Önsöz

Modern biyoloji uzun yıllar boyunca yaşamı büyük ölçüde “genetik bilgi” kavramı üzerinden açıklamaya çalıştı. DNA’nın keşfiyle birlikte canlılık adeta bir yazılım, hücre ise bu yazılımı çalıştıran biyolojik bir bilgisayar olarak tasvir edildi. Ancak bilim ilerledikçe ortaya çıkan yeni bulgular, yaşamın yalnızca genetik kodlardan ibaret olmadığını; hücrenin işleyişinde fiziksel kuvvetlerin, epigenetik düzenlemelerin ve çok katmanlı organizasyonun vazgeçilmez roller üstlendiğini göstermektedir.

Bugün artık karşımızda yalnızca bilgi taşıyan bir molekül değil, her an milyarlarca etkileşimin kusursuz bir uyum içinde gerçekleştiği olağanüstü bir sistem bulunmaktadır. Bu durum bizi önemli bir soruyla karşı karşıya bırakmaktadır: Bilgi tek başına gerçekten yeterli midir? Yoksa yaşam, bilgiyi aşan daha kapsamlı bir tasarımın ve hikmetin yansıması mıdır?

Kur’an-ı Kerim, insanı defalarca gökler ve yer üzerinde düşünmeye, yaratılışın inceliklerini tefekkür etmeye davet eder. Bilim, samimi bir araştırma aracı olarak kullanıldığında, kâinatın tesadüflerin değil; ölçünün, düzenin ve hikmetin hâkim olduğu muhteşem bir eser olduğunu daha açık biçimde ortaya koymaktadır.

Yüce Allah şöyle buyurmaktadır:

“Şüphesiz göklerin ve yerin yaratılışında, gece ile gündüzün birbiri ardınca gelişinde akıl sahipleri için gerçekten ibretler vardır.”
(Âl-i İmrân, 3:190)

Yine Rabbimiz şöyle buyurur:

“Yeryüzünde kesin olarak inananlar için nice deliller vardır. Kendi nefislerinizde de öyle. Hâlâ görmüyor musunuz?”
(Zâriyât, 51:20-21)

Ve insanın yaratılışındaki ince hesap şöyle hatırlatılır:

“O, yarattığı her şeyi en güzel şekilde yaratmıştır.”
(Secde, 32:7)

Canlı bir hücreye yakından bakıldığında görülen olağanüstü organizasyon, yalnızca moleküllerin bir araya gelmesinden ibaret değildir. Milyarlarca atomun, sayısız molekülün ve fiziksel kuvvetin aynı anda uyum içinde çalışması; zamanlama, koordinasyon ve hassas denge gerektiren dinamik bir sistem meydana getirmektedir. Böyle bir bütünlüğün yalnızca bilgiyle açıklanmasının yeterli olup olmadığı sorusu, günümüz biyolojisinin en dikkat çekici tartışmalarından biridir.

Elinizdeki makale, tam da bu noktaya dikkat çekmektedir. Hücrenin yalnızca bilgi depolayan bir yapı olmadığını; aynı zamanda fiziksel kuvvetlerin, üç boyutlu organizasyonun ve bütüncül tasarımın ayrılmaz bir ürünü olduğunu ele alarak, yaşamın indirgenemeyecek derecede karmaşık yapısına farklı bir perspektiften yaklaşmaktadır.

Bizler için ise bu tür bilimsel çalışmaların en önemli değeri, kâinatta gözlenen düzenin ardındaki ilahi hikmeti daha derinden kavramaya vesile olmalarıdır. Çünkü her yeni keşif, Allah’ın yaratmasındaki mükemmelliğe işaret eden yeni bir pencere açmaktadır.

“Onlara ufuklarda ve kendi nefislerinde ayetlerimizi göstereceğiz ki, onun (Kur’an’ın) gerçek olduğu kendilerine iyice belli olsun.”
(Fussilet, 41:53)

Bu nedenle aşağıdaki makale yalnızca biyoloji veya fizik üzerine bir değerlendirme olarak değil; aynı zamanda yaratılışın ardındaki derin düzeni ve hikmeti tefekkür etmeye davet eden önemli bir düşünce yolculuğu olarak okunmalıdır.

 

yazının orijinali icin 

 

Bilgiden Çok Daha Fazlasi, Bir Fikrin Manifestosu

 

Yakın zamanda bir arkadaşımla oldukça ilginç bir sohbet gerçekleştirdim. Kendisi, LED ekranlarda gösterilen dijital görüntülerin neden eski usul fotoğraf filmlerindeki görüntüler kadar “gerçek” görünmeyebileceğine dair ilginç bir fikir paylaştı. Bu düşünce, doğadaki nesnelerin büyük ölçüde yuvarlak ya da dairesel kesitlere sahip olduğu gözlemine dayanıyordu. Buna karşılık LED ekranlar, uygun biçimde kodlanmış dijital bilgileri görüntü oluşturmak için kare piksellerden oluşan bir matris kullanır.

Temel Bir Uyumsuzluk

Bu görsel etkinin algı farklılıklarının temel nedeni olup olmadığı bir yana, yaptığımız sohbet beni dijital bilgi ile canlı organizmalar arasında çok daha temel bir uyumsuzluk üzerine düşünmeye sevk etti. DNA’nın ve genetik kodun keşfinden bu yana yaşamı “bilgi” olarak tanımlamak yaygın hâle gelmiştir. Ancak günümüzde devam eden araştırmalar, DNA’da kodlanan genetik bilginin tek başına bir organizmanın hücrelerinin gelişimini ve yönetimini açıklamak için yeterli olmadığını; epigenetik kontrol mekanizmalarının da son derece önemli bir rol oynadığını göstermeye başlamıştır. Bu sınırı daha da ileriye taşıyan yaklaşımlardan biri ise Richard Sternberg’in ortaya koyduğu “maddi olmayan genom” (immaterial genome) tezidir.

Ben ise canlı organizmaların “bütünlük” özelliğini ortaya koyan ve yaşamın yalnızca bilgiye indirgenemeyeceğini gösteren ilave bir yönünü açıklamaya çalışacağım.

Yaşam bilgiden çok daha fazlasıdır. Çünkü canlı bir hücre, yalnızca hücrenin bileşenlerinin atom atom nereye yerleştirileceğini belirten bir talimat dizisi kullanılarak inşa edilemez. Gerekli bilginin bilinmesi tek başına böyle bir yapıyı oluşturmak için yeterli değildir. Peki neden?

Bir hücrenin bileşenlerini atomlardan oluşan karmaşık ve belirlenmiş bir düzen olarak tanımlarız. Ancak bu atomların yan yana getirilmesi, düşünülebilecek herhangi bir montaj süreci boyunca ne durağan kalacak ne de dengede olacaktır.

Fizikokimyasal kuvvetler (yani atomlar ve moleküler yapılar arasında ortaya çıkan elektromanyetik kuvvetler) her zaman mevcuttur ve hücrenin her moleküler bileşenini şekillendirme, hareket ettirme ve sınırlandırma süreçlerinde aktif rol oynarlar. Hücreyi oluşturan tüm bileşenler elektromanyetik yüklü parçacıklardan meydana gelir. Bunları tek tek dikkatlice belirlenen konumlarına yerleştirmeye çalışmak, parçacıklar arasındaki dengesiz kuvvetler nedeniyle sürekli bozulacak ve atomlar kaçınılmaz olarak yerlerinden sapacaktır.

Bir Düşünce Deneyi

Şimdi geleceğin gelişmiş bir üç boyutlu “atom yazıcısı” ile canlı bir hücreyi atom atom inşa etmeye çalıştığınızı hayal edin.

Bugünkü teknoloji canlı hücreler içeren biyolojik maddeleri “basabilmektedir”; ancak bu durum moleküler ya da atomik düzeyde aşağıdan yukarıya bir hücre inşa etmekten oldukça uzaktır. Günümüzde biyobaskı teknolojisi esas olarak mühendislik ürünü dokular üretmeye odaklanmaktadır. Gelecekteki hedeflerden biri işlevsel yedek organlar basabilmektir. Fakat bu organların farklılaşmış yapıları ve yaşamlarını sürdürebilmeleri için gerekli hassas koşullar bu hedefi son derece zor hâle getirmektedir.

Araştırma ve klinik uygulamalarda mühendislik ürünü dokular konusunda önemli başarılar elde edilmiş olsa da, karmaşık üç boyutlu organların çok daha hassas çok hücreli yapılar ile damar ve sinir ağlarının kusursuz entegrasyonunu gerektirdiği açıktır.

Bir hedef organın tam iç yapısı bilinse bile, laboratuvarda üretilmiş veya elde edilmiş hücreler kullanılarak onu üç boyutlu yazdıracak bir program tasarlanabilir. Ancak doku ve organlarda bulunan canlı hücrelerin tamamı önceden var olan hücrelerden türemiştir. Eğer ilk hücrenin kökenini açıklamaya ya da bir hücreyi tamamen sıfırdan oluşturmaya çalışırsak, hücrenin ayrıntılı yapısı hakkında ne kadar fazla bilgiye sahip olursak olalım aşılması mümkün olmayan bir güçlükle karşılaşırız.

Herhangi bir üç boyutlu yazdırma yöntemiyle karmaşık bir molekülü adım adım oluşturmak, doğal olarak yapının başlangıcı ile tamamlanması arasında bir zaman farkı doğuracaktır. Bu süre ne kadar kısa olursa olsun, geçici olarak yerleştirilen atomlar bulundukları yerde sabit kalamayacaktır.

Canlı bir hücre içinde moleküler yapıların neredeyse tamamı farklılaşmış, homojen olmayan ve üç boyutludur. Böyle bir yapıyı iki boyutlu katmanlar hâlinde üst üste ekleyerek oluşturmak başarısız olacaktır. Çünkü yüzeyde oluşan elektrik alanları ve kuvvetleri atomların nihai üç boyutlu yapıdaki doğru konumlarından sapmasına neden olacaktır. Aynı kısıtlamalar önceden var olan moleküler bileşenlerden bir hücre oluşturmaya çalışırken de geçerlidir.

Makroskobik bir yapı inşa ettiğimizde yalnızca tek bir temel dış kuvveti dikkate almamız gerekir: Yerçekimi. Yerçekiminin aşağı doğru uyguladığı düzenli kuvveti bilir ve yapı tasarımında buna göre hareket ederiz. Güçlü temeller oluşturur, üstteki yapıları taşıyacak sağlam destekler kullanırız.

 

 

Homojen Olmayan Üç Boyutlu Moleküler Yapılar

Fakat atomlar arasındaki ölçekte elektriksel kuvvetler düzensiz biçimde ve her yönde etkide bulunabilir.

Mikro ölçekte yapılan mühendislik uygulamalarında kimyasal buhar biriktirme veya atomik tabaka biriktirme (ALD) gibi yöntemlerde elektriksel etkiler kullanılabilir. Bu teknikler hazırlanmış bir yüzeye tek atom kalınlığında düzgün tabakalar oluşturabilir. Ancak bunlar homojen olmayan üç boyutlu moleküler yapılar meydana getiremez.

Hücresel işlev yalnızca moleküler bileşenlerin başlangıçtaki düzenine değil, aynı zamanda elektromanyetik kuvvetlerin farklı etkileri sonucunda sürekli yeniden düzenlenmelerine de bağlıdır. Canlı bir hücreyi inşa etmeye çalışırken atomlar arasındaki kuvvetler, hücresel bileşenleri bir araya getirme çabasını bozabilecekleri gibi, belki de bu sürecin tamamlanabilmesi için vazgeçilmez de olabilirler.

Canlı bir hücre içerisinde temel biyomoleküllerin oluşumu yalnızca örneğin bir enzimin sentezi sırasında aminoasitlerin doğru sırayla seçilmesine ilişkin bilgiye bağlı değildir. Aynı zamanda elektromanyetik kuvvetler de aminoasit zincirinin işlevsel üç boyutlu protein yapısına katlanmasını sağlar.

Benzer şekilde çok hücreli bir organizmanın embriyonik gelişiminde hücre bölünmesi, gelişmekte olan organizmanın asimetrik üç boyutlu biçimini oluşturmak ve onu sürekli olarak içten ve dıştan yeniden şekillendirmek için sınır bölgelerindeki elektromanyetik kuvvetleri de içerir.

Cornelius Hunter’ın embriyonik gelişim üzerine daha önce yayımlanan bir Science and Culture makalesinde belirttiği gibi araştırmacılar, literatürde nadiren görülen açık bir ifadeyle problemin büyüklüğünü kabul etmektedirler. Hunter’ın aktardığına göre araştırmacılar şöyle demektedir:

“Gerçekçi modeller açısından hücresel ve gelişimsel düzenleyici süreçlerin karmaşıklığı ve çeşitliliği olağanüstü düzeydedir. Bu sistemlerin olası yapı uzayı son derece geniş, yüksek boyutlu ve potansiyel olarak sonsuz derecede karmaşıktır.”

Temel Kopukluk

Canlı bir hücre ile onun oluşumunu ve işlevini yalnızca bilgi parçacıklarına indirgemeye çalışan indirgemeci yaklaşımlar arasındaki temel kopukluk göz önüne alındığında, yaşamın tasarımını açıklamak için hangi alternatif yeterli olabilir?

Michael Polanyi, DNA’da kodlanan genetik bilgi ile temel fiziksel kuvvetler arasındaki bu ilişkiyi fiziğe ve kimyaya indirgenemeyen bir “sınır koşulu” (boundary condition) olarak tanımlamaktadır.

DNA’daki organik baz dizilimi, genetik kod olarak işlev gören ve fizik ile kimyaya indirgenemeyen bir sınır koşuludur.

Polanyi’ye göre bu sınır koşulu, yaşamın maddi olmayan bir ön şartını temsil eder ve akıllı tasarıma işaret eder.

Yaşamın tasarımındaki ilk hikmet, bütünü önceden öngören derin bir öngörü sergiler. Bu yaklaşım, hücrenin bütün bileşenlerinin ve sistemlerinin birbirleriyle nasıl etkileşim içinde çalışacağını eksiksiz biçimde kapsar.

İndirgemeci yaklaşımda ise bütünü parçalara ayırır ve her parçanın tek başına nasıl çalıştığını anlamaya çalışırız. Oysa yaşamda hiçbir şey tek başına işlev görmez; her şey birbirine bağımlıdır.

Canlı hücrelerdeki bu karşılıklı bağımlılık atom düzeyindeki parçacıklar arasındaki kuvvetlerle başlar, moleküller arası etkileşimlerle devam eder ve hücreler ile sistemler arasındaki sürekli etkileşimlere kadar uzanarak tüm organizmanın dinamik homeostazını oluşturur.

Bu bakımdan yaşamın tamamı, bir fikrin tezahürü olarak tanımlanabilir; ilk hücreden tamamen canlı bir organizmaya kadar bütünü öngören ve meydana getiren derin bir bilgelikle şekillenmiş bir fikrin…