Mutasyon: Dost mu, düşman mı?

“Mutantlar. Keşfedilişlerinden bu yana korkuyla, şüpheyle ve çoğunlukla nefretle bakılıyorlar. Bugün tüm dünyada tartışma sürüyor: Mutantlar, evrim zincirindeki sonraki halka mı yoksa sadece varolmak için çabalayan yeni bir insan türü mü? Her halükarda cevap belli; insanlık hiçbir zaman bu dünyayı paylaşmak istememiştir.” -Profesör Charles Xavier

Bilimkurgu, bilimin hayal gücüdür. Bilimin olmadığı yerde kurgusu da mümkün olmaz. Evrim ise, mutasyon ve diğer mekanizmalar vasıtasıyla gen frekansının zamanla değişmesidir. Mutasyon, evrimin itici gücüdür. Evrimsel biyoloji disiplini de bu alanı inceleyen bilim dalıdır. Bazen çizgi roman olduğu için küçümsense de, bana ve birçoklarına göre en iyi bilimkurgu serilerinden biri olan X-Men’e göz atalım. Evrimsel biyolojiye bilimkurgusal bir bakış niteliğinde olan bu seride, bir dizi mutasyon sonucu süper güçler kazanan birtakım süper kahramanlar üzerinden bilimin hayal gücü anlatılır. Biz de bu muazzam hikayenin temeli olan mutasyon olgusunu inceleyelim; nedir, ne değildir?

Mutasyon sözcügü ilk olarak 1901 yılında Hugo de Vries tarafından kullanılmıştır; bir canlının kalıtsal maddesindeki (genom, DNA+RNA) kalıcı değişimlerdir. Mutasyon kelimesi insanın aklında çoğu zaman kötü şeyleri çağrıştırır, ancak yüzbinlerce yıllık evrimsel süreçte geçirdiğimiz mutasyonlar olmasaydı belki bizler de olmazdık ya da bizi biz yapan organlarımız olmazdı. Yani gözle göremesek ve buna inanmakta biraz güçlük çeksek de mutasyonlar her zaman kötü olmayabilir. Ne yazık ki bizim gözle görebileceğimiz mutasyonlar kötüdür; örneğin Friedreich Ataksisi (FA). FA, otozomal resesif bir kalıtsal hastalıktır. Merkezi sinir sistemine ve özellikle beyinciğe hasar veren bu hastalık, çok ciddi yürüyüş bozukluklarına sebep olur; kalp hastalıklarına, skolyoza ve şeker hastalığına öncü olabilir. Yaklaşık 50.000’de 1 rastlanan bu korkunç hastalığa frataxin denilen mitokondriyal proteinin, FXN genindeki mutasyon sebebiyle düzgün sentezlenememesi neden olur. İyi veya kötü, genomumuzdaki her mutasyon sonucunda, buna bağlı sentezlenen proteindeki aminoasit dizilimi etkilenir ve son ürün olan proteinde farklılıklar meydana gelir.

“Mutasyon. Evrimimizde kilit rol üstlenir. Tek hücreli bir canlıyken, gezegendeki baskın tür haline gelişimizi açıklar. Bu süreç çok yavaştır; yüzbinlerce yıl sürer ama her birkaç bin yılda bir gözle görülür değişimler meydana gelir. Homo Neanderthalensis’e göre mutant kuzeni Homo Sapiens, bir çeşit sapkınlıktı. Beraberce barış içinde yaşadılarsa bile bu durum uzun sürmedi. Araştırmalar istisnasız olarak gösteriyor ki; bölgeye yeni bir mutant insan türü geldiğinde daha az evrimleşmiş akrabaları yok olmuştur.” -Profesör Charles Xavier

Telaşa gerek yok. Vücudumuzda oluşan mutasyonların çoğu bir sonraki nesile aktarılmaz. Bir mutasyonun çocuklarımıza aktarılması için kalıtsal olması; yani eşey hücrelerimizde (sperm, yumurta) gerçekleşmesi gerekir. Somatik hücrelerimizdeki (vücut hücreleri, örneğin epitel doku) mutasyonlarsa bizim bedenimizle sınırlıdır ve gelecek nesillere aktarılmaz. Bu noktada, modifikasyon teriminden de bahsetmek gerekir. Sık sık mutasyonla karıştılırsalar da aynı şey değildirler. Modifikasyon, çevresel etkilerle (ısı, ışık, sıcaklık…) canlının fenotipinde (dış görünüş) meydana gelen değişimlerdir ve canlının DNA’sında bir değişime neden olmadığı için çoğunlukla bir sonraki nesle aktarılmaz. Sirke sineklerinin doğdukları sıcaklığa göre düz veya kıvrık kanatlı olabilmeleri modifikasyona örnektir.

Peki, mutsyonlar neden oluşur? Kalıtsal maddemiz çok hassastır ve transpozonlar, virüsler, X ışını, radyasyon, ultraviyole ışını, bazı ilaç ve mutajen kimyasallar, ani sıcaklık değişimleri yüzünden genetik maddemiz değişikliğe uğrayabilir. DNA onarımı, DNA replikasyonu ve mayoz bölünme sırasında meydana gelen hatalar da mutasyonun başlıca sebeplerindendir. Bu mutasyonlar üç ana başlıkta incelenebilir:

1 – Kromozom sayısının değişmesi:

Mitoz ve mayoz (özellikle crossing-over) bölünme esnasında kromozom çiftleri bazen düzgün şekilde ayrılmazlar; 2-2 yerine 1-3 şeklinde hücrelere dağılabilirler. Bu anomali, ölümcül olan veya olmayan çok ciddi sorunlara yol açabilir. Bunun en bilinen örneği Down Sendromudur; bu rahatsızlıkta hastanın 21. kromozumda trizomi (üçleme) vardır.

2 – Kromozom yapısının değişmesi:

Kromozomlar garip yapılardır; en ufak yapısal bozukluk bile kalıcı hasara yol açabilir. Mayoz bölünmenin crossing-over safhasında kromozomlar arasında parça değişimleri, kazanımları veya yitimleri olabilir. Bu parça değişimleri 5 başlık altında incelenebilir: Silme, kopyalama, ters dönme, ekleme ve translokasyon (yer değiştirme).

3 – Nokta mutasyonlar:

Spontane olarak veya bir mutajen etkisiyle oluşabilen bu mutasyonlar, organik bazlar düzeyinde gerçekleşir. Genelde birkaç kodonu etkilediğinden etkileri kromozom mutasyonları kadar büyük olmaz. Adenin, timin, guanin ve sitozin bazlarının birbirinin yerine geçtiği bu mutasyonlara en bilinen örnek, orak hücresi anemisidir. Bu hastalıkta hemoglobin proteini değişir. Hemoglobindeki glutamik asit yerine valin geldiği için bu protein mutanttır ve hastalığa sebep olur.

“Influenza virüsünün kendine has özelliği, mutasyon için büyük bir potansiyeli olmasıdır.” -Margaret Chan

Mutasyonu lehine kullanmakta en başarılı canlı (veya cansız; tartışmalar sürüyor) türü virüslerdir. Çok hızlı bir şekilde çoğalıp, gelişip, değişebilirler. Bu sayede bitki ve hayvan bağışıklık sistemlerini kolaylıkla atlatabilirler. Antibiyotiklerin virüsler üzerinde etkisiz olmasının sebeplerinden biri de budur. 1000 yıl önceki bir grip virüsünü inceleme şansımız olsaydı, bugünkü virüslerden çok çok farklı olduğunu görebilirdik.

Mutasyon biz insanlara çoğunlukla düşman gibi görünebilir ama bunu bir dost haline getirmek bizim elimizde. Eski ABD başkanlarından John Adams’ın da söylediği gibi: “Her problem gizlenmiş bir fırsattır.”