Təkamülə əsaslı mexanizmlərlə izah edilməsi imkansız olan protein sintezi

Təkamülçülər də bilirlər ki, həyatın ən kiçik elementi olan tək bir protein molekulunun belə təsadüflər nəticəsində öz-özünə əmələ gəlməsi imkansızdır. Ən kiçik protein molekulu belə üstün bir yaradılışa, heyranlıq doğuran mexanizmlərə və xüsusiyyətlərə malikdir. Cansız atomların, özlərindən mütəşəkkil olaraq, təsadüflər nəticəsində bu mükəmməl quruluşu yaratmaları qeyri-mümkündür.

Bu imkansızlığı daha yaxşı başa düşmək üçün, protein istehsalında yer alan mərhələləri qısaca xülasə edək:

Protein sintezindəki elementlər

• Hasil ediləcək olan proteinin məlumatının olduğu DNT molekulundan protein sintezi üçün bir şifrə alınır.
• Bu şifrə bir surət molekuldur və mRNT (mesajcı RNT) adlandırılır.
• mRNT, DNT-nin bir parçasından (gendən) alınan surətdir, amma əslində DNT ilə RNT arasında çox əhəmiyyətli fərqlər vardır.
• DNT və RNT-nin şifrə olaraq istifadə etdiyi 4 hərfdən üçü eynidir, amma bir dənəsi fərqlilik göstərər (Timin – Urasil).
• Bu tək hərfin bağlandığı şəkər molekulları arasında tək bir oksigen fərqi var.
• Bu çox kiçik fərq nəticəsində yeni olan mRNT adlı surət molekul çox daha fəal ancaq qərarsız quruluşdadır, yəni yeni reaksiyalara daxil olma meyli DNT-dən daha çoxdur.
• DNT məlumat bankı olduğu üçün qətiyyətli və dözümlü quruluşa malik olmalıdır.
• mRNT isə hərəkətli olmaq, surət molekulu yetirmək və lazım olanda ortadan qaldırmaq məcburiyyətindədir.
• Bu səbəbdən mRNT-nin bu qərarsız quruluşu, hüceyrə üçün çox böyük əhəmiyyət kəsb edir.
• mRNT bu qərarsız quruluşu münasibətilə, hüceyrə içində istənildiyi zaman istehsal olunan, istənilən şəkildə hərəkət edə bilər və istənilən zaman dağıla bilər.

RNT polimeraz

• RNT polimeraz bir ferment, yəni proteindir və protein sintezində vəzifəsini yerinə yetirir.
• RNT polimeraz dünyadakı ən möhtəşəm mütərcim tərcüməçidir.
• DNT üzerindəki şifrəni oxuyur və yepyeni dilə çevirərək mRNT-ni yaradır.
• Bu fermentin etdiyi iş çox heyrət doğurucudur. Oxuduğu yazını başa düşər və bunun bir bənzərini başqa bir yerə yazar.
• Bu ferment ayrıca -az da olsa- yaranan xətaları təsbit edər və bunları düzəldər.
• Bu fermentin etdiyi işlər olduqca heyrət vericidir və elm insanları bu işləri laboratoriyada həyata keçirmənin yanına belə yaxınlaşa bilmirlər.
• DNA cüt zəncirdən yaranır. Bu zəncirlər bir-biri üzərində dönərək möhkəm bağlar əmələ gətirirlər. Ancaq burada gizli olan məlumatdan istifadə etmək üçün zənciri bir-birinə bağlı tutan hidrogen bağları qırılmalıdır. RNT polimeraz bu bağları qırır. RNT polimeraz (RNAP) bir fermentdir amma gördüyü iş o qədər irəli dərəcədə texnologiya göstərir ki, bunu tam təşəkküllü bir zavoda bənzədə bilərik, çünki DNT zəncirində bağlanılacaq hissəni tanımaq üçün ayrı vahid, bağlanmaq üçün ayrı bir subyekt, irəliləmək, klonlaşdırmaq, RNT-ləri sintezləşdirmək, DNT bağlarını kəsmək üçün ayrı obyektlər lazımdır. Bunlar kimi demək asandır, amma etməsi çox çətin əməliyyatları RNAP göz qırpımında aparır.

Sadəcə E.Coli bakteriyasında RNT-nin bütün bunları edə bilməsi üçün 100 alt vahidinin (müxtəlif proteinlər) olduğu müəyyən edilmişdir.

DNT-dəki şifrə

• DNT-dəki əlifba sadəcə 4 hərfdən yaranır. Bu 4 hərfin növləri ilə DNT üzərində mükəmməl şifrə sistemi meydana gəlmişdir.
• Genlərin başlanğıc və bitmə nöqtələri xüsusi şifrələr ilə müəyyənləşir.
• Protein sintezi sırasında, RNT polimeraz lazım olan şifrəni, insan genomuna aid 46 xromosom içindəki təxminən 1000 kitablıq kitabxanada olan tək bir kitabın içindən anlıq bir zamanda tapar. Bu şifrə bu kitabın içindəki yalnızca bir neçə sətirlik məlumatdır.
• RNT polimeraz əlaqəli bölgəyə çatanda, DNT üzərində nüsxəsini çıxaracağı proteinin başlanğıc nöqtəsini yuxarıda bəhs etdiyimiz şifrələmə sistemi nəticəsində tapır. Bu tapma işi elm dünyası üçün böyük problemdir, çünki milyardlarla hərfdən ibarət olan DNT zəncirində köçürüləcək genin başlanğıc və bitmə nöqtələrini necə tapdığı, köçürülmə zamanının necə tənzimləndiyi kimi bir çox bilinməyəni bərabərində gətirir.
• Hər protein metionin adı verilən amin turşusu ilə başlayar və DNT üzərində bunun şifrəsi TAC-dır. (Timin-Adenin-Citozin)
• RNT polimeraz fermenti müəyyən bölgədəki TAC şifrəsinə gələndə protein üçün lazım olan nüsxənin başlanğıc nöqtəsinə gəldiyini başa düşər və DNT sarmalını açar.
• ATT, ATC və ACT də sonlandırma düzülüşləri olaraq istifadə olunur. Bunlardan birinə çatanda da almalı olduğu nüsxənin sonuna çatmış olduğunu başa düşər və köçürmə işini bitirər.

Promotorlar

• DNT-nin promotor olaraq adlandırılan bölgələrində xüsusi şifrələnmiş düzülüşlər gizlidir.
• İlk düzülüş proteinin başladığı yerdən 35 əsas qədər əvvəl ikən, ikinci düzülüş 10 əsas qədər əvvəldir.
• Bu düzülüşlərdən ilki –35 düzülüşü ya da tanıma bölgəsi olaraq da adlandırılır.
• Bu düzülüşə uyğun qarşılıq da RNT Polimerazın üzərində yaradılmışdır.
• RNT Polimerazlar məhz genin promotor bölgələrindəki bu xüsusi düzülüşə bağlanaraq proteinin istehsal məlumatının yerini təsbit edərlər.
• RNT Polimeraz, DNT-dəki tanıma bölgəsinə bağlandıqdan sonra DNT-nin üzərində irəliləyərək protein məlumatının başladığı yerə yaxınlaşar.
• Bu eynilə bir təyyarənin hava limanına çatıb üzərindəki işıq və işarələr olan eniş platformasına yaxınlaşması kimidir.
• Promotor bölgələr eynilə ox işarələri kimi, axtarılan yerin hara olduğunu, RNT Polimerazlara göstərirlər. Bir atom qrupunun bir başqa atom qrupunun yerini söyləyir olması açıq bir Yaradılış dəlilidir.
• Proteinin başladığı yerdən 10 əsas əvvəlini işarə edən -10 düzülüşü isə, RNT polimerazın artıq DNT cüt zəncirini açmağa başlamalı olduğu yerə işarə edər.
• DNT-dəki bu bölgə məlumata açılan qapı kimidir. DNT cüt zəncirinin protein sintezi üçün açılmaya başladığı yerdir.
• Bir protein istehsalı üçün digər hər şey mövcud olsa belə, DNT-dəki promotor bölgə olmasa, ya da RNT Polimerazda promotor bölgəni tanıyacaq hissə olmasa, sistem çökər, yəni canlı yaşaya bilməz!

Tənzimləyici (Requlyator) gen

• RNT Polimerazların promotor bölgələrə bağlanıb protein sintezi üçün şifrə istehsal etmələrini nəzarət altında saxlamaq lazımdır. Məhz bunun üçün Allah çox xüsusi sistem yaratmışdır.
• Tənzimləyici gen (Requlyator Gen) adlı xüsusi bir hissədə RNT Polimerazı “dayandıracaq” bir protein istehsal edilir.
• Bu protein, istehsal ediləcək protein üçün köçürülməli olan şifrənin tamam olaraq bitdiyi yerdə DNT-yə bağlanır. RNT polimeraz nüsxə çıxartmağa davam edərkən, bu proteini gördüyü anda dayanır. Bu artıq alınacaq nüsxənin son nöqtəsidir.
• Beləliklə, ehtiyacdan çox şifrə köçürülməmiş olur.
• Bunu çox istehsalı dayandırmaq üçün fabrikin çarxları arasına bir əngəl qoymağa oxşada bilərik.
• Ancaq əgər hüceyrənin protein istehsalına hələ də ehtiyacı varsa əngəlləyici proteinlər DNT-dən uzaqlaşdırılırlar və beləliklə protein istehsalının qarşısı açılmış olur.
• Şifrə sistemi alış-veriş marketlərində də sıxlıqla istifadə olunur. Şifrələri oxuya bilən alətlər sayəsində satın alınan malların nə olduğu anlaşılır. DNT-də də şifrə sisteminin üstəlik də molekullarla edilməsi son dərəcə heyrət verici vəziyyətdir.

Bütün bu ağıl, diqqət və məlumat tələb edən aksiyaların, heç bir ağlı və şüuru olmayan molekullar tərəfindən edildiyini unutmamaq lazımdır. Bu mükəmməl sistemin öz-özünə, təsadüflər nəticəsində yarandığını iddia etmək böyük ağılsızlıqdır.

Protein istehsalındakı təfərrüatlar bura qədər izah edilənlərlə də məhdud deyildir.

Gücləndiricilər və yavaşladıcılar

• DNT-də sürətləndirici və ləngidici (attenuator) adlı iki xüsusi seriya da olur. Bunlar da protein istehsalının sürətini tənzimləməyə yarayırlar.
• DNT-dəki xüsusi bəzi seriyaların, avtomobillərdəki çarxın, avtomobilin sürətini tənzimləməsi kimi, protein istehsalının sürətini tənzimləyir olmaları Allahın yaratmasındakı mükəmməlliyin bir təcəllisidir.

Şifrənin başındakı və sonundakı əlavə məlumat

• mRNT-lər, əllərindəki şifrəni, yəni surəti, istehsal zavodu olan ribosomlara aparırlar.
• Ancaq normal bir surətçıxarmadan fərqli olaraq mRNT-nin əvvəlinə və sonuna proteinin məlumatı xaricində bəzi siqnallar qoyulur. Bu siqnallar xüsusi bəzi nuklein silsilələridir.
• Burada çox böyük bir Yaradılış möcüzəsi var. Çünki bu quruluş, müasir kompüter şəbəkələri və telekommunikasiya adlı nizam-intizamın əsasıdır. Məlumatların əvvəlinə və sonuna nəzarət serialları və əlavə məlumatlar yerləşdirilərək yollanması işi son dərəcə geniş yayılmış üsuldur.
• Bu xüsusi siqnal seriyaları şifrə xarakteri daşıyır. Qarşı tərəf bunu aldığı anda yeni məlumat gələcəyini anlayır.
• Məlumata əlavə olaraq istifadə edilən bu işarələrdə, paketin gedəcəyi yerlə bağlı məlumatlar, xəta nəzarəti, mühitdə digər məlumat paketləri qarışmasını maneə törədici məlumatlar, prioritet sıralaması kimi müxtəlif əlavə məqsədlər güdülür.
• Protein şifrəsindən dərhal əvvəl yerləşdirilən bir işarə ilə məlumat ribosoma bağlanmaq üçün xüsusi bir hissə ehtiva edir. mRNT ancaq bu sayədə ribosoma bağlana bilir. Bu işarə sayəsində ribosoma mRNT-nin özü ilə bağlı bir məlumat olduğunu anlayır.
• mRNT-nin sonuna da bir işarə əlavə olunur. Bu işarə sırasına xüsusi proteinlər bağlanır və mRNT tənəzzüldən qorunur.
• Həmçinin mRNT-nin sonuna bağlanan bu işarə, mRNT-nin çəyirdəyindən çıxıb ribosom olduğu bölgəyə getməsinə və ribosomu tanımasına yardımçı olur.
• Bu vəziyyətə misal: Deyək ki, 920 cildlik kitabxanadan bir kitabın içindəki bir səhifəni başqa şəhərdə olan yoldaşınıza göndərəcəksiniz. Əlbəttə ki, kitabxanadakı kitabdan surətinin çıxarılması tək başına yetərli olmayacaq. Bunun bir növ poçt sistemi ilə çatdırılması lazımdır. Məhz kağızın üstünə yazacaqsınız alıcı adı və poçt məlumatları, mRNT-dəki həmin bu işarəyə bənzəyir.
• Bu işarəyə bağlı olan proteinlər isə, bu məlumatı çatdıran poçt arabasına bənzəyirlər. Müvafiq vəzifəni yerinə yetirirlər.

Ribosom

• Ribosomlar protein sintezini həyata keçirən xüsusi məntəqələrdir.
• Təxminən 20-30 nanometr səviyyəsindədirlər (1 nm=1 metrin milyardda biri)
• Nanometr səviyyəsindəki ribosomların üç ölçülü strukturlarının təfərrüatlı bir şəkildə işıqlandırılması 2000-ci illərin biologiya sahəsində ən mühüm uğurlarından biri kimi qəbul edilir.
• Ribosomların üçdə ikisi RNT-dən, qalan üçdə biri isə proteinlərdən ibarətdir. Ribosomdakı RNT-lərə ribosom RNT və ya rRNT adı verilir.
• Ribosomların rRNT-lərdən və proteinlərdən ibarət olduğunu qeyd etmişdik. Maraqlı olan isə, ribosomları yaradan proteinlər, yenə ribosomlarda sintez olurlar.
• Başqa sözlə, proteinlər olmadan ribosomun varlığı imkansızdır, ancaq proteinləri də ribosomlar yaradır.
• Ribosoma, DNT-dən gələn və 4 hərfin müxtəlif şəkillərdə keçirilməsi ilə olan məlumatı, 20 hərflik amin turşu əlifbasını istifadə edərək yenidən yazır.
• Bəzən hüceyrə eyni proteinin birdən çox surətinə ehtiyac duya bilər. Amma tək bir ribosomda istənilən miqdarda proteini sintezləşdirmək mümkün deyil.
• O zaman çox sayda ribosoma ehtiyac vardır.
• Elə bu səbəbdən ribosomlar dalbadal düzülərək polizom adı verilən qruplar yaradırlar.
• Protein sintezi zamanı mRNT ribosom içindən keçər və ucu ilk ribosomu tərk edəndə, ikinci ribosom tərəfindən alınır və həmin proteinin yeni bir surəti sintez olur.
• Bu arada ilk ribosom mRNT-nin qalan hissəsini oxumağa davam edir.
• mRNT-nin ucu ikinci Bu arada ilk ribosoma mRNT-nin qalan hissəsini oxumağa davam edər, ribosomu tərk etdiyi zaman üçüncü ribosom tərəfindən alınır və hadisə zəncirvari davam edir.
• Beləliklə, tək mRNT zənciri eyni anda çox sayda ribosom tərəfindən oxunaraq istənilən miqdarda protein qısa zamanda sintez olur.

Hüceyrə çəyirdəyinin əhəmiyyəti

• Prokaryot bakteriyaların DNT-sini hüceyrə mayesi içində yer alır; Ökaryot canlılarda isə DNT nüvə qılafı ilə hüceyrə mayesindən ayrılır.
• Nüvə pərdəsi əlavə qorumalı və girişi çıxışı nəzarətli sistemdir.
• Hüceyrənin özü tək qatlı pərdə ilə əhatə olunmasına baxmayaraq, nüvə iki mərtəbəli pərdə ilə əhatə olunmuşdur. İki pərdə qatı arasında incə boşluq vardır. Xarici və daxili pərdələrin quruluş və funksiyaları bir-birindən fərqlidir.
• Toxum qılafında təxminən 3000-4000 qədər qapı var və bunların hər birindən saniyədə 500 molekul giriş-çıxış edər. Saniyədə 500 maşının keçdiyi, iki istiqamətli yolun olduğu bir yoldur bu və heç yol qəzası olmaz.
• Bu pərdə sisteminin quruluş materialı və üzərində saxladığı qapılar (por) son dərəcə mükəmməldir.
• Bu qapıların (porların) böyüklüyü orta hesabla bir ribosomun 30 qatı qədərdir və yüzlərlə növ protein əmələ gəlmişdir.
• Bu porlardan nüvənin içinə üzərində yalnız xüsusi şifrələr saxlayan təməl maddələri girə bilər. Qapılarda çox sıx nəzarət var və elm dünyası üçün porların necə işlədiyi hələ də böyük sirdir.
• Nüvə örtüyündəki bu keşikçilər daima hüceyrə içinə sadəcə nüvəyə aid proteinlərin olmasına icazə verirlər, yəni nüvəyə yalnız nüvə proteinləri girə bilər.
• Bir proteinin porun içərisindən keçməsi üçün 5 hərflik xüsusi amin turşusu sırasına ehtiyacı olur. Lisin-lisin-lisin-arjinin-lisin bu 5 hərfli xüsusi düzülüş protein üçün çəyirdəyə giriş kodudur.
• Yükün üzərindəki xüsusi şifrə, qapılarda gözləyən xüsusi şifrə qəbul edici proteinlər qəbul edir. Giriş-çıxış ancaq bu şəkildə təmin edilir. Amma başqa bir möcüzə olur, elm adamları porların keçən hər bir protein üçün ayrı hüceyrələr yalnız o proteinin keçəcəyi qədər çıxarıldıqlarını müəyyən etmişlər yəni bir bənzətmə ilə danışacaq olsaq, müəyyən rəqəm şifrəsi olan avtomatik qapının şifrə daxil olan hər kəsin eninə görə fərqli açılması kimidir. Qapqaranlıq hüceyrə içində gözləri olmayan protein topalarının tək bir proteinin genişliyini bilməsi mikrobiologiyadakı bilinməyənlərdən biridir.
• Bu proteinlər, yolu bilməyən ancaq bileti olan bir yolçunun içəriyə alınmasına yardımçı olan bir vəzifəli kimidir.
• Gərək nüvədən çıxışda, istərsə də girişdə, qarşı tərəfin şifrəsini qəbul edən reseptor protein yolçunu tək qoymaz. Əgər nüvənin içinə giriş keçiriləcəksə, nüvəyə keçid kanalı boyunca sərnişin ilə birlikdə irəliləyir. Nüvəyə giriş hissəsində isə sərnişini qoyaraq yenə gəldiyi kanala qayıdır və yeni proteinləri içəri almağa hazır olur.
• Bu sistem ancaq bütün bu detalları və alt hissələri ilə qüsursuz olduğu təqdirdə mənalıdır. Mərhələlərlə yaranması mümkün deyil.
• Nüvə sanki bir beyin kimi çalışır. Normal şərtlərdə xarici mühitdən gələn bütün mesajlar nüvəyə çatdırılmır. Böyük hissəsinə hüceyrə qılafı və ribosomda cavab verilir.
• Ancaq mühüm işlərdə mesaj nüvəyə ötürülür. Ön seçməyə baxmayaraq, nüvə, çox gərgindir. Saniyədə 500 keçid bunun mühüm dəlilidir.

Paketlənmiş DNT-dən protein istehsalı

• Hüceyrədəki nəhəng məlumat bankı DNT, açılanda təxminən 2 metrlik şifrədir. Bu şifrə, özündən olduqca kiçik regiona yerləşdirilir və bu açıq şəkildə möcüzədir.
• Bu paketləmə sistemi üçün histon proteinləri istifadə edilir.
• Histon proteinləri 5 növdür. Bu beş proteinin düzgün şəkildə bir araya gətirilməsi ilə bərabər bir növ molekulyar qarqara edilir. DNT bu bloklara sarılaraq qablaşdırır.
• Hər bir paket vahidinə nukleozom adı verilir.
• Histon proteinləri DNT-nin ətrafına yayıldığı xüsusi proteinlərdir. Maraqlıdır ki, bu proteinlərin məlumatı da sarılan DNT-nin içində gizlidir.
• DNT-nin qaldırıcı proteinlərinə sarılaraq nukleozomlar olaraq keçirilməsi, sarılı olan məlumatın oxunmasını əngəlləyir. Belə bir vəziyyətdə protein istehsalı normal şərtlərdə edilməz. Ancaq hüceyrənin yaşaması üçün protein istehsalının davam etməsi şərtdir. Buna görə nukleozomlar sabit dəyişməz quruluşlar deyil, əksinə, lazım olduqda açıla bilən dinamik quruluşdadırlar. Məsələn DNT-nin o bölgəsində əməliyyat olacağı zaman ATP-Dependent Chromatin Remodeling Complex adı verilən hormonun katalizlənməsi ilə nüklezomlar açıla bilirlər. Bu zaman toplanan nüklezom – ferment harmoniyanı, çox xüsusi 3 ölçülü şəklə sahib açarın, nuklezomdakı histon proteinlərinin bağlı yerlərinə tam yapışaraq DNT ipinə zərər vermədən boşaltmasına bənzətmək olar.
• Bu səbəbdən histon proteinləri ilə bərabər histon proteinlərindən DNT-dəki məlumatın oxunmasını təmin edən sistemlərin birgə ən başdan olması zərurətdir.
• Bunun üçün Uca Allah vəzifəli robot molekullar yaratmışdır.
• Aparılan araşdırmalar nəticəsində histon proteinlərinə metil, asetil, fosfat kimi müxtəlif molekulların vəzifəli robot fermentlərlə əlavə olunduğu və çıxarıldığı aşkarlandı. Nəticədə bu proteinlərdə edilən əlavələrlə, əlavə bəzi şifrələr yaradılır və bu şifrələr də başqa fermentlərlə oxunur.
• Məsələn, üstlərinə metil əlavə olunan histonlar, DNT-də istehsal edilməyəcək bölgələri işarələyir.

Bu qədər qüsursuz quruluş açıq bir Yaradılış möcüzəsidir. Təkamülçülər sadəcə bir protein molekulunun necə var olduğunu açıqlamaqla deyil, eyni zamanda bu qüsursuz təşkilatın necə yarandığını da açıqlamaq məcburiyyətindədirlər. Həyatın əmələ gəlməsi üçün lazım olan bütün materiallar təkamülçülərin əlinə verilsə belə, belə mürəkkəb, geniş və çox mərhələli bir təşkilatın öz-özünə əmələ gəlməsi, molekulların belə mükəmməl bir sistem qurması qətiyyən mümkün deyil. Həyatın hər bir detalının üstün bir elm və ağıl sahibi olan Uca Yaradan Allahın əsəri olduğu son dərəcə açıq və qə