Doğa,Evren ve canlılık sırları ve oluşumu

                                                   

Büyük Hadron Çarpıştırıcısı(LHC) şimdiye kadarki en ağır antimadde parçacığının ilk kanıtını buldu.space.com:

 Antimadde parçacığı, hiperhelyum-4 adı verilen devasa bir madde parçacığının ortağıdır ve keşfi, bilim insanlarının, madde ve antimaddenin zamanın başlangıcında eşit miktarda yaratılmış olmasına rağmen, düzenli maddenin evrene neden hakim olduğu gizemini çözmelerine yardımcı olabilir.(Aralık 11,2024)

Bu dengesizliğe"madde-antimadde asimetrisi" denir. Madde parçacıkları ve antimadde parçacıkları temas halinde yok olur ve enerjilerini kozmosa geri verir. Bu, ikisi arasında bir dengesizlik evrenin erken dönemlerinde ortaya çıkmamış olsaydı, kozmosun gerçekten çok daha boş ve daha az ilgi çekici bir yer olabileceği anlamına gelir.(Robert Lea taraf 11.12.2024)

LHC nin gerçekleştirdiği atom düzeyinde ki çarpışma, iki devasa "zıt yönü ve tam simetrik olmayan karadeliklerin çarpışmasıyla" benzerdir. Her iki çarpışmada  madde-anti madde oluşur. "Zıt yönlü ve yüklü tam simetrik olmayan kiral veya kiral olmayan  ikili yapılanma" nedeniyle ,madde çok az bir asimetri farkıyla anti madde yi yok eder. Açığa çıkan sonsuza yakın enerji ve maddemsi materyelden yeni bir Evren bile yaratılabilir.

 Üç yıl önce yazdığım "Zıt yönlü ve yüklü, ikili ayna görüntüsü veya ayna görüntüsünün tersi tam simetrik olmayan kiral(chiral) yapılaşma bir canlı olabilme kuralı olmalı" adlı  makaleyi büyük ölçüde bu keşif destekliyor. Madde oluştuktan sonra da,  kendi içinde yapılanması yine ikili zıt yönlü ve yüklü tam simetrik olmayan ikili  yapılanma"şeklinde devam ediyor.Cansız varlıklarda  ikili  yapılanma vardır fakat asimetri farkı çeşitli ölçülerde olabilir.

Sağ ve sol ellerimiz birbirlerinin ayna görüntüsü şeklinde tam simetrik değil ve kiraldirler.Canlılarda ikili kiral (handed)hafif asimetrik yapılanma "canlılık" oluşumunda gerekli kuralardan biri olmalı.

                                           

Tüm canlıların  sağ ve sol yarıları  zıt yönlü .birbirlerinin ayna görüntüsü şeklinde  ve tam simetrik olmayan bir yapılanma ile tam ortadan birleşerek  canlıların fenotipini oluşturur.

 

Elllik(Handedness) veya kiralite(Chirality)

Ayna görüntüsü, kendisiyle  üst üste çakışmayan(süperpoze olmayan) cisimlere kiral cisimler denilmektedir. Çakışanlara da kiral olmayan(achiral)cisimler yada sistemler olarak nitelenmekte.Kiral cisim ve ayna görüntüsüne "enantiomorf"lar denir.Thalidomit bir şiral moleküldür.Sağ ve sol elli (R-handed ,L-handed) isomerlerini eşit oranda ihtiva eder.Bir isomer sabah bulantılarına iyi gelir fakat diğer izomer aynı yapıda olmasına rağmen kanserojendir ve doğum anamolilerine yol açar.Aralırındaki tek fark sağ elimizle sol elimizdeki fark gibidir.Aynı yapıda olmalarına rağmen çok farklı fonksiyonları vardır.Buna kiralite(chilarity) yada sağ-sol elli'lik(handedness) denilmektedir.

                                                       

                                        

 İnsan ve diğer canlılarda beyin yarım küreleri birbirlerinin ayna görüntüsü şeklinde zıt yönlüdürler(R-L handed)tamsimetrik değildirve fonksiyonlarında farklılık vardır.Sağ beyin vucudun sol yarısını,sol beyin de sağ yarısını yönetir.Beyin ve tüm organların elektiriksel ve kimyasal fonksiyonları bu tür yapılanma ile canlılık işlevlerine yerine getiriyor olmalı.

 

 Hemen hemen tüm canlıların vucudları,tümüyle simetrik olmayan iki vucud yarısının birleşmesinden oluşmakta.Tek hücreliler dışında ,canlıların tümü tam simetrik olmayan ikili kiral yapılanma şeklindedir.Sağ ve sol kol,bacak ve ellerimiz birbirlerinin ayna görüntüsü şekli tam simetrik değildir.Solak olanlarda sol kol,sağ elinin kullananlar da sağ kol güçlüdür ve biraz daha fazla gelişmiştir.

Canlıların en önemli yapıtaşları olan aminosidler, sol elli(L-handed) veya sağ elli (R-handed)  şeklinde oluşmuşlardır.Amino asitlerin meydana getirdiği proteinlerde de ellilik (handedness) vardır. 

Proteinlerin neredeyse tüm amino asit yapı taşları, sağ ve sol el eldivenler gibi birbirlerinin ayna görüntüsü şeklinde  mevcuttur. Canlılar her iki tür aminoasidin doğada eşit derecede olmasına rağmen protein yapımın da sol- elli (L-handed)amino asitleri kullanır.Amino asitlerin canlılarda hep "sol-elli" yapılarına sahip olmasının nedenine dair birkaç teori var, ama kesin bir yanıt hala tam olarak belirlenmiş değil. 

  Protein sentezinde  neden hep "sol-elli  aminoasitler" kullanılıyor?

Bu sorunun kısa cevabı DNA ikili sarmalının Sağ-elli olmasıdır Aynada sağ elimizi sol elimiz gibi görürüz fakat gördüğümüz yine sağ eldir... Basit bir anlatımla sağ ve sol ellerimizi karşı karşıya getirebiliriz fakat üst üste koyamayız.Sağ yönlü veya sağ ele giyilen bir eldiveni yapısını bozmadan hiç bir şekilde sol ele  giyilen eldiven yapamayız.

DNA ve DNA zincirlerinin vucudun sağ ve sol yarılarındaki hücre çekirdeklerinde "birbirlerinin ayna görüntüsünün tersi" yerleştiğinde  veya yerleşebileceği düşünülürse,canlılardaki protein yapımında neden hep sol-elli amino asitlerin kullanıldığını açıklamak kolaylaşmaktadır.

Protein sentezinde kopyalama 180 derecelik açıyla yapılmaktadır. Protein sentezinde daima vucudun sağ ve sol vucud yarılarındaki hücrelerde sağ-elli( R-handed )leading zincirin bir bölgesi kodlanır.Sağ ve sol eldiven örneğinde olduğu gibi ,L-Handed(sol elli)veya R-Handed (sağ-elli)herhangi bir şeyin yapısını 

 bozmadan180 derece döndürüldüğünde,ellilik(handedness)değişmez; yönler zıt yönde  değişir,Sağ, sol olur,sol da sağ yön olur.DNA nın ve zincirlerin vucudun sağ ve sol yarısındaki hücrelerde birbirlerinin ayna görüntüsünün tersi yerleşimi daima  leading zincirin kopyalanmasını sağlar .Vucudun sağ yarısında ki hücrelerde Leading strand(5'-3') yönünde kopyalanırsa,vucudun sol yarısındaki hücrelerde (3'-5')yönünde kopyalanıyor olmalıdır.Sol vucud yarısı tüm canlılarda tıpkı sol el ve ayaklarımız gibi sol yönlüdür.Vucudun sağ yarısındaki herşey yine sağ yönlüdür.DNA ve zincirlerin vucudun her iki yarısında "birbirlerinin ayna görüntüsünün tersi yerleşimi"sağ ve sol vucud yarılarını oluşturup  tam ortada birleştirerek, bilinen canlı yapısını sağlıyor

  DNA ve zincirlerinin sağ ve sol vucud yarılarındaki  hücre  çekirdeklerinde "birbirlerinin ayna görüntüsünün tersi"yapılanması bir doğa ve canlılık sırrı olmalıdır.

                                                             

 Sağ-elli DNA ve zincirleri hücre çekirdeklerinde birbirlerinin ayna görüntüsünün tersi konumunda yerleşmiştir ve ayrıca  ikili sarmaldan oluşan DNA da bir bütün olarak sağ ve sol vucud yarısındaki hücrelerde de birbirlerinin ayna görüntüsünün tersi konumunda yapılanmış olmalıdır.

Resimdeki  mavi ve kırmızı renkte gösterilen el veya eldivenlerin hepsi sağ-elli eldivendir.Bir şeyi 180 derece döndürürseniz sağ yön -sol yön olur veya tersi sol ,sağ olur.Sağ yönlü (R-Handed)bir eldiveni yapısını veya şeklini bozmadan asla sol elli yapamazsınız.Kırmızı eldiven mavi eldivenin ,mavı eldivende kırmızı eldivenin 180 derece dönmüş konumudur.Tüm eldivenlerin baş parmakları sağ yönü gösteriyor yani sağ elli(R-handed) yapıdadır.Resimdeki elleri veya eldivenleri  DNA kabul edersek,DNA ikili sarmalı vucudun sağ ve sol yarısındaki hücre çekirdeklerinde sağ-elli yapılanmıştır. Başka şekilde konumlanmasıda mümkün değildir. 

Leading (5'-3')ve lagging (3'-5')zincirleri de hücre içinde birbirlerinin ayna görüntüsünün tersi şeklinde ,vucudun diğer yarısındaki hücre çekirdeklerinde DNA da olduğu gibi birbirlerinin ayna görüntüsünün tersi konumunda yerleşmiştir.

Aslında şekilde gösterildiği gibi mavı ve kırmızı zincirler bütün eldivenlerin sağ-elli olması gibi sağ ellidir ve yönleri zıt yönde  değişmiş fakat elli (handed)yapıları bozulmamıştır.Aynada sağ elimizi sol elimiz olarak görürüz fakat aslında gördüğümüz sağ eldir.   

Protein sentezinde daima leading zincir kopyalanır.Her iki vucud yarısındaki hücre çekirdeklerinde Leading strand ve lagging strand in birbirlerin ayna görüntüsünün tersi yerleşimi protein sentezinde daima Leading zincirin kopyalanmasını sağlar .Sağ elli leading zincirin 180 derecelik açıyla kopyalanması  sonucu doğal olarak Sol elli(L-handed)olmaktadır.

                                

             

Zıt yönlü ve kiral ayna görüntüsü hafif asimetrik ikilik temel bir canlı olabilme kanunu olmalı. DNA zincirlerinin vucudun sağ ve sol yarılarındaki hücrelerde birbirlerinin ayna görüntüsünün tersi şeklinde yerleşimi nedeniyle canlılarda fenotip, her iki vucud yarısının birbirlerinin ayna görüntüsü şeklinde tam simetrik olmayan ikili kiral(chiral)birleşik yapılanma şeklinde meydana gelmiş olmalıdır.

                                                  

Figure 2: New DNA is synthesized from deoxyribonucleoside triphosphates (dNTPs).

(A) A deoxyribonucleoside triphosphate (dNTP). (B) During DNA replication, the 3'-OH group of the last nucleotide on the new strand attacks the 5'-phosphate group of the incoming dNTP. Two phosphates are cleaved off. (C) A phosphodiester bond forms between the two nucleotides, and phosphate ions are released.

© 2014 Nature Education Adapted from Pierce, Benjamin. Genetics: A Conceptual Approach, 2nd ed. All rights reserved. 

 

DNA Polymerase Only Moves in One Direction

After a primer is synthesized on a strand of DNA and the DNA strands unwind, synthesis and elongation can proceed in only one direction. As previously mentioned, DNA polymerase can only add to the 3' end, so the 5' end of the primer remains unaltered. Consequently, synthesis proceeds immediately only along the so-called leading strand. This immediate replication is known as continuous replication. The other strand (in the 5' direction from the primer) is called the lagging strand, and replication along it is called discontinuous replication. The double helix has to unwind a bit before the synthesis of another primer can be initiated further up on the lagging strand. Synthesis can then occur from the 3' end of that new primer. Next, the double helix unwinds a bit more, and another spurt of replication proceeds. As a result, replication along the lagging strand can only proceed in short, discontinuous spurts (Figure 3).

DNA Polimeraz Sadece Tek Bir Yönde Hareket Eder

Bir primer DNA ipliğinde sentezlendikten ve DNA iplikleri çözüldükten sonra, sentez ve uzama sadece tek bir yönde ilerleyebilir. Daha önce belirtildiği gibi, DNA polimeraz sadece 3' ucuna ekleme yapabilir, bu nedenle primerin 5' ucu değişmeden kalır. Sonuç olarak, sentez sadece sözde öncü iplik boyunca hemen ilerler. Bu anında çoğalmaya sürekli çoğalma denir. Diğer iplik (primerden 5' yönünde) gecikmeli iplik olarak adlandırılır ve bu iplik boyunca çoğalmaya kesikli çoğalma denir. Çift sarmal, gecikmeli iplikte daha yukarıda başka bir primerin sentezi başlatılmadan önce biraz çözülmelidir. Daha sonra sentez, bu yeni primerin 3' ucundan meydana gelebilir. Sonra, çift sarmal biraz daha çözülür ve başka bir çoğalma atağı ilerler. Sonuç olarak, gecikmeli iplik boyunca çoğalma sadece kısa, kesikli ataklar halinde ilerleyebilir (Şekil 3).

                                                       

                       Figure 3: Replication of the leading DNA strand is continuous, while replication along the lagging strand is discontinuous.

After a short length of the DNA has been unwound, synthesis must proceed in the 5' to 3' direction; that is, in the direction opposite that of the unwinding.

© 2014 Nature Education Adapted from Pierce, Benjamin. Genetics: A Conceptual Approach, 2nd ed. All rights reserved. 

Figure Detail

The fragments of newly synthesized DNA along the lagging strand are called Okazaki fragments, named in honor of their discoverer, Japanese molecular biologist Reiji Okazaki. Okazaki and his colleagues made their discovery by conducting what is known as a pulse-chase experiment, which involved exposing replicating DNA to a short "pulse" of isotope-labeled nucleotides and then varying the length of time that the cells would be exposed to nonlabeled nucleotides. This later period is called the "chase" (Okazaki et al., 1968). The labeled nucleotides were incorporated into growing DNA molecules only during the initial few seconds of the pulse; thereafter, only nonlabeled nucleotides were incorporated during the chase. The scientists then centrifuged the newly synthesized DNA and observed that the shorter chases resulted in most of the radioactivity appearing in "slow" DNA. The sedimentation rate was determined by size: smaller fragments precipitated more slowly than larger fragments because of their lighter weight. As the investigators increased the length of the chases, radioactivity in the "fast" DNA increased with little or no increase of radioactivity in the slow DNA. The researchers correctly interpreted these observations to mean that, with short chases, only very small fragments of DNA were being synthesized along the lagging strand. As the chases increased in length, giving DNA more time to replicate, the lagging strand fragments started integrating into longer, heavier, more rapidly sedimenting DNA strands. Today, scientists know that the Okazaki fragments of bacterial DNA are typically between 1,000 and 2,000 nucleotides long, whereas in eukaryotic cells, they are only about 100 to 200 nucleotides long.

Transcription

RNA synthesis is similar to DNA synthesis. In both cases a polymerase catalyzes the assembly of nucleotides into a complementary strand of the template DNA. Both processes use nucleoside triphosphate with the logical differences required by the different nucleotide composition of RNA. The chain formed replicates the information contained in the piece of DNA used as a template.

As RNA is synthesized on a DNA chain, the transcription is said to be asymmetric. The template DNA strand on which the complementary RNA is assembled is called “antisense.” The other DNA strand, not transcribed, has the same sequence (with T instead of U) as the synthesized RNA, this is the “sense” or “coding” strand. Nucleotide binding is catalyzed by DNA-dependent RNA polymerases, which require the presence of a DNA template to synthesize RNA.

All RNA molecules are generated in the nucleus; after synthesized, they are directed to the cell cytosol where they will perform their function.

Transkripsiyon

RNA sentezi, DNA sentezine benzer. Her iki durumda da bir polimeraz, nükleotidlerin şablon DNA'nın tamamlayıcı bir ipliğine birleşmesini katalize eder. Her iki işlem de RNA'nın farklı nükleotid kompozisyonunun gerektirdiği mantıksal farklılıklarla nükleozid trifosfat kullanır. Oluşan zincir, şablon olarak kullanılan DNA parçasında bulunan bilgileri kopyalar

RNA bir DNA zincirinde sentezlendiğinden, transkripsiyonun asimetrik olduğu söylenir. Tamamlayıcı RNA'nın birleştirildiği şablon DNA ipliğine "antisens" denir. Transkripsiyona uğramayan diğer DNA ipliği, sentezlenen RNA ile aynı diziye (U yerine T ile) sahiptir, bu "sens" veya "kodlama" ipliğidir. Nükleotid bağlanması, RNA sentezlemek için bir DNA şablonunun varlığını gerektiren DNA'ya bağımlı RNA polimerazları tarafından katalize edilir

Tüm RNA molekülleri çekirdekte üretilir; sentezlendikten sonra, işlevlerini yerine getirecekleri hücre sitosolüne yönlendirilirler.