Moleküler Biyolojide Yeni Paradigma Değişimi

Moleküler Biyolojide Yeni Paradigma Değişimi

Eski Paradigma
Bilimsel devrimleri inceleyen Thomas Kuhn, bir paradigma değişimini şu şekilde tanımlar:

1. Daha önceki teorilerin ötesine geçen, yeni bir anlayış geliştiren bir teori.
2. Çözülmesi gereken birçok yeni sorunu ortaya koyan, açık uçlu bir teori.

Uzun yıllar boyunca biyolojideki temel paradigma, Jim Watson'ın 1965'te yazdığı The Molecular Biology of the Gene kitabında açıklanan merkezi dogma ile özetlendi:
DNA → RNA → Protein → Fenotip

Bu dogmaya göre, genetik bir değişiklik (DNA'daki tek bir harfin değişimi) bir proteinin yapısını ve dolayısıyla organizmanın fenotipini değiştirir. Örneğin, orak hücre anemisi bu modele uyar. Ancak bu paradigma, artık biyolojik gerçekliğin sadece özel bir durumu olarak kabul ediliyor.

Anomaliler ve Yeni Paradigma
Son 20 yılda, genom dizilimi sayesinde şunlar keşfedildi:

• İnsan DNA'sının sadece %2'si protein kodluyor; buna karşın %90'dan fazlası "kodlamayan" bölgelerden oluşuyor. Bu, Gregor Mendel'in tanımladığı özelliklerin çoğunun, proteinlerdeki değişikliklerden değil, kodlamayan DNA bölgelerinden kaynaklandığını gösteriyor.
• İnsan genomunun %70'i RNA'ya kopyalanıyor, ancak bu RNA'ların çoğu protein üretimiyle ilgili değil. Eskiden "çöp DNA" olarak adlandırılan bu bölgeler, artık biyolojik kontrol süreçlerinde kritik bir rol oynuyor.
• Basit organizmalar (ör. bakteriler), karmaşık organizmalardaki proteinlerin çoğuna sahiptir. Ancak karmaşıklık, proteinlerden ziyade bu proteinlerin nasıl ve ne zaman kullanıldığını belirleyen RNA ve düzenleyici bölgelerle ilişkilidir.

Yeni paradigma, DNA ve RNA'ya eşit önem vererek biyolojiyi yeniden tanımlıyor:
DNA ↔ RNA → Kontrol → Protein → Fenotip

Bu model, RNA'nın protein üretimini ne zaman, nerede ve hangi miktarda gerçekleştirdiğini kontrol ettiğini vurgular. Ayrıca RNA, DNA'yı düzenleyerek genetik bilgi akışını etkileyebilir.

Analojik Açıklama
Bu süreci Lego setleriyle açıklayabiliriz:

• Plastik parçalar proteinleri, talimatlar ise düzenleyici RNA'ları temsil eder.
• Aynı parçalardan farklı yapılar oluşturabilirsiniz. Talimatlardaki bir hata, yapının bozulmasına neden olur.

Sonuç
DNA/RNA Dogması, biyolojide bir paradigma değişimini temsil eder. Tıpkı Newton fiziğinin kuantum teorisi ile tamamlanması gibi, bu yeni teori de karmaşık organizmaların biyolojisini daha iyi anlamamızı sağlar.

RNA'nın öneminin halk tarafından da anlaşılması, COVID-19 RNA aşıları sayesinde hızlanmıştır. Bu yeni paradigma, gen terapisi, gen düzenleme ve kanser tedavilerinde yeni ufuklar açmaktadır.