HÜCRE VE DNA KEŞFİ

Ünlü Alman patolog Rudolf Virchow dikkatleri hücreler üstüne çeken ilk bilim insanları arasındadır. İltihaplı bölgeden alınan hastalıklı hücrelerin kendiliklerinden var olmadığını, kan dolaşımındaki sağlıklı beyaz kan hücrelerinden türediğini iddia etti. Virchow hücrelerle ilgili çalışmalara odaklanırken, hücre çekirdeğinin kalıtımsal bilgiler içerdiğini öne süren 1866’da Ernst Haeckel oldu.

İltihaptan hücreye
1868 yılında, genç bir hekim olan Friedrich Miescher, her cerrahi yaranın bandajında bulunan iltihabın hücreleri bulmak için güzel bir kaynak olduğunu düşündü.
Bir bandajdaki beyaz kan hücrelerini yıkadığı sırada, alkalik çözeltinin, hücre çekirdeğini şişirip patlattığını ve çözeltide yeni bir kimyasal şekil oluşturduğunu gördü. İrin içindeki beyaz kan hücrelerinde proteinlerden ayrı olarak asit karakterde bazı maddelerin de varlığını ortaya koydu ve bir yıl geçmeden, bu keşfettiği yeni kimyasalın, birçok dokudaki hücre çekirdeğinde olduğu gibi maya mantarında da bulunabileceğini öne sürdü.
Bu kimyasala, hücre çekirdeğinde keşfedildiğinden dolayı çekirdek asidi anlamına gelen ‘nükleik’ adını vererek, bu nükleiklerin, karbon, hidrojen, oksijen, nitrojen ve fosfor elementlerinden oluştuğunu belirtti.
Zoolog Oscar Hertwig, bu nükleik asidin, kalıtımın aktarılmasından sorumlu kimyasal olduğunu 1884 yılında öne sürse de, nükleik asitlerin karmaşık yapısı yıllar sonra anlaşıldı. 1909’daysa Rockefeller Tıbbi Araştırmalar Enstitüsü’nden, Phoebus Levene’in başkanlığındaki bir grup, nükleik asitlerin yapısında pentoz şekerin bulunduğunu açıkladı.

Modern tıbba doğru
Nükleik asidin 1871’de keşfine rağmen, Oswald Theodore Avery ile genç meslektaşları Colin Mcleod ve Maclyn McCarty, DNA’nın, genlerin özünü oluşturan kalıtımsal bir madde olduğunu 1944 yılında öne sürene kadar DNA pek önemsenmiyordu. Avery, bu fikri öne sürdüğünde 67 yaşında ve Rockefeller Ensitüsü’den emekli olmuş bir profesördü.
1866 yılında sperm hücresinin, hareketli bir çekirdekten öte olduğu anlaşılmıştı. Alman zoolog ve felsefeci Ernst Haeckel, kalıtımsal bilgiyi taşıyan maddenin hücrelerin çekirdeklerinde bulunduğunu öne süren fikrini Charles Darwin’le paylaşmıştı. 1880’lere gelindiğinde ise yumurtanın bir sperm tarafından delinip içeride iki hücrenin çekirdeklerinin eriyerek yeni bir çekirdek oluşturduğu mikroskopla incelendi ve betimlendi. Yani DNA’nın keşfinden çok kısa süre sonra spermlerin bir miktar basit protein ve daha çok DNA içerdikleri anlaşıldı. Ancak kalıtımsal bilgileri taşıyanların proteinler olduğu fikri hakimdi.

DNA yapısının ortaya çıkması
1953 yılında James Watson ve Francis Crick, Cavendish Laboratuvarı’nda “Bulduk, bulduk!” demeden önce, genetik biliminden stereokimyaya, biyoloji, kimya ve doğa bilimlerini bütün şekilde anlamaları gerekiyordu. Bu tarihten itibarense makro-moleküler yapılar biyolojinin kalbi oldu.
Bu gelişmeden sadece birkaç yıl önce, devrimci kimyager Linus Pauling orak hücreli anemilerdeki tüm hastalık belirtilerinin, hemoglabin dizilişindeki bir amino asidin diğerinin yerine geçmesiyle ortaya çıktığını keşfetmiştir.
James Watson, Pauling’in, alfa sarmal protein yapısını keşfetmesiyle, makro-moleküllerdeki hidrojen bağları hakkındaki fikirleriyle, moleküler modelleri kullanmasıyla onun düşünce sisteminin özünü çoktan kavramıştı. Onun buluşları, DNA bilmecesini çözmede başka bilginlere temel oluşturmuştur.
O tarihlerde Watson, tütün mozaik virüsü ve bakteriyofajlar üzerinde çalışmaları olan bir biyologtu. Onun gibi Maurice Wilkins de II. Dünya Savaşı sırasında atom bombası projesi üzerinde çalışmış, sonra diğer birçok bilim insanı gibi çalışmalarını biyoloji alanında sürdürmüştür. Fizik alanında geçmişi olan Crick ise önceki çalışmalarında proteinlerin sapmasını x-ışını verileriyle inceleyerek, Pauling’le nerdeyse aynı zamanda alfa-sarmal protein yapısını keşfetmiştir.

Üç boyutlu model
DNA araştırmacısı Rosalind Franklin’in, Wilkins’in laboratuvarında yaptığı çalışmalarda, Erwin Chargaff’ın kritik kimyasal bileşim verileriyle, DNA molekülünün açılarını ve şeklini ortaya çıkaran x-ışınını kullanarak sapmaları bulması da, DNA molekülünün üç boyutlu modelini çıkarma yolunda önemli adımlardan biridir. Chargaff, polinükleotid zincir boyunca bazların dizilişinin karmaşık olduğunu ve değişken DNA’larda bu baz bileşiminin de değiştiğini söylerken, adenin ve timin gruplarının, daima birbirine eşit sayıda olduklarını keşfetmiştir.

YARIN: KÖK HÜCRE VE YENiLEYiCi TIP