Bilim Adamlarının Koridorda Yuvarlanmasını Sağlayan Kozmik Bir Şaka
Dediğim bir "şey" var Evren Mizahı, diğerleri buna bir Kozmik Şaka. Hayatımızın tamamında bir olayın veya olayın nasıl sonuçlanacağını tam olarak bildiğimizi düşündüğümüz zamanlar oldu. Ne olacağını "bildiğimize" o kadar ikna olabilirdik ki, olayın sonucuna aile çiftliği ve mutfak lavabosu üzerine bahse girebilirdik. İşte böyle anlarda, Evren bizi sağa değil sola dönerek şaşırtıyor.
Çoğu durumda bu tür olaylar öfke, hayal kırıklığı veya hayal kırıklığı uyandırabilirken, genellikle Evren Mizahının sapkın doğasına derin bir huşu içinde başımı sallayarak karşılık veririm. Burada işlerin nasıl sonuçlanacağını tam olarak bildiğimi ve sonra kendimi şaşırttığını düşündüm, rüzgar beni devirdi. Merakla, beni hatalı sonuca götüren sahip olduğum inançları yeniden düşünmeli ve yeniden gözden geçirmeliyim.
Ne zaman Evren Mizahı bir bireyi vurursa, şaşırtıcı farkındalık eksikliğinin farkına varması, hayatında derin bir değişikliğe neden olabilir. Bireysel düzeyde, şaşırtıcı gözlemlere uyum sağlamak için her birinin kendi inançlarını yeniden gözden geçirmesi gerekir.
Buna karşılık, insanlık tarihinin seyri kökten değiştiğinde Evren Mizahı tüm toplumun dokusunun bir parçası olan "temel bir inancın" altını oyuyor. Dünyanın düz olduğu inancına dünyanın etrafını dolaşarak meydan okuduğunda insanlık tarihinin gidişatının nasıl değiştiğini bir düşünün.
1893'te Harvard Üniversitesi fizik başkanı, öğrencileri fizik alanında artık ek doktoralara gerek olmadığı konusunda uyardı. Bilimin, Newton Mekaniğinin yasalarına tam olarak uyan fiziksel, bölünmez atomlardan oluşan bir madde makinesi olduğu gerçeğini kanıtladığıyla övünüyordu. Fiziğin tüm tanımlayıcı yasaları "bilindiğinden", fiziğin geleceği daha ince ve daha ince ölçümler yapmaya yönlendirilecekti.
İki yıl sonra, Newton'un yalnızca madde içeren evren kavramı, atom altı parçacıkların, X ışınlarının ve radyoaktivitenin keşfedilmesiyle yıkıldı. On yıl içinde, fizikçiler maddi bir evrene olan temel inançlarını bir kenara atmak zorunda kaldılar, çünkü evrenin aslında Kuantum Fiziğinin yasalarına uyan enerjiden yapıldığı kabul edildi. Evren Mizahının bu küçük parçası, bizi buhar motorlarından roket gemilerine, telgraflardan bilgisayarlara götürerek uygarlığın gidişatını derinden değiştirdi.
Pekala… kozmik şakacı yine vurdu!
Geçmişte birkaç kez yaptığı gibi, bu ifade Evren Mizahı geleneksel bilimin sahip olduğu temel bir temel inancı yükseltir. Şaka, İnsan Genom Projesi'nin sonuçlarında somutlaşıyor. İnsan genetik kodunun sıralanması ve parlak teknolojik başarıya kapılmasıyla ilgili tüm olaylarda, sonuçların gerçek “anlamı” na odaklanmadık.
Geleneksel biyolojideki en önemli ve temel temel inançlardan biri, organizmaların özelliklerinin ve karakterinin genleri tarafından "kontrol edildiğidir". Bu inanç, hemen hemen her ders kitabında ve biyoloji dersinde sağlanan geleneksel dogma olan genetik belirlilik kavramında ifade edilmektedir. Genler yaşamı “kontrol etmeyi” nasıl başarır? Genlerin kendiliğinden ortaya çıktığı, yani "kendilerini açıp kapatabilecekleri" kavramına dayanır. Kendini gerçekleştiren genler, organizmanın yapısını ve işlevini kontrol edecek bilgisayar benzeri programlar sağlayacaktır. Buna göre, genetik belirleyiciliğe olan inancımız, bir organizmanın "karmaşıklığının" (evrimsel yapısı) sahip olduğu genlerin sayısıyla orantılı olacağı anlamına gelir.
İnsan genomu Projesi başlamadan önce bilim adamları, insan karmaşıklığının 100,000'den fazla genin gerekli olduğunu tahmin etmişlerdi. Genler, öncelikle hücreyi oluşturan moleküler "kısımlar" olan proteinlerin kimyasal yapısını kodlayan planlardır. Vücudumuzu oluşturan 70,000 ila 90,000 proteinin her birini kodlayacak bir gen olduğu düşünülüyordu.
Hücre, protein kodlayan genlere ek olarak, diğer genlerin aktivitesini “kontrol ederek” bir organizmanın karakterini belirleyen genler içerir. Diğer genlerin ifadesini "programlayan" genlere düzenleyici genler denir. Düzenleyici genler, her bir hücre tipini (kas ve kemiğe karşı) veya organizmayı (insandan gelen bir şempanze) karakterize eden yapıları temsil eden belirli anatomileri sağlayan karmaşık fiziksel modeller hakkındaki bilgileri kodlar. Ek olarak, düzenleyici genlerin bir alt kümesi, belirli davranış kalıplarının "kontrolü" ile ilişkilidir. Düzenleyici genler, eylemleri toplu olarak farkındalık, duygu ve zeka gibi özelliklerin ifadesine katkıda bulunan çok sayıda genin aktivitesini düzenler. İnsan genomunda 30,000'den fazla düzenleyici gen olduğu tahmin ediliyordu.
Bir insan yapmak için gereken minimum sayıda gen göz önüne alındığında: Bir insanda bulunan 70,000'den fazla proteinin her biri için bir tane olmak üzere 70,000'den fazla genden oluşan bir temel sayı ile başlayacağız. Daha sonra anatomimiz, fizyolojimiz ve davranışlarımızda ifade edilen karmaşık kalıpların sağlanması için gereken düzenleyici genlerin sayısını dahil ediyoruz. En az 100,000 düzenleyici gen ekleyerek insan genlerinin sayısını toplamda 30,000'e yuvarlayalım.
Kozmik Şakaya hazır mısınız? Genom projesinin sonuçları, insan genomunda yalnızca yaklaşık 34,000 gen olduğunu ortaya koyuyor. Beklenen genlerin üçte ikisi mevcut değil! Sadece proteinleri kodlayacak kadar gen bile olmadığında, genetik olarak kontrol edilen bir insanın karmaşıklığını nasıl açıklayabiliriz?
Genetik belirleyiciliğe olan inancımızın dogması için daha aşağılayıcı olan, insanlarda bulunan genlerin toplam sayısında ve gezegeni dolduran ilkel organizmalarda bulunan genlerin sayısında fazla fark olmamasıdır. Son zamanlarda biyologlar, genetik araştırmalarda en çok incelenen iki hayvan modelinin, meyve sineğinin ve mikroskobik bir yuvarlak kurtun (Caenorhabditis elegans) genomlarını haritalamayı tamamladı.
İlkel Caenorhabditis solucanı, genlerin gelişim ve davranıştaki rolünü incelemek için mükemmel bir model görevi görür. Hızla büyüyen ve çoğalan bu ilkel organizma, tam olarak 969 hücreden oluşan, kesin bir şekilde tasarlanmış bir gövdeye, yaklaşık 302 düzenli hücreden oluşan basit bir beyne sahiptir, benzersiz bir davranış repertuarını ifade eder ve en önemlisi, genetik deneylere uygundur. Caenorhabditis genomu 18,000'den fazla genden oluşur. 50 trilyon hücreli insan vücudu, alçak, omurgasız, mikroskobik yuvarlak kurttan yalnızca 15,000 daha fazla gen içeren bir genoma sahiptir.
Açıktır ki, organizmaların karmaşıklığı, genlerinin karmaşıklığına yansımıyor. Örneğin, meyve sineği genomu yakın zamanda 13,000 genden oluşacak şekilde tanımlandı. Meyve sineğinin gözü, tüm Caenorhabditis solucanında bulunandan daha fazla hücreden oluşur. Yapı ve davranış açısından mikroskobik yuvarlak kurttan çok daha karmaşık olan meyve sineği 5000 daha az gene sahiptir !!
İnsan Genom Projesi, insan genetik kodunu deşifre etmeye adanmış küresel bir çabadır. Tamamlanmış insan planının, bilime insanlığın tüm hastalıklarını "iyileştirmek" için gerekli tüm bilgileri sağlayacağı düşünülüyordu. Ayrıca, insan genetik kod mekanizmasına ilişkin farkındalığın, bilim adamlarının bir Mozart veya başka bir Einstein yaratmasını sağlayacağı varsayıldı.
Genom sonuçlarının beklentilerimize uymamasının "başarısızlığı", biyolojinin nasıl "çalıştığına" ilişkin beklentilerimizin açıkça yanlış varsayımlara veya bilgilere dayandığını ortaya koymaktadır. Genetik determinizm kavramına olan “inancımız” temelde… kusurludur! Yaşamlarımızın karakterini gerçekten genetik "programlamanın" sonucu olarak niteleyemeyiz. Genom sonuçları bizi şu soruyu yeniden düşünmeye zorlar: "Biyolojik karmaşıklığımızı nereden elde ederiz?"
Dünyanın en önde gelen genetikçilerinden ve Nobel ödüllü David Baltimore, İnsan Genomu çalışmasının şaşırtıcı sonuçları üzerine bir yorumda, bu karmaşıklık konusunu ele aldı:
Ancak insan genomu bilgisayarlarımıza opak olan çok sayıda gen içermediği sürece, şüphesiz karmaşıklığımızı solucanlar ve bitkiler üzerinde daha fazla gen kullanarak kazanamayacağımız açıktır. Bize karmaşıklığımızı neyin verdiğini anlamak - muazzam davranışsal repertuarımız, bilinçli eylem üretme becerimiz, olağanüstü fiziksel koordinasyon, çevrenin dış varyasyonlarına yanıt olarak hassas bir şekilde ayarlanmış değişiklikler, öğrenme, hafıza ... devam etmeme gerek var mı? gelecek. " (Nature 409: 816, 2001)
Bilim adamları, biyolojik kaderimizin genlerimizde yazılı olduğunu sürekli olarak öne sürdüler. Bu inanç karşısında Evren bizi kozmik bir şaka ile mizah ediyor: Yaşamın “kontrolü” genlerde değil. Elbette, projenin sonuçlarının en ilginç sonucu, Baltimore'un bahsettiği "gelecek için meydan okuma" ile şimdi yüzleşmemiz gerektiğidir. Genler değilse, biyolojimizi ne “kontrol eder”?
Son birkaç yıldır, bilim ve basının genlerin "gücü" üzerindeki vurgusu, organizmanın ifadesine ilişkin kökten farklı bir anlayışı ortaya çıkaran birçok biyologun parlak çalışmasını gölgede bıraktı. Hücre biliminin en ileri noktasında ortaya çıkan, çevrenin ve daha spesifik olarak çevre algımızın davranışımızı ve gen aktivitemizi doğrudan kontrol ettiğinin kabul edilmesidir.
Tek hücrelerden insanlara kadar hayvanların çevresel uyaranlara tepki verdiği ve uygun fizyolojik ve davranışsal tepkileri aktive ettiği moleküler mekanizmalar yakın zamanda tanımlanmıştır. Hücreler, yapılarını dinamik olarak "uyarlamak" ve sürekli değişen çevresel talepleri karşılamak için bu mekanizmaları kullanır. Uyum sürecine, hücrenin "beyninin" eşdeğeri olarak görev yapan hücre zarı (hücrenin derisi) aracılık eder. Hücre zarları, reseptör proteinlerinin aktivitesi yoluyla çevresel "sinyalleri" tanır. Reseptörler hem fiziksel (örneğin kimyasallar, iyonlar) hem de enerjik (örneğin elektromanyetik, skaler kuvvetler) sinyalleri tanır.
Çevresel sinyaller, reseptör proteinlerini “aktive eder” ve bunların tamamlayıcı efektör proteinlerle bağlanmasına neden olur. Efektör proteinler, hücrenin davranışını kontrol eden "anahtarlardır". Reseptör-efektör proteinler, hücreye fiziksel duyu yoluyla farkındalık sağlar. Kesin bir tanımla, bu zar protein kompleksleri moleküler algılama birimlerini temsil eder. Bu zar algılama molekülleri aynı zamanda gen transkripsiyonunu da kontrol eder (gen programlarının açılması ve kapatılması) ve son zamanlarda adaptif mutasyonlarla (strese yanıt olarak DNA kodunu yeniden yazan genetik değişiklikler) bağlantılıdır.
Hücre zarı, bir bilgisayar çipinin yapısal ve işlevsel bir homologudur (eşdeğeri), çekirdek ise genetik programlarla yüklü bir okuma-yazma sabit diski temsil eder. Membran algılama birimlerinin sayısının artmasından kaynaklanan organizma gelişimi, fraktal geometri kullanılarak modellenecektir. Tekrarlanan fraktal modeller, biyolojik organizasyonun üç seviyesi arasında yapı ve işlevin çapraz referansını sağlar: hücre, çok hücreli organizma ve toplumsal evrim. Fraktal matematik sayesinde, bize evrimin geçmişi ve geleceği hakkında değerli bilgiler verilir.
Çevre, algılama eylemi yoluyla davranışı, gen aktivitesini ve hatta genetik kodun yeniden yazılmasını kontrol eder. Hücreler, yeni çevresel deneyimlere yanıt olarak yeni algılama proteinleri oluşturarak "öğrenir" (evrimleşir). “Öğrenilmiş” algılar, özellikle dolaylı deneyimlerden (örneğin ebeveyn, akran ve akademik eğitim) elde edilenler, yanlış bilgilere veya yanlış yorumlara dayanıyor olabilir. "Doğru" olabileceği veya olmayabileceği için, algılar gerçeklik inançları içindedir!
Yeni bilimsel bilgimiz, inancın gücünün kadim bir farkındalığına geri dönüyor. İnançlar gerçekten güçlüdür… ister doğru ister yanlış olsun. "Pozitif düşüncenin gücünü" her zaman duymuş olsak da, sorun negatif düşüncenin "zıt" yönde olsa da aynı derecede güçlü olmasıdır. Sağlıkta ve hayatımızın gelişmesinde karşılaşılan sorunlar genellikle öğrenme deneyimlerimizde kazanılan “yanlış algılamalar” ile bağlantılıdır. Hikayenin harika yanı, algıların yeniden öğrenilebilmesidir! Bilincimizi yeniden eğiterek hayatlarımızı yeniden şekillendirebiliriz. Bu, bize aktarılan ve şimdi hücresel biyolojide tanınan yaşlanmayan bilgeliğin bir yansımasıdır.
Yeni tanımlanan hücre kontrol mekanizmalarının anlaşılması, fizikte kuantum devriminin neden olduğu kadar, biyolojik inançta da derin bir değişime neden olacaktır. Ortaya çıkan yeni biyolojik modelin gücü, geleneksel tıp, tamamlayıcı tıp ve ruhsal şifanın temel felsefelerini birleştirmesidir.