkripsiyon faktörleri'' adlı proteinler-se, genlerle daha doğrudan etkileşimde bulu­nuyorlar ve denetimleri altındaki gene yakın yerde bulunan bağlanma bölgelerine tutunu-yorlar. Seçenekli kesmede olduğu gibi, bağ­lanma bölgelerinin farklı kombinasyonlarının etkin hale getirilmesi de, genin İfade edilme sü­recini en iyi biçimde kontrol altında tutmayı sağlıyor; ancak araştırmacılar tüm bu düzenle­yici öğelerin gerçekte nasıl işlediğini ve seçe­nekli kesmeyle nasıl bir arada yer alabildikleri­ni henüz tam olarak anlayabilmiş değiller.
Proton bozunur ma?
Herşeyin Kuramı'na göre kuarklar (ki proton­ları oluştururlar) bir şekilde leptonlara (örneğin elektronlara) dönüşebilirler; bu nedenle bozun-ma halindeki bir protonu yakalamak, parçacık fi­ziğinde yeni yasalar ortaya koyabilir.
çacık şu ana kadar bulunabilmiş değil. New-ton'un elması, karmaşık bir sorunun kaynağı ola­rak yerini koruyor.
Neden zaman diğer boyutlardan farklı?
Zamanın, öteki üç uzamsal boyut gibi bir bo­yut olduğu ve zamanla uzay arasında ol­
Madde, neden karşımaddeden daha fazla?
Parçacık fizikçilerine göre, madde ve karşı-madde neredeyse aynı şeyler. (Karşımadde, mad­denin, onunla aynı kütleyi ve aynı özellikleri, ama ters elektrik yükü taşıyan karşılığına verilen isim.) Madde­
b1-9.jpg
nin çok yaygın, karşımaddenin de ender oluşu-nunu açıklama­sı, olasılıkla in­ce ayrıntılarda yatıyor.
b1-10.jpg
Kütleçekiminin doğa­sı nedir?
Kütleçekimi, kuan-tum kuramıyla uyuşmu­yor; "standart model"e oturmuyor. Kütleçeki-mini mümkün kılan par-
dukça sıkı bir ilişki bulunduğunu anlamak, biliminsanlarının bin yıllarını aldı. Görelie-lik kuramıyla ilgili denklemler anlamlı olsa da, neden "şimdi"ye ilişkin bir algımız ol­duğu ya da neden zamanın bu şekilde akıp gittiği sorularını açıklamada yetersiz kalı­yorlar.
BİLİMveTEKNiK 40 Eylül 2005
CEVAP LANAMAYAN 125 SORU
GENETİK FARKLILIKLAR VE
BİREYSEL SAĞLIK BİRBİRİYLE
NE KADAR İLİŞKİLİ?
Doktorlar, anestezi sırasında süksinil kolin alan kimi hastaların normal biçimde uyanır­ken, kimilerinin de geçici felç ve solunum so­runları yaşamasının nedenlerini kırk yıl önce anladılar: Kimi hastalar, ilacın yavaş metaboli­ze edilmesini (enzimler aracılığıyla parçalan­masını) sağlayan kalıtımsal bir özellik taşıyor­lardı. Sonra, biliminsanlan yavaş işleyen süksi­nil kolin metabolizmasının izini sürerek belirli bir genin varyantına (farklı bir tipine) ulaştılar. Yaklaşık 3500 insandan biri bu gen varyantını taşıyor, bu da o kişiyi ilacın ciddi yan etkisi ba-kımından yüksek risk altında bırakıyor.
Süksinil kolin bilmecesinin çözülmesi, vü­cudun ilaca tepkisiyle genetik farklılık arasın­da kurulan ilk bağlantılar arasındaydı. Bundan sonra ilaç metabolizmasındaki küçük, ancak artan oranda görülen farklılıklar genetikle iliş-kilendirildi; bu da neden belirli ilaçların kimi hastalara yarar sağladığını, kimilerinde etkisiz kaldığını, diğerlerinde de zehir etkisi yarattığı­nı anlamamıza yardım etti.
Günümüzde genetik farklılığın, birçok has­talığa yakalanma riskinde de önemli rol oyna­dığı biliniyor. Alzheimer'dan göğüs kanserine kadar, hastalıklara yakalanmayı artıran riskler, gen varyantlarıyla ilişkilendiriliyor ve bunlar, kimi sigara tiryakilerinin neden akciğer kanse­rine yakalanırken kimilerinin yakalanmadığı örneğindeki gibi, nedenleri açıklamaya yardım edebilir.
Bu gelişmeler, genetik testlerle hastalık riskleri, hastalığın önlenmesi için önceden be­lirlenecek yollar ve tedavilerin belirlendiği bi­reysel tıp çağının eşiğinde, umutları biraz da aşırı biçimde artırdı. Ancak sorumlu DNA'yı (tabii gerçekten sorumluysa) bulmak ve bu bil­giyi genetik testlerle ortaya çıkarmak, sağlık bilimlerinin ulaşması gereken önemli bir he­def.
Farklı kanser tipleri, kalp krizi, lupus, dep­resyon gibi birçok hastalık, görünüşe göre be­lirli genlerin, vüdumuza giren nikotin ya da yağlı besinlerle etkileşimi sonucu ortaya çıkı-
yor. Bu çoklu gen etkileşimleri, tek bir genden kaynaklanan hemofili ve kistik fibroz gibi has­talıklarla karşılaştırıldığında daha karmaşık ve belirsiz. Tek bir genden kaynaklanan hastalık­larda, kliniklerde kanıtlanmamış gen testlerine maruz kalmadan istatistiksel analizler, dikkatli deneyler tekrar tekrar yapılabiliyor. Ancak, te­davi yöntemlerini belirlemek daha az karmaşık değil. Örneğin biliminsanları geçen yıl, kan kanserine karşı kullanılan dört ilaca gösterilen dirençle ilişkili 124 farklı gen buldular.
çalışmaları son hızda yol almakta. Psikiyatrik hastalıklar gibi başka alanlardaysa bu hız daha düşük. Şiddetli depresyon ya da şizofreni has­talarının, hangi ilacı hangi dozda alacaklarını belirleyecek testlerden görecekleri yarar çok büyük olsa da, bu hastalıklarda, astım gibile­rinden farklı olarak ilaca verilecek tepkiyi biyo­lojik olarak belirlemek zor. Bu gerçek, doğal olarak ilaç-genetik özellikler bağlantısını orta­ya koymayı da güçleştiriyor.
DNA dizilimi daha iyi anlaşılıp teknolojiler geliştikçe sağlığı etkileyen genetik desen açığa çıkacak gibi görünüyor. Genetik araçlar, hâlâ yapım aşamasında; örneğin yaygın hastalıkla­rın arkasındaki genetik farklılıkları ortaya çıka­racak "haploid genotip haritası" kullanılabile­cek, bu da genetik hastalıkların araştırmasını hızlandıracak.
Sonraki aşama, klinik olarak karar vermeyi sağlamak üzere DNA testleri tasarlamak ve kullanmak olacak. Daha önce de yaşandığı gi­bi, böyle testleri standart uygulamalara dönüş­türmek zaman alacak. Kalp krizi, akut kanser ya da astım atağı gibi acil durumlarda, böyle testler ancak hızlı sonuç alınabilirse işe yaraya­cak. Kapsamlı bireysel tıp, ancak ilaç şirketleri­nin talepleri sonucu ortaya çıkacak, araştırma ve geliştirme alanında çok büyük yatırımlar ge­rektirecek. Birçok şirket, genetik farklılıkları test etmenin ilaç piyasasını kısıtlayacağı ve kâ­rı düşüreceğinden endişeli.
Araştırmacılar, hala yeni fırsatlar arıyorlar. Mayısta, İzlanda'daki deCODE Genetics şirke­ti, ilaç devi Bayer'in deney aşamasında bıraktı­ğı astım ilacının, belirli gen varyantları taşıyan 170'den fazla hastada, kalp krizi riskini azalttı­ğını duyurdu. İlaç, bu genlerden biri tarafın­dan üretilen proteini hedef alıyor. Bu bulgu, DNA dizilimi, ilaçlar ve hastalıklar yavaş yavaş çözümlendikçe sırada bekleyen birçok iyi ha­berin öncüsü gibi görünüyor.
Couzin 1. 'To What Extent Are Genetic Variation and
Personal Health Linked" Science, Temmuz 2005
Çeviri: Tuğba Can
b1-11.jpg
Ancak, genler arasındaki etkileşimi belirle­mek, işin başlangıç noktası. Zorluklardan biri, özellikle astım ya da kimi çocukluk çağı kan­serleri gibi belirli yaşta az sayıda bireyi etkile­yen, kalıtımla doğrudan ilgili olmayan ve araş­tırılması zor hastalıklarda bu çalışmaları tek­rarlamak. Birçok klinik deneyde katılımcılar­dan düzenli olarak DNA örneği alınmıyor. Bu da biliminsanlarının genlerle hastalık ya da ila­ca tepki arasında ilişki kurmalarını zorlaştırı­yor. Bir seferde düzinelerce genin 'ifade'sinin İncelenmesini sağlayan "gen mikrodizilimi teknolojisiyle, değişken ve tutarsız sonuçlar alınıyor. Üstelik maliyetleri de gen çalışmaları­nı engelliyor.
Yine de, kanser, astım, kalp hastalıkları gi­bi bazı hastalıklarla ilgili genetik çözümleme
Kuarklardan daha küçük yapıtaşları var mı?
Atomların "bölünemez" olduğu söyleniyordu. Ancak, daha sonra biliminsanları protonları, nöt­ronları ve diğer atomaltı parçacıklarını, sonra da, bunları oluşturduğu anlaşılan kuark ve gluonları
soruyu yanıtlamak, evrendeki maddenin kökeni­ni anlamak bakımından, çok önemli bir adım ola­cak.
Etkileşim halindeki butun elektron
Araştırmacıların üretebildiği en güçlü lazer hangisi?
Kuramcılar, yete­rince güçlü bir lazer alanının, fotonları elek-tron-pozitron çiftlerine parçalayabileceğin! söylüyor. Ancak hiç kimse bu noktaya ulaş­manın mümkün olup olmadığını bilmiyor.
b1-12.jpg
keşfettiler. Acaba bunlardan da kü- çük, daha temel yapıtaşları var mı?
Nötrinolar, kendilerinin karşı-parçacıkiarı mı?
Bununla ilgili birtakım deneyler sessiz sedasız yürütülmekte olsa da, kimse nötrinolar için yöneltilen bu temel sorunun yanıtını bilmiyor. Bu
b1-13.jpg
sistemlerini açıklayan birleşik bir kuram var mı?
Yüksek sıcaklık süperiletkenle-ri ve devasa manyetodirençli mal­zemelerin hepsinde elektonların birbirinden bağımsız değil, toplu ve uyumlu hareketleri sözkonusu. Ancak şu anda bunu anlamıza ya­rayacak ortak bir yapı yok.
Eylül 2005 41 BİLİMveTEKNİK
CEVAP LANAMAYAN 125 SORU
FİZİK YASALARI BİRLEŞTİRİLEBİLİR Mİ?
İdeal olarak fizik, altında yatan basitliği ortaya çıkararak karmaşıklığı ortadan kaldı­rır. Örneğin, Maxwell denklemleri klasik elek­trik ve manyetizmanın çok sayıda ve karışık olgularının tümünü dört basit kuralla açıklar. Bunlar, "güzel" denklemler. Hepsinin, sem­bollerin karmaşık dansları aracılığıyla birbiri­ni yansıtan garip bir simetrisi var.Bir şair bir Shakespeare sonesi karşısında ne duyuyorsa, birlikte bu dört denklem bir fizikçiye de bir zerafet, bütünsellik ve tamlık duygulan veri­yor.
Parçacık Fiziğinin Standart Modeliyse, bit­memiş bir şiir. Aslında parçaların büyük ço­ğunluğu yerli yerinde ve eksikliğine karşın herhalde fizik literatüründeki en parlak eser. Bilinen tüm maddeyi (kuarklar ve leptonlar gibi tüm atomaltı parçacıkları) ve bu parça­cıkların birbiriyle etkileşmesine aracılık eden tüm kuvvetleri büyük bir duyarlılıkla açıklı­yor. Bu kuvvetlerin bir tanesi, elektrik yüklü cisimlerin birbirlerinin etkisini nasıl duyduk­larını açıklayan elektromanyetizma. İkincisi, parçacıkların nasıl kimlik değiştirdiklerini açıklayan zayıf çekirdek kuvveti, ya da kısaca zayıf kuvvet. Üçüncüsüyse, kuarkların nasıl birbirlerine yapışıp protonları ve öteki bileşik parçacıkları oluşturduğunu açıklayan şiddetli çekirdek kuvveti ya da kısaca güçlü kuvvet. Ancak, maddeyi tarifi ne kadar sevimli olursa olsun, standart model parçalardan oluşan bir mozaik görünümünde ve parçalardan bazıları -kütleçekimini açıklayanlar- eksik. Ama yine de güzel bazı parçalar, modelin gerisinde da­ha da büyük bir şey olduğunu işaret ediyor. Tıpkı bîr papirüs parçası üzerinde Sapp-ho'nun şiirlerinden bir kaç mısra gibi.
Standart Model'in güzelliği simetrisinde yatıyor. Matematikçiler modelin simetrisini Lie grupları denen nesnelerle açıklıyorlar. Ve Standart Model'in Lie gruplarına şöyle gözü­nün ucuyla bakan birisi bile ortadaki parçalı manzarayı hemen fark eder: SU(3) x.SU(29 x U(l). Bu parçalardan her biri, bir tür simetri­yi temsil eder; ama bütünün simetrisi kırılmış durumdadır. Sayılan doğa kuvvetlerinin her
biri az biraz farklı biçimde davranır ve dolayı­sıyla da her biri birbirinden biraz farklı simet­rilerle betimlenir.
Ama bu farklılıklar yüzeysel olabilir. Elek­tromanyetizma ve zayıf kuvvet hiç benzeş-mezmiş gibi görünür; ancak, 196O'lı yıllarda fizikçiler yüksek sıcaklıklarda iki kuvvetin "birleştiklerini" (özdeşleştiklerini) gösterdi­ler. Tıpkı buz ve suyun aynı olduğunun birlik­te ısıtıldıklarında ortaya çıkması gibi elektro­manyetizma ve zayıf kuvvetin de aslında aynı şey oldukları anlaşılıyor. Bu ilişki, fizikçileri güçlü kuvvetin de öteki iki kuvvetle birleştiri­lebileceği ve SU(5) gibi tek bir simetriyle be­timlenen daha geniş tek bir kurama varılabi­leceği umuduna götürdü.
Kütleçekimi, sürekli sorun çıkaran bir kuvvet. Bu kuvveti betimleyen görelilik kura­mı, uzay ve zamanın düzgün ve sürekli oldu­ğunu varsayarken, üzerine oturduğu kuan-tum mekaniği, yani atomaltı parçacıklar ve kuvvetleri yöneten fizik kesintili ve sıçramalı davranışlar betimler. Kütleçekim kuantum kuramıyla öylesine uyumsuzdur ki, hiç kimse tüm parçacıkları, güçlü ve elektrozayıf kuv­vetlerle kütleçekimi hep bir arada büyük bir torba içine sokmayı başaran tek bir kuramı inandırıcı biçimde kurmayı başaramamıştır. Yine de fizikçiler ellerinde bazı İpuçları oldu­ğunu düşünüyorlar. Bunlardan en umut veri­ci olanı süpersicim kuramı.
Süpersimetri kuramı, her şeyi tek bir ku­ram altında tek bir simetriyle (örneğin kura­mın bîr türüne göre SO(32)) toplamak İçin bir yol sunduğundan kalabalık bir yandaş toplu­luğuna sahip. Ancak 10 ya da 11 boyutlu bir evren, henüz gözlenememiş sürüyle parçacık ve doğrulanması hiçbir zaman mümkün ola­mayacak ağır bir entelektüel yük gerektiriyor. Sonuçta tüm kuvvetleri birleştiren ve ancak bir tanesi doğru olabilecek onlarca kuram ola­bilir ve bilimcilerin bunların hangisinin doğru olduğunu belirlemeleri mümkün olmayabilir. Belki de tüm kuvvetleri ve parçacıkları birleş­tirme çabası yalnızca aptallara göre bir iş.
Bu arada fizikçiler bir yandan proton bo­zunmaları saptamaya çalışırken, bir yandan da yeraltı kapanları ve CERN'de 2007 yılında devreye girdiğinde de Büyük Hadron Çarpış-tırıcısı (Large Hadron Collider - LHC) adlı dev parçacık hızlandırıcısıyla süpersimetrik parçacıkları aramaya devam edecekler. Bilim­ciler, LHC'nin Higgs bozonu adlı kuramsal parçacığın varlığını da ortaya çıkaracağına inanıyorlar. Bu parçacık fiziği modelinde te­mel simetrilerle çok yakın ilişki içinde olan bir parçacık. Ve fizikçiler bir gün tamamlan­mamış şiiri tamamlayabilmeyi ve o ürkütücü simetrisini resimleyebilmeyi umuyorlar.
Charles Seife, "Can the Laws of Physics Be United"
Science, 1 Temmuz 2005
Çeviri: Raşit Gürdilek
b1-14.jpg
Birleşik bir kuramın gözlenebilir sonuçla­rı olması gerekir. Örneğin, güçlü kuvvet de gerçekten "elektrozayıf" kuvvetle aynıysa, o zaman protonların gerçekte kararlı olmama­ları, ender görülse de, arada bir kendi kendi­lerine bozunmaları gerekir. Ama yapılan bir­çok taramaya karşın kimse bir proton bozun-ması gözlemleyebilmiş değil. Ayrıca süpersi-metri gibisinden, Standart Model'in simetrisi­ni geliştirme iddiasındaki çeşitlemelerinin ön­gördüğü parçacıklardan kerhangi biri de göz­lenebilmiş değil. Daha da kötüsü, bir şekilde oluşturulabilse bile, bu birleşik kuram, kütle­çekimini görmezden geldiği sürece yine de tam sayılamaz.
verecek kadar sıcak ortamlarda henüz başarıla­madı.
Yüksek sıcaklık süperiletkenliğinin gerisin­deki eşleşme mekanizması ne?
Sü'periletkenler içindeki elektronlar, halinde dolaşıyorlar. '0 yıllık yoğun araştırmala­ra rağmen bunları karmaşık, yüksek sıcaklıktaki materyaller içinde bir arada tutanın ne olduğunu kimse bilmiyor.
Çalkantılı akışkanlık ve granüllü malzeme-lerin dinamiği için genel bir teori geliştire­bilir miyiz?
Şimdiye kadar, bunlar gibi "denge dışı sis-
temler" istatistiksel mekaniğin araçları karşısın­da direnebildi. Bu başarısızlık da fiziğin ortasın­da koca bir boşluk oluşturuyor.
Araştırmacılar mükemmel bir optik mercek yapabilirler mi?
b1-15.jpg
Bunu mikrodalgalarla yapabildiler; ama görünen ışıkla hiç başaramadılar.
Oda sıcaklığında çalı­şan manyetik yarıilet­kenler yapmak müm­kün mü?
Bu düzeneklerin dü­şük sıcaklıklarda çalışabil­diği gösterildi. Ama spin-tronik uygulamalara izin
b1-16.jpg
BİLİMveTEKNİK 42 Eylül 2005
CEVAP LAN AMAYAN 125 SORU
İNSAN ÖMRÜ NE KADAR UZATILABİLİR?
tirilebildiği türler, yaşam süresine ilişkin uygu­lamalara en çok yanıt veren türler olabilir.
Bu konudaki başarılı yaşlaşımlarsa, birkaç kilit alana odaklanmaya başlamış durumda: kalori alımının kısıtlanması, bir protein olan "insüline benzer büyüme fastörü-1" (IGF-1) düzeyinin düşürülmesi ve vücut dokularında oksidasyona bağlı olarak oluşabilecek hasar­ların önlenmesi. Bu üç etkenin birbirlerine bağlı olabileği düşüncesiyse henüz kesin bir şekilde doğrulanmış değil. (Ancak bilinen bir gerçek, kalori kısıtlamasına tabi hayvanların IGF-1 düzeylerinin de düşük olduğu.)
olduğu için çalışma sonuçlarından en çok ya­rar görmesi beklenen genç gönüllülerden alı­nan verileri toplamak öylesine uzun zaman alacak ki, sonuçlar nihayet biraraya geldiğin­de, çalışmayı başlatanlar çoktan ölüp gitmiş olacak!
Uzun yaşama becerilerini belki de atala­rından almış olan 100 yaş ve üzerindekileri kapsayan genetik çalışmalaraysa, olası yeni bakış açılarının bir kaynağı gözüyle bakılı­yor. Birçok biliminsanı, ortalama insan ömrü­nün doğal bir üst sınırı olduğuna inanmakla birlikte bu sınırın 85 mi, 100 mü, 150 mi ol­duğu konusunda fikir birliği içinde
Jeanne Calment, 1997 yılında Fransa'nın güneyindeki bir huzurevinde yaşama veda et­tiğinde, 122 yaşında ve belgelenmiş en uzun ömürlü insan konumundaydı. Ancak Cal-ment'ın hiç de olağan sayılamayacak olan bu konumu, bazı biyolog ve nüfusbilimcilerin tahminlerinin doğru çıkması durumunda, bir­kaç onyıl içinde parıltısını yitireceğe benzer. İnsanlarda ömür uzunluğuna ilişkin eğilim­lerden çıkarılan sonuçların, mayadan fareye birçok türde ortalama yaşam süresinin uzatıl­ması gerçeğiyle birleşmesi, bir grup bilimciyi ortalama insan ömrünün de 100-110 yıl civa­rında seyredeceği konusunda ikna
etmeye yetmiş durumda. (Günümüz­de sanayileşmiş ülkelerde 100 yaş veya üstünde olanların oranı 10 bin­de 1 kadar.) Diğerleriyse bu kadar iyimser değil. Onlara göre de, başka türlerde bu açıdan varolan esneklik bizde olmayabilir. Bunun da ötesin­de, ömür uzatmaya yönelik deneme­leri insanlar üzerinde yürütmek, hem uygulama hem etik açısından bakıldığında neredeyse olanaksız gö­rünüyor.
Bundan yalnızca 20-30 yıl kadar önce, yaşlanma konusunu kapsayan araştırmalar oldukça durağan bir alan oluşturuyordu. Ancak molekü-
b1-17.jpg
değiller.
En önemli ve yanıtlanması en güç sorulardan biriyse, tüm bu yaşlanma yavaşlatma, ömür uzatma çalışmaları­nın ana hedefinin ne olduğu. Bilimin-sanları ister istemez yaşamı, en yıp­ranmış döneminde uzatmak yerine, yaşlanmayı yavaşlatacak ve yaşlılığa bağlı hastalıkları dışlayacak yöntem­leri yeğliyorlar. Ancak yaşlanma süre­cini yavaşlatmanın bile tahmin edile­meyecek kadar derin toplumsal etki­leri olabilir.
Sonra, adalet sorunu da var. Yaş­lanma önleyici yöntem ve tedaviler ulaşılabilir hale gelirse, ne ölçüde pa-
halı olacaklar? Bunlardan kimler ya­rarlanabilecek? Maddi güçleri kendi yaşamla­rını uzatmaya uygun bireyler olsa da aynı şe­yi bunca populasyon için söylemek fazla id­dialı olsa gerek. Gerçi, nüfusbilimciler ortala­ma yaşam süresinin, onyıllardır olduğu gibi tırmanmaya devam edeceğine inanıyorlar. Eğer bu gerçekleşirse, yaşam süresindeki ar­tışın çoğu, kalp hastalıkları ve kanserin ön­lenmesi gibi gerçekleşmesi daha mümkün stratejilerle sağlanabilir. Bununsa, uzun bir yaşamın sonunu da daha dayanılabilir, daha kolay hale getireceği kesin.
Couzin, J. "How Much Can Human Life Be Extended"
Science, 1 Temmuz 2005
Çeviri: Zeynep Tozar
ler biyologlar, yaşam süresini uzat­mak için yollar aramaya başladıktan sonra, bu sürenin oldukça değişken olabileceğini gördü­ler. Sözgelimi, insülin almacına benzer bir al­macın etkinliğini düşürmek, bazı solucanların ömrünü ikiye katlayarak onlar için inanılmaz bir değere, 6 haftaya çıkarıyordu. Aldıkları be­sin miktarı büyük ölçüde düşürülen, ancak yi­ne de besleyici niteliği yüksek yiyecekler veri­len bir fare türününse normalden % 50 kadar daha fazla yaşadığı ortaya çıktı.
Tabii bu etkilerin bir kısmı türe özgü olabi­lir; bir solucanın, yaşamı için kritik önem taşı­yan ve kış uykusunu andıran bir duruma geçe­biliyor olması gibi. Ayrıca, solucanlar ve mey-vesinekleri gibi, yaşlanmanın en sıklıkla gecik-
Bu stratejilere yönelmek insanların daha uzun yaşamasına yardımcı olabilir mi? Ve olup olamayacağına nasıl karar vereceğiz? Kanser ya da kalp hastalıklarının tedavisi için öne sürülen ilaçlardan farklı olarak, yaşlan­maya karşı uygulanacak yöntemlerin yararla­rı sorgulanmaya daha açık. Bu da çalışmaları planlama ve yorumlamayı daha zor kılıyor.
En basitinden güvenilirlik kesin değil. Ka­lori kısıtlamasının laboratuvar hayvanlarında doğurganlık düzeyini düşürdüğü, ayrıca da­ha uzun yaşamaları sağlanmış laboratuvar sineklerinin" doğal ortamda yaşayan soydaş-larıyla rekabet edemedikleri saptanmış. Da­hası, özellikle de yaşlanma düzeyleri asgari
Camsı yapıların özelliği nedir?
Camdaki moleküller, sıvıdakilere benzer şe­kilde düzenlenmiş olmakla birlikte, daha sıkı pa­ketlenmiş durumdadırlar. Sıvının bitip camın baş­ladığı yer neresi?
Yüksek atom numarasına sahip kararlı ele­mentler var mı?
184 nötron ve 114 protonlu bir süperağır element, görece kararlı olsa gerek. Tabii fizikçi­ler onu elde edebilirlerse.
b1-18.jpg
b1-19.jpg
Suyun yapısı nedir?
Araştırmacılar, her bir H2O molekülünün, en yakındaki komşula­rıyla kaç bağ yaptığı ko­nusunda birbirleriyle di­dişmeye devam etmek­teler.
'Anlamlı' kimyasal sentezin bir sınırı var mı?
Sentetik moleküller büyüdükçe, bun­ların biçimlerini denetlemek ve işe yara­yacak sayıda kopya elde etmek de o ka­dar güçleşir. Yaratılarının büyüyüp dur­masını engellemek için, kimyacıların ye­ni araçlara gereksinimleri olacak.
Eylül 2005 43 BİLİMveTEKNİK
CEVAPLANAMAYAN 125 SORU
ORGAN YENİLENMESİNİ KONTROL EDEN ŞEY NE?
Otomobillerden farklı olarak insanlar ya­şamlarının büyük kısmını kendi orijinal par­çalarıyla geçirmeyi başarırlar. Elbette organ­lar da bazen iflas eder, ancak en azından şim­dilik motor tamiri ya da yeni bir su pompası için bir makine ustasına gidemiyoruz. Tıp dünyası, geçtiğimiz yüzyıllarda insan yaşamı­nı kısaltan enfeksiyon gibi akut (kısa dönem­li) tehditlerin pek çoğunu geri püskürttü. Şimdiyse, sanayileşmiş ülkelerdeki en önemli sağlık sorunlarını, kronik hastalıklar ve bozu­lan organlar oluşturuyor. Ve nüfus yaşlandık­ça bunun önemi daha da artacak. Organ ve dokuları yeniden inşa eden rejeneratif tıp, belki de 20. yüzyılın antibiyotiklerinin 21. yüzyıldaki karşılığı olacak. Bunun olabilmesi için araştırmacıların önce yenilenmeyi kon­trol eden sinyalleri anlamaları gerekiyor.
Araştırmacılar yüzyıllar boyunca, vücudu­muzdaki uzuvların kendilerini nasıl yeniledi­ğini çözmeye çalıştılar. Örneğin, 1700'lerin ortalarında İsviçreli araştırmacı Abraham Trembley, tatlı suda yaşayan ve vücutları tüp şeklinde canlılar olan hidraların, parçalara doğrandıklarından yeniden bütün birer orga­nizma haline gelebildiklerinden sözetmiş. Dö­nemin diğer biliminsanları, semenderlerin, koparı kuyruklarının yerine yenisini geliştire­bilme yeteneklerini incelemişler. Bir yüzyıl sonra, Thomas Hunt Morgan, 279 parçaya bö­lündüğünde bile kendisini yenileyebilen bir yassı solucanlar olan planaryayı incelemiş. Ancak yenilenmenin, kontrol edilmesi zor bir sorun olduğu kararına varmış ve planaryaları bir yana bırakarak meyvesineklerine yönel­miş.
Daha sonra biyolojide Morgan'ın izinde ilerlenerek, genetik ve embriyonik gelişmele­ri çalışmak için uygun olan hayvanlar üzerine odaklanılmış. Ancak bazı araştırmacılar yeni­lenmenin yıldızlarıyla çalışma konusunda ıs­rarcı davranarak, bu organizmaların genetiği­nin üstesinden gelmek için yeni stratejiler ge­liştirmişler. Şimdilerdeyse bu çabaların yanısı-ra, kendini yenileme örneği olarak üzerinde çalışılan bazı yeni hayvanlar (zebra balıkları ve bazı fare soyları gibi), yenilenmeyi yönlen-
diren ve önleyen güçleri ortaya çıkarmaya başlamış durumda.
Hayvanlar, organlarını yenilemek için üç ana strateji kullanıyorlar. İlkinde, semender­lerin kalplerinde olduğu gibi, normalde bö­lünmeyen ve işler durumdaki organ hücreleri çoğalarak, kaybolan dokuyu yeniden oluştur­mak üzere gelişebiliyorlar. İkinci stratejide, özelleşmiş hücreler kendi temel işlevlerini yapmak yerine önce, özelleşme süreçlerini ge­riye çevirerek almış oldukları 'eğitimi' sıfırlı­yor, sonra da kaybolan kısmı yeniden oluştur­mak üzere yeniden özelleşiyorlar. Semender­ler bu stratejiyle kopmuş kol, bacak gibi uzuvlarını iyileştirip yeniden oluşturuyorlar. Zebra balıkları da yüzgeçlerini yenilemede bu yolu kullanıyorlar. Üçüncü stratejideyse, kök hücre havuzlan işin içine giriyor ve gerekli onarım ve yenilemeleri yerine getiriyor.
den oluşturuyorlar. Biz de embriyo dönemin­de uzuvlarımızı şekillendirmek için benzer yolları kullanıyoruz; ancak olasılıkla yenilen­me için gerekli olan hücre bölünmesi kanser riskini yükselttiğinden, evrim süreci, bu yete­neğimizi yetişkinlik döneminde uygulama öz­gürlüğünü elimizden almış olabilir. Bunun yerine adımları hızlandırmak daha fazla yara dokusu anlamına gelse de, enfeksiyonları ge­ri püskürtmek için yaraları hızla iyileştirme yeteneğini geliştirmiş olabiliriz. Semenderler gibi canlılar hem yaralarını iyileştirebiliyorlar hem de yepyeni dokular oluşturabiliyorlar. Fibrotik doku oluşumunun önlenmesi, yenile-nebilme ve yenilenememe arasındaki fark an­lamına gelebilir: Fare sinirlerine, yara oluşu­mu önlenecek şekilde deneysel olarak hasar verildiğinde, sinir canla başla kendini yenile­yip uzabiliyor; ancak yara oluşursa sinirler kuruyuş gidiyor.
Yenilenmenin gizlerinin çözülmesi, yarala­rı iyileştirme sürecimizi, kendilerini yenileye­bilen hayvanlarınkinden ayıran şeyin ne oldu­ğunu anlamamıza bağlı. Bu, ince bir fark olsa gerek. Araştırmacılar, bir fare soyunun üyele­rinin, birkaç hafta içinde kulak deliklerini ka-payabildiklerini belirlemişler. Bu, tipik türle­rin asla yapamadığı bir şey. Bu etkinin teme­lini, görece makul sayıdaki genetik değişiklik­lerin oluşturduğu düşünülüyor. Belki, yalnız­ca bir avuç genimizde değişiklikler yapmak, bizleri de kendi kendimizi iyileştirebilir, yeni­leyebilir duruma getirmeye yeterli olacak. An­cak biliminsanları, insanlarda bu süreci baş­latmakta başarılı olurlarsa, yeni sorular orta­ya çıkacak: Yenileme yeteneğine sahip hücre­lerin çığrından çıkıp canları istediği gibi et­kinlik göstermesini engelleyen şey ne? Yenile­nen bölgelerin doğru boyutlarda, doğru bi­çimde ve doğru konumda olmalarını sağlayan denetim mekanizması ne? Araştırmacılar bu bilmeceleri çözebilirlerse, belki bir gün yal­nızca arabalarımız için değil, kendimiz için de yedek parça siparişi verebilir duruma gelece­ğiz.
Davenport R.J., "What Controls Organ Regeneration", Science, 1
Temmuz 2OO5 Çeviri: Meltem Yenal Coşkun
b1-20.jpg
İnsanlar da bu mekanizmalardan belli bir dereceye kadar yararlanmaktalar. Örneğin ka­raciğerin bir bölümünün ameliyatla alınma­sından sonra geride kalan karaciğer hücrele­ri, organın eski özgün ölçülerine gelmesi için büyüme ve bölünme mesajları almaya başlı­yor. Araştırmacılar, uygun bir biçimde 'ikna' edildiklerinde, bazı özelleşmiş insan hücrele­rinin, henüz olgunlaşmamış bir evreye dönüş yapabildiklerini keşfetmişler. Kök hücreler de kan, deri ve kemiklerimizi yenilemeye yardım­cı oluyorlar. Öyleyse neden kalplerimiz yara dokularıyla dolu, göz merceklerimiz neden bulutlanıyor ve neden beyinlerimiz ölüyor?
Semender ve planarya gibi hayvanlar, em­briyonik gelişim sırasında vücut yapısının şe­killenmesini yönlendiren genetik mekanizma­yı yeniden harekete geçirerek dokuları yeni-
b1-21.jpg
Fiizyon, her zaman "geleceğin enerji kay­nağı" olarak mı kalacak?
Fiizyon enerjisinden bir enerji kaynağı olarak yararlanmamıza, yaklaşık son 50 yıldır "yalnızca 35 yıl kaldı"(!) Ve Öyle görünüyor ki, uluslarara­sı bir zeminde işbirliği yapılmadığı sûrece en az birkaç onyıl daha "yalnızca 35 yıl kalmaya" de­vam edecek!
Güneş'in manyetik döngüsü, gücünü nere­den alıyor?
Güneş'in yaklaşık her 22 yılda bir tamamla­nan "güneş lekesi döngüsü"nün, Güneş'in farklı bölümlerindeki farklı dönüş hızlarından kaynak-
landığı düşünülüyor. Tek sorun, bu işleyişin bil­gisayar benzetimlerinde (simülasyon) bir türlü gerçekleştirilememiş olması. Ya bir ayrıntıda so­run var, ya da herşeye sıfırdan başlamak gereke­cek.
Gezegenler nasıl oluşur?
Toz ve buz parçalarıyla gaz kümelerinin, Gü­neş onları yutup yok etmeden nasıl olup da bira-raya gelerek gezegenleri oluşturdukları
Fotovoltaik pillerin ulaşabildiği en büyük verimlİk nedir?
Geleneksel güneş pilleri, güneş ışığındaki enerjinin en fazla %32'sinİ elektriğe çevirebiliyor. Acaba araştırmacılar bu sınırı aşabilecekler mi?
b1-22.jpg
hâlâ tüm açıklığıyla bilinmiyor. İpuçları, büyük olasılıkla başka yıldızların çevrelerindeki geze­gen sistemlerinden gelecek.
BiLİMveTEKNİK 44 Eylül 2005
CEVAP LANAMAYAN 125 SORU
DERİ HÜCRESİ SİNİR HÜCRESİ HALİNE NASIL GELEBİLİR?
Tıpkı metalleri altına çevirecek bir iksir arayışındaki ortaçağ simyacıları gibi, biyolo­jinin modern simyacıları da, normal deri hücrelerim kök hücrelerine dönüştürmek, hatta tümüyle bir canlı oluşturmak için yu­murta hücresi öncülü olan "oosit'leri nasıl kullanacaklarını öğrendiler. Biliminsanları artık sığır, kedi, fare, koyun, keçi ve domuz gibi hayvanlar elde etmek amacıyla neredey­se rutin bir biçimde çekirdek transferleri ya­pabiliyorlar. Hatta, Mayıs ayında Koreli bir ekibin açıklamasına göre, insan embriyonik kök hücrelerinin bile transferi yapılmakta. Amaçlan, bir adım daha ileri gitmek ve daha önce tedavi edilemeyen hastalıklar için, kök hücreler yoluyla tedavi yollan geliştirmek. Ancak, ortaçağ simyacıları gibi, bugünün klonlama ve kök hücre biyologları da, tü­müyle anlayamadıkları süreçlerle uğraşıyor­lar. Çünkü, çekirdeği yeniden programlamak için oositin içinde gerçekte neler olduğu hâ­lâ bir sır ve biliminsanlarının, hücrelerin farklılaşmasını, tıpkı doğanın gelişim progra­mının döllenen yumurtadan her seferinde canlı bir bebek oluşturacak biçimde çeşitli hücreler oluşturması gibi rahatça yönetebil-meleri İçin, öğrenecekleri çok şey var.
Araştırmacılar, yarım yüzyıldır oositin ye­niden programlama yeteneklerini araştırı­yorlar. 1957'de gelişim biyologları ilk olarak yetişkin kurbağa hücrelerinin çekirdeğini kurbağa yumurtalarının içine yerleştirebile­ceklerini ve genetik olarak tümüyle aynı olan düzinelerce iribaş (kurbağa yavrusu) oluşturabileceklerini keşfettiler. Ancak 50 yıl geçmesine karşın oositlerin hâlâ anlaya­madığımız sırları var.
Yanıtlar, hücre biyolojisinin derinlerinde yer alıyor. Biliminsanlan, gelişmeyi kontrol eden ve erişkin hücrelerde genelde kapalı olan genlerin, her nasılsa, oositçe tekrar açı­labildiğini ve böylece hücrenin yeni döllen­miş bir yumurtanın potansiyeline sahip ola­bildiğini biliyorlar. Ancak bu açma-kapama mekanizmasının normal hücrelerdeki işleyi­şine ilişkin bilgileri daha az; özellikle de çe-
kirdek aktarımı sırasında meydana gelen bu olağandışı tersine çevrilmeye ilişkin bilgileri. Hücreler farklılaştığında, DNA'ları daha sıkı paketleniyor ve artık gerekli olmayan ya da ifade edilmemesi gereken genler engelle­niyor. DNA, histon adı verilen proteinlerin etrafına sıkıca sarınıyor ve genler daha son­ra, hücredeki protein üreten mekanizmala­rın onlara ulaşmasını engelleyen metil grup­larıyla işaretleniyor. Pek çok çalışma, bu me­til gruplarını uzaklaştıran enzimlerin, çekir­dek transferinin başarıya ulaşmasında kritik öneme sahip olduğunu göstermiş; Ancak, ge­reksinim duyulan tek şey değiller.
bölünmesi sırasında kromozomlara rehber­lik eden protein yapısıyla, gerekli genleri aç­mada anahtar bir rol oynuyor olabilir. Bu durumda, bir hücrenin saatini geri döndüre-bilecek bir protein iksiri geliştirmek, yine kolay erişilemeyecek bir nokta.
Oositin gücünü gerçekten kullanmak için, araştırmacıların kök hücrelerinin gelişi­mini yönetmeyi ve onları belirli dokuları oluşturmak üzere yönlendirmeyi öğrenmele­ri gerekiyor. Kök hücreler, özellikle de em­briyonik olanları, kendiliğinden düzinelerce hücre tipi oluştururlar; ancak, bu gelişmeyi yalnızca bir hücre tipi üretmek amacıyla kontrol altında tutmak zordur. Bazı araştır­macılar, embriyonik kök hücrelerden, sinir hücrelerinin bazı türlerinin neredeyse saf kolonilerini üretmeyi başarmış olsalar da, hiç kimse, sözgelimi Parkinson hastalığında azalan dopamin üretici sinir hücrelerinin ye­rini alabilecek bir hücre reçetesi hazırlaya­bilmiş değil.
İşaretlerin, bir hücreyi kendi nihai kade­rine yönlendirmek üzere birbirlerini nasıl et­kilediği, yeni yeni anlaşılmakta. Gelişimsel biyolojideki onlarca yıllık çalışmalar bir baş­langıç noktası sağlamış durumda: Biyolog­lar, gelişmekte olan bir hücrenin kemik ya da kas hücresine dönüşürkenki kararlılığını kontrol eden temel genlerin bazılarını belir­lemek için mutasyona uğramış kurbağalar, sinekler, fareler, civcivler ve balıklar kullan­dılar. Ancak, bir genin yokluğunda neyin yanlış gittiğini gözlemlemek, bir kültür taba-ğındaki farklılaşmayı düzenlemeyi öğren­mekten çok daha kolay. Kabaca 25.000 in­san geninin, dokuları oluşturmak üzere hep birlikte nasıl çalıştıklarını anlamak ve olgun­laşmamış bir hücrenin gelişimine rehberlik etmeleri için doğru genleri devreye sokmak, araştırmacıları daha on yıllarca meşgul ede­cek.
b1-23.jpg
Biliminsanları oositin sırlarını çözebilir­lerse, oositlerin kendini kullanmadan onla­rın becerilerini kopyalamak olası hale gelebi­lecek. Böylece, bilim camiası hem oositlerin elde edilmesinin zorluğundan kaynaklanan, hem de kullanımlarının doğurduğu etik so­runlardan kurtulmuş olacak. Bu başarılabi-lirse uygulamalar da çok geniş olacak elbet­te. Laboratuvarlar, hastalardan alınan hücre­leri gençleştirebilecek, belki daha sonra bun­ları ileri yaş ya da hastalık nedeniyle yıpra­nanları onarmak üzere, yeni dokular haline dönüştürebilecekler.
Ancak, biliminsanlan böylesi hücresiz bir simyayı yaratabileceklerinden hiç de emin değiller. Çünkü, yumurtanın kendisi, hücre
Vogel, G-, "How Can a Skin Cell Become a Nerve Cell",
Science, 1Temmuz 2005
Çeviri: Meltem Yenal Coşkun
Buzul çağlarına neden olan şey ne?
Yaklaşık her 100.000 yılda bir ortaya çıkan buzul çağlarının, gezegenimizin Güneş çevresin­de aldığı yol boyunca bir şekilde geçirdiği küçük sarsıntılar, yalpalamalar, eğim değişikliklerinin-den kaynaklandığı düşünülüyor. Ancak elimizdeki tomarlarca iklim kaydı bile,
rının nasıl tersyüz olduklarına ilişkin yeni veriler ortaya çıkarmaktalar. Ancak asıl mesele, bilgisa­yar benzetimlerini, manyetik alanın yeterince faz­la sayıdaki özelliğiyle eşleştirip, ikna edici bir tablo ortaya çıkarmakta.
İşe yarar tahmin-
retler bulma ümidi, 1970'lerden beri giderek za­yıflıyor. Fayların dinamiğini anlamada aşama kay­detmekte olduğumuz kesinse de, yakın tahminle­ri rutine bağlamak, şu an için bize biraz ulaşılmaz görünen devrimsel adımların atılmasına bağlı.
Güneş Sistemi'nin Dünya dışındaki bir ge­zegeninde yaşam var mı, ya da var mıydı?
Güneş Sistemi içinde yaşamın ya da geçmiş ya­şamın arayışı, şu sıralarda NASA'nın gezegensel keşif programının temel itici gücü durumunda. Bu programın odak noktası, yaşamın oluşmasına uy­gun olabilecek ilk dönemlerinde, bol miktarda su­ya sahip olduğu düşünülen Mars gezegeni.
b1-24.jpg
bunun kesin nedenini açıklayabilmemize yeterli olamamış durumda.
Dünya'nın manyetik alanındaki ter­sinmelere neden olan şey ne?
Bilgisayar modelleri ve İaboratuvar
ler yapılmasına olanak sağlaya­cak deprem ha­bercileri var mı? Çok yakında gerçekleşecek bir
deneyleri, Dünya'nın manyetik kutupla-
depremle ilgili işa-
Eylül 2005 45 BİLİMveTEKNİK
CEVAP LANAMAYAN 125 SORU
TEK BİR BEDEN HÜCRESİ,
NASIL BÜTÜN BİR BİTKİYİ
OLUŞTURABİLİYOR?
Bitkiler, yaşamda kalabilmek ve nesillerini sürdürebilmek için büyük güçlüklere göğüs germek zorundalar. Köklerini suya doğru uza-tabilmeleri ve yapraklarını güneşe doğru çevire-bilmeleri gibi sınırlı hareketlerinin yanında, kendilerine eş bulabilmek ya da avcılarından korunabilmek için fazla seçenekleri yok. Bunu telafi edebilmek için, değişik hasar tamir meka­nizmaları ve sperm ile yumurta birleşmeksizin üremelerini sağlayacak stratejiler geliştirmiş du­rumdalar. Bazı bitkiler, kök-gövde ya da yumru­larından çıkan filizler yardımıyla üreyebilirler­ken, bazıları daha kökten çözüm yolları üret­mişler. Turunçgiller ailesinin üyesi olan ağaçla­rın büyük bir kısmında, döllenmemiş eşey hüc­relerinin çevresini saran dokulardan embriyo gelişimi görülüyor. Bu, hayvanlar alemi üyeleri­nin hiçbirinin asla başaramayacağı bir şey. Bir ev bitkisi olan Bryophyllum, yapraklarının ke­narlarından embriyo sürgünleri verebiliyor.
Biliminsanları, yaklaşık 50 yıl önce, havuç hücrelerini benzer bir embriyo gelişimi konu­sunda 'ikna edebileceklerini' gördüler. O zaman­dan bu yana, kahve, manolya, gül ve mango gi­bi çok sayıda bitkinin çoğaltılmasında, sözkonu-su embriyo geliştirme tekniği kullanıldı. Bir Ka­nada firması, birkaç ovmanın tamamına, yaşam­larına doku kültürlerinde başlayan köknar ağaç­ları dikti. Ancak, tıpkı hayvanları klonlamakla il­gilenen araştırmacılar gibi, sözkonusu botanik­çiler de bu sürecin nasıl kontrol edildiğini tam olarak anlayabilmiş değiller. Cevabın bulunması, gelişim sürecinde hücrelerin kaderlerinin nasıl belirlendiği ve bitkilerin nasıl olup da esneklik­lerini yitirmediği konularını aydınlatacak.
Biliminsanlan henüz hangi hücrelerin em-briyogenez (embriyo oluşturacak şekilde geli­şim gösterebilme) yeteneğine sahip oldukları konusunda yeterli bilgiye sahip değiller. Geçmiş çalışmaların tüm bitki hücrelerinin eşit miktar­da esnekliğe sahip olduğunu kabul etmesine karşın, yakın zamana ait bulgular yalnızca belir­li hücre tiplerinin embriyolara dönüşebilme ye­teneğine sahip olduğunu gösteriyor. Ancak, bu
b1-25.jpg
hücrelerin değişime geçişten hemen önce nasıl göründükleri bilinmiyor. Araştırmacılar, bu gö­rünümleri tespit edebilmek için yaptıkları çalış­malardan başarılı sonuçlar alamadılar. Embriyo­ların gelişmekte odluğu kültürlerin video kayıt­larında bile, filizlenmek üzere olan hücrelerde herhangi bir görsel ipucu bulamadılar. Belirli gen ifadesi seyirlerine ilişkin boyama denemele­ri de sonuçsuz kaldı.
Aslında biliminsanlarmın elinde, bu süreçte hangi moleküllerin rol oynuyor olabileceğine ilişkin ipuçları mevcut Örneğin, oksinler olarak bilinen bitkisel hormonların yapay bir görevde-şi olan 2,4-diklorofenoksiasetik asit adlı bitki öl­dürücü ilacın, kültüre alınmış bitki hücrelerinin uzamasına, hücre duvarı sentezine ve yeni em­briyolar oluşturmak üzere bölünmeye başlama­larına neden olduğu biliniyor. Bitki bünyesinde çok çeşitli görevleri olan oksinlerin de, vücut hücrelerinden embriyo gelişimi süreci üzerinde
etkili olabileceği düşünülüyor. En azından Bryophyllum bitkisinde yaprakların kenarların­dan çıkan embriyolar, büyük olasılıkla, yaprak uçlarında yüksek miktarda bulunan oksin hor­monlarının etkisi altındalar. Yakın zamanda ya­pılan çalışmalar ayrıca, Arabidopsis bitkisinde bulunan bazı genlerin normalden daha düşük ya da daha yüksek oranlarda ifadesinin, normal görünümlü yaprak hücrelerinde embriyogenezi uyarabildiğini ortaya koydu.
Eşey hücrelerinden bağımsız embriyo gelişi­minin gizeminin çözülebilmesi, bitkilerin büyü­meyi kontrol altında tutarken bir yandan da ge­lişim kurallarına karşı esnek kalabilmelerini sağlayan hücresel şalterleri konusunda bilimin-sanlarına çok değerli bilgiler verebilir. Gelişim biyologları, bu mekanizmaların bitkilerde ve hayvanlarda ne şekilde değişiklik gösterdiğini öğrenebilmek için can atıyorlar. Bu mekanizma­ların aydınlığa kavuşması ayrıca, ekonomik açı­dan önem taşıyan bitkilerin, laboratuvar koşul­ları altında yeni tiplerinin de geliştirilebilmesini sağlayacağı için, büyük olasılıkla üreticileri ve tüketicileri de son derece mutlu edecek.
b1-26.jpg
Vogel, G. "How Does a Single Somatic Cell Become A Whole Plant",
Science, 1 Temmuz 2005
Çeviri: Deniz Candaş
Doğada belli moleküllerin hep aynı kimyasal simetriye sahip olmasının kökeni neye daya­nıyor?
Proteinlerin nasıl katlanacaklarım tahmin debilmek olası mı?
uzun bir süreç oldu. .Bu genlerden sentezlenen proteinlerin farklı biçimlerde belirli bölgelerinden kesilip bünyelerine yeni etkin grupları ekleyebilme yeteneklerini de düşünecek olursak, vücudumuzda bulunan proteinlerin sayısını belirlemek şimdilik olanaksız görünüyor.
Proteinler, eşlerini nasıl buluyorlar?
Proteinlerin birbirleriyle etkileşimi, bir anlam­da yaşamın merkezine oturuyor. Eş moleküllerin saniyeler içinde ve belirli konumlarla bir araya na­sıl gelebildiklerini anlayabilmek için, araştırmacıla­rın, hücrelerin biyokimyası ve yapısal düzenlenme­siyle ilgili daha çok yol almaları gerekiyor.
b1-27.jpg
Protein moleküllerinin biyolojik etkinlik­leri, düz zincirli hallerinin belirli şekiller-de katlanması sonucu belirleniyor. Bir protein molekülünün katlanabilmesi için neredeyse sonsuz sayıda olasılık bulunu­yor. Ancak, proteinler onlarca mikrosani-
Moleküllerin bileşiminde yer alan atom­lar, belirli karbon atomlarının etrafında bu- lunma düzlemlerine göre, moleküllere sağa ya da sola yönelimli kimyasal simetri özelli­ği kazandırıyorlar. Doğada bulunan çoğu bi-
yomolekül, birbirinin ayna görüntüsü' olarak ka­bul edilebilecek her iki simetriye de sahip olacak şekilde sentezlenebiliyor. Ancak, canlıların bünye­sinde yer alan aminoasitler sol yönelimli, şeker molekülleri de sağ yönelimli olarak sentezleniyor. Bu tercihin kökeniyse, hâlâ bir sır.
ye (mikrosaniye : saniyenin milyonda biri) adar kısa bir süre içinde bu kombinasyonlardan angisi seçeceklerine karar verebiliyorlar. Aynı işi bir bilgisayarın yapabilme süresiyse, 30 yıl. İnsan vücudunda kaç protein bulunuyor? Genlerimizi saymak zaten yeterince zor ve
BİLİMveTEKNİK 46 2005
CEVAP LANAMAYAN 125 SORU
DÜNYANIN DERİNLERİNDE NELER OLUYOR?
magma yeryüzüne çıkabiliyordu. Ancak, 670 km'lik sınır bölgesinin kendisinde ne sıcak kayalar yukarı doğru çıkıyor, ne de soğumuş kayalar dibe batıyordu. Taraftarları daha az olan bir başka görüşe göreyse, manto, aşağı­dan yukarıya doğru 'çalkalanıyor', magma-gaz sütunları çekirdek-manto sınırından baş­layarak tüm mantoyu katediyordu.
Dünyanın iç kısmının, giderek gelişen sis­mik görüntülemeyle 40 yıl boyunca incelen­mesi, nasıl çalıştığı hakkındaki tartışmaları yatıştırmaksızın, "motorun" karmaşıklığını
Levha tektoniği devrimi, gezegenin jeolo­jisinin anlaşılmasına yaptığı katkılarla, jeoloji bilimi için gerçekten de çok anlamlıydı. Ama, tıpkı bir saat kulesinin içindeki düzeneğin na­sıl kurulduğunu ve işlediğini bilmeden, yal­nızca kulenin dış yüzündeki saatin işleyişini görebilmemiz gibi, dünyanın da derinliklerin­de nasıl ve neden işlediğini anlamamız gere­ken daha pek çok şey olmalı. Yerin altında 6300 km derinliğe uzanan, tıpkı gezegensel bir ısı motoru gibi çalışan bir kaya ve demir yığını var. Yüzeyin her yerini itip kakan tek­tonik levhalarsa birçok yolla bilgi aktarır, ama kendilerini çalıştıran şeyin ne olduğu gi­bi konularda ketum davranırlar.
Yerbilimciler, levha tektoniği ala­nında çalışan öncü meslektaşların­dan, dünyanın iç yapısına ait oldukça basit bir şema miras aldılar. Bu şema­da Dünya bir soğan gibiydi. Dünyanın derinlerine gönderilen sismik dalgala­rın, tablosunu çizdiği yapı şöyleydi: Levhaların kırıklı çıkıklı yüzeylerinin altında 2800 km'lik kayaç bir manto; onun da altında, merkezinde katı demir­den bir çekirdek içeren 3470 km'lik bir erimiş demir katmanı. Manto 670 km de­rinlikten başlayarak üst ve alt katmanlara ayrılıyor, alttaki katmanın taban bölümü de birkaç yüz kilometrelik bir başka kat­manı barındırır görünüyordu.
Daha sonraki dönemde soğan modeli yeni eklemelerle varlığını ko­rudu. iç İşleyişle ilgili olarak öne çı­kan resim, dünyayı, 670 km derinlik­ten başlayarak, çekirdekle birlikte üç tabakalı bir makine biçiminde gös­teriyordu. 670 km'nin üstünde, manto bir çaydanlığın dibinde kaynayan suya benzer biçimde, yavaşça çalkalanıyordu: Okyanus-or-tası sırtlarından çıkan kaya parçaları ve ısı, iç kısımların soğuması ve yeni kabuk yapımına hizmet ederken, soğuyarak batan eski levha parçaları da derin-deniz yarıklarına gömülü­yordu. 670 km'nin hemen üzerinde Hawaii adalarının oluşumunda olduğu gibi, ısınan
nın karışmasına izin veren esnek, yarıgeçir-gen bir sınır olması.
Günümüzde sismik görüntüleme, Afrika ve Pasifik'in altında piston gibi duran iki bü­yük "manto atığı yığını"nı da aydınlatmaya çalışıyor. Araştırmacıların, bu yığınların ne­den burada olduklarıyla ilgili tartışmaları şu sorulara odaklanmış durumda: Bu yığınlar, ısıları mantonun ortalama ısısından daha faz­la olduğu için, bu bölgelere doğru kendilikle­rinden mi yükselmişler? Yoksa daha yoğun olduklarıiçin dalıyorlar mı? Belki de, pasif bir biçimde, komşu akımlarca, yukarı doğru taşınıyorlar!?). Kısmi ergimeye uğramış mercek biçimli kayalar, magma sütunları­nın alt sınırlarını çiziyor olabilir ya da ol­mayabilir. Manto türevi kayalardaki ele­ment ve izotopları inceleyen jeokimyacılar, milyarlarca yıldır, mantoda karışıma diren­mekte olan 5 rezervuarın izlerini bulmuş­lar. Ama, bu rezervuarların mantonun han­gi kesiminde yer aldıklarına dair bir ipuçla­rı henüz yok.
Giderek karmaşıklaşan gezegensel me­kanizmayı nasıl parçalarına ayırabilir ve mo­torunu çalıştıran şeyin ne olduğunu nasıl bulabiliriz? Bu iş için büyük bir bilimsel sa­bır ve kararlılık gerekiyor. Unutulmamalı ki, levha tektoniği henüz yarım yüzyılı aşkın bir zamandır gelişmekte.
Gelişmiş sismometrelerin yaygınlaşmasıyla birlikte, sismik görüntüleme daha da gelişe­cek. Sismik veriler sıcaklık ve içerik etkilerini zaten halihazırda ayırt edebiliyorlar; bu da, manto yapısının çok daha karmaşık olduğunu, daha şimdiden gösteriyor. Laboratuvarda çalı­şan "mineral fizikçileri", mantonun derinlerin-deki kaya yapısını daha iyi anlayacak, bu saye­de sismik verilerin yorumlanmasına yardımcı olacaklar. Ve bu işle ilgili modellemeciler de sismik veriler, mineral fiziği verileri ve incelik­li sismik gözlem verilerini kullanarak bu bü­yük makinenin bir benzerini yapacaklar. Bu­nun bir 40 yıl daha alması bekleniyor.
Richard A. Kerr, "How Does Earth's Interior Work',
Science, 1 Temmuz 2005
Çeviri: Serpil Yıldız
b1-28.jpg
savunan görüşü güçlü çıkardı. Görüntüleme, şimdi açıkça gösteriyor ki, 670 mutlak bir engel değil. Kı­ta çarpışmalarında batan katmanla, zorlana­rak da olsa sınırın içine giriyorlar. "Tabaka-landırılmış Dünya"nın savunucuları, savun­dukları içine girilmezlik sınırını, yeni geliş­meler uyarınca 1000 km ya da daha derinle­re düşürdüler. Bir olasılık da, yalnızca çok israrcı levha parçaları ve magma sütunları-
Hücre ölümünün kaç biçimi var?
1970'lerde, programlanmış hücre ölümünün (apoptoz), doku ölümünden farklı olduğu nihayet kabul edildi. Şimdiyse bazı biyologlar, hücre ölüm öyküsünün, sanıldığından da karmaşık ol­duğunu söylüyorlar. Hücre ölümleri için söz ko­nusu olabilecek yeni yolları keşfetmek, kanser ve dejeneratif hastalıklar için daha iyi tedavi yolları­nın önünü açabilir.
Hücre içi trafiğin düzenli akışını ne sağlar?
Hücrelerin İçindeki zarlar, birbirlerine yapış-maksızın ya da yollarını şaşırmaksın, besin maddelerinin hücre içindeki çeşitli bölümlere İle-
timinden ve bu bölümlere giriş çıkı­şından sorumludur. Zarların bu iş­lemleri nasıl hiç şaşırmadan gerçek­leştirdiğini kavrayabilmek, kistik fib-roz gibi hastalıkları yenmeye yardım­cı olabilir.
Hücresel bileşenlerin, DNA'dan bağımsız olarak kendilerim kop­yalamasını ne sağlıyor?
Sentrozomlar, eşlenmiş kromo­zomları birbirinden ayırıp çekmeye ve diğer hücre içi orgânellerinin za­manları geldiğinde DNA'nın rehberli-
b1-29.jpg
ği olmaksızın kendilerini kopyalama­larına yardımcı olur. Bu bağımsızlık, hâlâ açıklanabilmiş değil.
RNA'nın farklı biçimleri genom İşleyişinde ne rol oynar?
RNA, genetik bilgiyi nesilden nesle aktarma potansiyelinden, gen ifadesini durdurabilmeye kadar uza­nan başdöndürücü bir rol çeşitliliği­ne geçiş yapıyor. Bilim insanları, bu çok yönlü molekülün dilini tamamen anlayabilmek için, adeta birbirleriyle çekişiyorlar.
Eylül 2005 47 BİLİMveTEKNİK
CEVAP LANAMAYAN 125 SORU
BİLİNCİN BİYOLOJİK TEMELİ NEDİR?
algılama süreci boyunca belirli sırayla etkinle-şen sinir hücrelerini belirlemeye ve algılamanın rotasını çizmeye çalışıyorlar. Bu sinir hücreleri­nin, kendilerini bilinçli görsel farkındalıkta rol oynayan sistemlere götüreceğini; sonunda da, gözün ağtabakasına çarpan belli özellikteki fo-tonların, nasıl olup da (sözgelimi, bir gülü) gör­me deneyimine dönüştüğünü açıklayabilmeyi umuyorlar.
Şu sıralar, bilincin yalnızca belli parçalarını ele alan deneyler yürütülüyor. Bu deneylerden yalnızca çok azı bilinçli insan zihninin en gi­zemli yönünü hedef alıyor: benlik duygusu. Bu konudaki deneysel çalışmaların başlamış olma­sı önemli bir aşama. Bu çalışmaların sonuçlan, bilincin, sinir hücrelerinin karmaşık etkileşimle­rinden nasıl ortaya çıktığını kavramamıza yet­mezse bile, en azından bir sonraki aşamada so­rulacak soruların daha incelikli olmasını sağla­yacak.
Sonunda, araştırmacılar, bilincin yalnızca bi­yolojik temelini değil, neden var olduğunu da anlamayı isteyecekler. Bilincin ortaya çıkmasına neden olan seçilim baskılarını ve bu özelliğimi­zi hangi başka canlılarla paylaştığımızı ortaya çıkarmaya çalışacaklar. Elbette, bu, bilincin na­sıl tanımlandığına göre değişir; ancak, kimi araştırmacılar, bilincin yalnızca insanlara özgü olmadığından şüpheleniyorlar. Bilincin biyolo­jik ipuçlarının ortaya çıkarılması, bu sorunun çözülmesine yardımcı olabileceği gibi, bilincin yaşamın ilk yıllarında nasıl geliştiğine de ışık tu­tabilir. Bu tür İpuçları, hasta yakınlarının, teda­viye cevap vermeyen sevdiklerinin geleceği ko­nusunda verecekleri kararlar açısından bilgilen­melerine de yardımcı olacaktır.
Çok yakın bir geçmişe kadar, bilinç konusu­nu ele almak, akademik açıdan belli bir konuma gelmemiş (örneğin bir Nobel ödülünü çantaya indirmemiş) araştırmacılar için akıllıca bir kari­yer hamlesi sayılmazdı. Bu durum değişiyor; bu­gün, bilinç araştırmalarına daha çok genç araş­tırmacı katılıyor. Yanıtlanmamış sorular, daha uzun yıllar onları meşgul edecek.
Miller, G. "What is the biological basis of consciousness".
Science, 1 Temmuz 2005
Çeviri: Aslı Zülâl
Yüzyıllar boyunca, insan bilincinin doğası üzerine tartışmalar, filozofların özel alanıyla sı­nırlı kaldı. Ancak, son yıllarda bilinç üzerine ya­zılmış çok sayıda kitap bir gösterge olarak ka­bul edilirse, değişim ortada: artık biliminsanları da oyuna girmiş durumda.
Bilincin doğası, sonunda felsefi bir sorun ol­maktan çıkıp, deneyler yoluyla çözülebilecek bi­limsel bir sorun haline geldi mi? Bu konuyla il­gili birçok soru gibi bunun da yanıtı, sorunun kime sorulduğuna bağlı olarak değişiyor. An­cak, bu çok eski, "kaygan" soruya duyulan bi­limsel ilginin önem kazandığı görülüyor. Şimdi­ye kadar bu konuda çok sayıda kuram öne sü­rülmüş olsa da, sağlam verilere az rastlanıyor.
İnsan bilinci konusundaki tartışmalar, 17. yüzyılın ortalarında, bedenle zihnin tümüyle farklı malzemelerden yapılmış olduğunu Öne süren Fransız filozof Rene Descartes'tan büyük ölçüde etkilenmişti. Descartes'a göre bunun ne­deni, bedenin hem zaman hem de uzayda var olması, zihninse uzaysal bir boyutunun olma­masıydı.
Günümüzde, insan bilincini açıklamaya yö­nelik bilimsel temelli yaklaşımlar, genellikle Descartes'ın çözümünü reddediyor; kuramların çoğu, bedeni ve zihni, aynı şeyin farklı yönleri olarak ele alıyor. Bu bakış açısına göre, bilinç, beyindeki sinir hücrelerinin özelliklerinden ve düzenlenişinden kaynaklanıyor. Ancak, nasıl? Biliminsanları, nesnel gözlem ve ölçümlere bağ­lı kalarak, bilincin kişisel ve öznel dünyasına nasıl erişebilirler?
Yaralanma sonucu bilinçlerini yitirmiş nöro­loji hastalarından, bununla ilgili ipuçları elde edilmiş. Evrimsel geçmişi eskiye dayanan beyin-kökündeki belli yapılar zarar gördüğünde, in­sanlar bilinçlerini tümüyle yitiriyor, komaya ya da bitkisel yaşama giriyorlar. Bu yapılar, bilin­cin en önemli anahtarı olabilir; ancak tek kay­nağı olmadıkları biliniyor. Araştırmacılar, bilin­cin farklı yönlerinin, beynin farklı bölümlerince "üretildiğini" sanıyorlar. Örneğin, beyinkabuğu-nun (serebral korteks) görmeden sorumlu böl­gelerinin zarar görmesi, yalnızca görsel farkın-dalıkta ilginç kayıplara yol açabiliyor. D.F. ola­rak bilinen ve üzerinde ayrıntılı çalışmalar yapı-
b1-30.jpg
lan bir nöroloji hastası, nesnelerin biçimlerini ya da dikey duran bir disk üzerinde bulunan in­ce bir çizgi biçimindeki deliğin yönünü belirle-yemiyor. Ancak, bir kart alıp kartı bu delikten içeri sokması istendiğinde, bunu çok kolay bir biçiminde yerine getiriyor. Kartı delikten soka­bilmek için, D. F.'nin, deliğin yönünü bilmesi gerekiyor. Ancak, D. F., bunu bildiğini bilmiyor. Zekice düzenlenmiş deneyler, beyni hasar görmemiş insanlarda da bilinçli ve bilinçsiz bil­giler arasında benzer kopmalara yol açabilir. Araştırmacılar, bu deneyler sırasında deneye ka­tılanların beyinlerini tarayarak, bilinçli deneyim­ler için gereken beyin etkinliklerine ilişkin ipuç­ları elde etmeyi umuyorlar. Maymunlar üzerin­de yapılan çalışmalar da, bilincin, özellikle de görsel farkındalığın bazı yönlerine ışık tutabilir. Bu çalışmalarda kullanılan deneysel yaklaşım­lardan biri. bir maymuna, bir an bir şey, bir an başka bir şey gibi görünen bir optik illüzyon ya­ratan görsel bir uyarıcı sunmak. (Bu tür uyarı­cıların en bilinen örneklerinden biri "Necker Kübü".) Maymunlar, bu uyarıcının hangi versi­yonunu gördüklerini belirtmek üzere eğitilebili-yorlar. Bu sırada, araştırmacılar da maymunda
b1-31.jpg
Neden bazı genomlar gerçekten büyükken ötekiler çok sıkışık?
Balon salığının genomu 400 milyon bazdan oluşurken, bir akciğerli balığınki 133 milyar baz uzunluğunda. Çoğaltılan DNA örnekleri bu ve bu­nun gibi büyüklük farklarının varlığını açıklaya-
limcilerinin çöpün arasında çok sayıda genetik mücevher bulmalarına yardım ediyor.
Yeni teknolojiler, dizilim çıkarma maliyetle-
rini ne kadar düşüre­cek?
Yeni aletler ve kavram­sal gelişmeler, DNA dizili-minlerini ortaya çıkarmanın maliyetini önemli ölçüde düşürüyor. Bu düşüş, tıptan evrimsel biyolojiye kadar birçok alandaki araştırma­ların ilerlemesini saölıvor.
b1-32.jpg
Genomlarımızın içinde bu kadar "ıvır zıvır" ne işe yarıyor?
Genlerin arasındaki DNA'nın, genom işlevi ve yeni türlerin evrimindeki önemi giderek daha iyi anlaşılıyor. Karşılaştırmalı sıralama, mikrodizi çalışmaları ve laboratuvar çalışmaları, genom bi-
Telomer ve sentromerlerin genomun işle-vindeki rolü ne?
Bu kromozom yapıları, yeni teknolojiler onla­rı sıralamayı başarana kadar gizemli kalacaklar.
BİLİMveTEKNİK 48 Eylül 2005
CEVAP LAN AMAYAN 125 SORU
YAŞAM, DÜNYA ÜZERİNDE NEREDE VE NE ZAMAN ORTAYA ÇIKTI?
şekillenmesinden önce böyle bir "RNA dev­rinden geçtiğini, RNA'dan çok daha başarılı tepkime yürütücüleri olan proteinlerin ve daha güvenilir bir genetik şifre saklayıcısı olan DNA'nınsa sonradan ortaya çıkarak, doğal seçi­lim sayesinde görevi devraldığını düşünüyorlar. Bir kısım araştırmacıysa, prebiyotik dünya­nın cansız kimyasallarından, RNA dünyasına geçişin nasıl olduğuna yanıt arıyorlar. Bu yön­deki en önemli adım, 1953 yılında Stanley Mil­ler ve Harold Urey tarafından yapılan ünlü de­ney. Miller ve Urey, dünyanın ilkin atmosferin­de var olduğu düşünülen amonyak, metan ve diğer gazlan barındıran bir karışım hazırlayıp
nizlerdeki taban deliklerinden çıkan, mineralce zengin kaynar sularda atılmış olabileceği görü­şü yaygınlaştı. Günümüzde canlılığını devam et­tiren en ilkel mikropların çok sıcak sularda bile başarıyla yaşıyor oluşu da, bu görüşü destekle­yen en büyük kanıt kabul edildi. Ancak, çalış­malar sonucunda bu mikropların yaşayan fosil­ler olmadıklarının anlaşılması, bu "sıcak başlan­gıç" düşüncesinin, biraz olsun serinlemesine neden oldu. Belki de bu canlılar, kendilerinden daha az dayanıklı canlılardan evrimleşerek, sı­cağa karşı böyle bir direnç geliştirmişlerdi. RNA gibi narin bir molekülün bu denli yüksek sıcak­lıklarda nasıl olup da hasar görmeden hayatta kalabildiği de, ayrı bir giz... Tüm bunlara karşın, sıcak başlangıç varsayımının yerini alabilecek tek bir güçlü varsayım daha geliştirilemedi.
Deneysel çalışmalar, artık RNA temelli hüc­relerin üreyebilecekleri ve evrimleşebilecekleri koşullar üzerine yoğunlaşmaya başladı. ABD Ulusal Havacılık ve Uzay Dairesi NASA ve Avru­pa Uzay Ajansı ESA, kuyrukluyıldızları ziyaret edecek uzay sondaları yardımıyla, bir zamanlar dünyaya ulaşmış olabilecek organik karışımda yer alan maddeler listesini daraltmayı hedefli­yor.
En heyecan vericisiyse, hiç kuşkusuz Mars'ta yaşama ait izlerin aranması çalışmaları. Kırmızı gezegene yakın zamanda yapılan keşif görevleri, gezegenin bir zamanlar sıvı sulardan oluşan sığ denizlere sahip olduğunu gösteriyor. Bu da, Mars'ın bir zamanlar canlılığa karşı mi­safirperver davranmış olabileceğinin bir göster­gesi. Gelecek Mars görevleriyse, yeraltında sak­lanan yaşam formlarını ya da soyu tükenmiş canlılara ait fosilleri aramaya yoğunlaşacak. Eğer canlılık izine ulaşılabilirse, bu büyük keşif, yaşamın her iki gezegen üzerinde birbirinden bağımsız olarak ortaya çıkmış olabileceği ya da bir gezegenden diğerine bir şekilde yayılmış olabileceği; her durumda evrende yalnız olma­dığımız anlamına gelecek. Belki de, steril dün­yamız, milyarlarca yıl önce Marslı mikropları ta­şıyan bir kuyrukluyıldız tarafından "enfekte" edilmişti...
Zimmer, C. "How and Where Did Life On Earth Arise"
Science, 1 Temmuz 2005.
Çeviri: Deniz Çandaş
Biliminsanları son 50 yıldır, dünya üzerinde yaşamın nasıl bir anda ortaya çıkmış olabileceği sorusuna canla başla cevap arıyorlar. Bir kısım araştırmacı bu soruya son aşamadan yaklaşa­rak, günümüzdeki yaşamdan başlayıp en ilkel atalara doğru gitmeyi, diğerleri de ilk adımdan yola çıkmayı yeğliyor ve 4,5 milyar yıl yaşında­ki Dünyamız üzerinde cansız kimyasalların ya­şayan varlıklara dönüşmek üzere nasıl bir yol­dan geçtiğini bulabilmek için uğraşıyorlar.
Günümüzden geriye doğru yapılan çalışma­ların en büyük destekçisi fosil kayıtları. Paleon-tologların bulguları arasında, günümüzden 3,4 milyar yıl öncesine ait mikrobik organizmaların fosilleri bulunuyor. Daha yaşlı kayaçlara ait kimyasal analizlerse, fotosentez yapan canlıla­rın dünya üzerinde 3,7 milyar yıldan bu yana var olduklarını gösteriyor. Araştırmacılar, bizle­re yalnızca izlerini bırakabilmiş olan bu orga­nizmaların, günümüz canlılarının hepsinde var olan temel özellikleri birebir paylaştığını düşü­nüyorlar. Serbest yaşayan canlıların tümü, ge­netik şifrelerini DNA içeriğinde saklıyor ve kim­yasal tepkimeleri yürütmek için çeşitli protein­leri kullanıyorlar. DNA'nın ve proteinlerin de­vamlılığı birbirlerine o kadar hassas dengelerle bağlı ki, ilk önce hangisinin ortaya çıktığı üze­rinde fikir yürütmek çok zor. Tabii ki her iki or­ganik molekülün aynı prebiyotik (yaşam öncesi) çorbadan hemen hemen aynı anda ortaya çık­mış olabileceği de bir olasılık.
Konuya ilişkin deneylerse, erken yaşam formlarının, günümüz canlılarının yapısında yer alan üçüncü bir moleküle dayalı olabileceğini öne sürüyor: RNA. Bir zamanlar yalnızca basit bir hücre içi habercisi olduğu düşünülen RNA, aslında çok yönlü bir molekül. Genetik bilgiyi taşımakla yükümlü olmasının yanında bir prote­in gibi de işlev görebilen RNA'nın. genleri açıp kapatarak işlevleri üzerinde etki gösteren, ya da proteinler gibi organik moleküllere bağlanabi­len çeşitli türleri bulunuyor. Laboratuvar de­neyleri de, RNA'nın pekâlâ kendini eşlemiş ve il­kel bir hücreyi canlı tutabilmek için gereken di­ğer tüm işlevleri başarıyla yerine getirmiş olabi­leceğini öneriyor.
Biliminsanları yaşamın, bildiğimiz yüzünün
b1-33.jpg
bu karışımdan elektrik akımı geçirerek, amino asitlerin ve canlılığın temel yapıtaşları olan bazı önemli moleküllerin üretilebileceğini buldular.
Günümüzde birçok biliminsanı, ilkin atmos­ferde karbondioksit gibi başka gazların da yük­sek miktarlarda bulunup bulunmadığı üzerinde tartışıyor. Yakın zamanda yapılan deneylerse, canlılığın yapıtaşlarının büyük bir bölümünün bu koşullar altında oluşabileceğini gösteriyor. Bir başka düşünce de, göktaşları ve kuyruklu­yıldızlar aracılığıyla uzaydan Dünyaya organik bileşiklerin taşınmış olabileceği.
Yaşamın söz konusu yapıtaşlarının ilkel ya­şam formlarını oluşturacak şekilde nerede bir araya gelmeye başlamış olabileceğiyse, başlıba-şına bir tartışma konusu. 1980'li yılların başın­dan itibaren, yaşamın ilk adımlarının, derin de-
Genom üzerindeki oluşan ve mutasyon ol­mayan değişiklikler nasıl kalıtılabiliyor?
Araştırmacılar, "epigenetik" adı verilen bu süreçle ilgili olarak gittikçe daha fazla örneğe rastlamaktalar; ancak değişiklikleri ortaya çıka­ran ve kalmalarını sağlayan etkenleri henüz bu­labilmiş değiller.
Embriyonun simetrisi nasıl belirleniyor?
Embriyoyu çevreleyen ve sürekli hareket ha­linde olan sil (kirpikçik) benzeri yapılar, embriyo­nun sağını ve solunu ayırdetmesini sağlıyor. An­cak biliminsanları, neredeyse bir küre şeklinde olan hücrelerin üst, alt, yan, ön ve arka gibi yön-
lerinin ilk belirlenişinin nasıl gerçekleştiğini bul­maya uğraşıyorlar.
Kol-bacak gibi vücut uzantıları, yüzgeçler, yüzler nasıl gelişiyor ve evrimleşîyor?
Burun uzunluğu ya da kanat açıklığı gibi ko­şulları belirleyen genler, uzun vadeli doğal ve
Organlar ve organizmalar, büyümelerini ne zaman durduracaklarını nerden biliyorlar?
Bacaklarınıza bir bakın. Sağ ve sol bacağınızın he­men hemen aynı uzunlukta olduğunu göreceksiniz. Öte yandan minicik bir
b1-34.jpg
b1-35.jpg
eşeysel seçiIimlere bağlı. Bu seçilimlerin ne şekilde İşlediğini anlamak, gelişime bağ­lı evrimleşmenin meka­nizmasının da anlaşıl­masını sağlayacak.
farenin ya da koca­man bir filin kalbi, göğüs kafeslerine tam uyum gösterecek boyutta. Genlerin hücre boyutları ve sayıları üzerinde ne şekilde sınırlama yapabildi­ği, araştırmacıları hâlâ şaşırtmaya devam ediyor.
Eylül 2005 49 BİLİM veTEKNİK.