Vücut içindeki fosfor oranı azaldığında alarm veren sistem nasıl çalışır?
Bu alarmın ardından vücutta ne gibi önlemler alınır?
Bir yapı veya eserdeki harikalığı anlayabilmek ve takdir edebilmek için, çoğu zaman o yapı veya eser hakkında detaylı bilgi edinmek, onun hakkında düşünmek gerekir.
Birçok harika özelliğe sahip olan insan vücudu için de aynı durum söz konusudur. İnsan eğer detayları öğrenmez ve bunlar üzerinde düşünmezse, her an iç içe yaşadığı mucizelerin farkına varamaz. Oysa karşıdan gelen arabanın kendisine çarpacağını zannedip korktuğunda, gribe yakalandığında, kan basıncı yükseldiğinde ya da bir arkadaşı ile karşılaşıp selamlaştığında, her insanın vücudunda olağanüstü olaylar gerçekleşir. Saniyeler, hatta saniseler içinde gözle görülemeyecek kadar küçük moleküller, insanın içinde arı gibi çalışarak, insanın kendisinin anlamakta dahi güçlük çekeceği kadar kompleks olan ve çok fazla bilgi ve uzmanlık gerektiren işler yaparlar. Vücudumuzda bulunan çok değerli bir hammadde de hücrelerimiz içinde böyle muazzam bir görev üstlenmiştir. Bu hammadde fosfordur. Hücrede fosforun bulunması, ortamdan sökülüp alınması, hücreye taşınması, işlenmesi ve depo edilmesi için hayranlık uyandıran çok çeşitli sistemler yaratılmıştır. Bu sistemlerin her biri canlılığın devamı için zorunludur.
Fosforun Vücut İçindeki Görevleri
Canlıların kuru ağırlığının yüzde üçünü oluşturan fosfor, hücrenin hayati işlemlerinin görülmesinde çok önemli görevlere sahiptir. Fosfor:
* Hücremizin bilgi bankası olan DNA’nın ve RNA’nın temel yapıtaşıdır.
* Yağlarda, proteinlerde ve şekerlerde bulunur.
* Hücrenin bütün enerji döngüsü bu maddeye dayanır.
* Zarların ve bilgiyi oluşturan harflerin üretiminde rol alır.
* Fotosentezde, solunumda ve pek çok enzimin kontrolünde kullanılır.
* Fosforun hücreye katılımı ve kullanımı, son derece detaylı süreçlerle kontrol altına alınmıştır.
* Sayısız enzim, fosforu hücre için gerekli bileşikleri yapabilmesi için kontrollü olarak diğer atomlarla birleştirir.
Depo Edilen Fosfor
İnsanlar gerekli gördükleri malzemeleri hızla temin için yakınlarında depo tutup orada önemli malzemeleri bulundururlar. Bakterilerde de buna benzer bir sistem fosfor için kullanılır. Fosforun %85 kadarı, kemikte fosfat zincirleri halinde depo edilir. (Fosfor) Bakterilerde bu depo, ihtiyaç halinde kullanılır. Ancak fosfat zinciri sadece bir depo molekülü de değildir. Bilim adamları fosfat zincirinin hücre içinde çeşitli kontrol olaylarında hayati bir rolünün olduğunu keşfetmişlerdir.
Fosfat İçin Özel Kapılar
Fosfor doğada daha çok katı halde bulunur. Bunların canlılar alemine katılımı bakteriler ve bitkiler kanalıyla olur. Canlıların ölümüyle beraber onlardan arta kalan yapılar, bakteriler tarafından tekrar kullanılabilir hale getirilir. Bu sayede fosfor bir döngü halinde doğada dolaşır.
Bakterilerde fosfatın hücre içine alımı için özel kapılar yaratılmıştır. Üstelik bu kapılar, farklı ihtiyaç durumlarına göre farklı özelliklerle düzenlenmiştir. E.Coli adlı bakteride yapılan araştırmalar, ortamda fazla miktarda fosfat bulunduğunda bakterinin PitA adlı bir sistemle alındığını ortaya koymuştur. Pek çok bakteride ise fosfat miktarında azalma olduğunda pstSCAB adlı ikinci bir sistem devreye girer.
Fosfatın Temini Kontrol Altına Alınmıştır
Günümüzde alarm sistemleri, yüksek teknoloji ile donatılmış ev ve işyerlerinde kullanılır. Bu sistemler ortamdaki çeşitli sıcaklık, oksijen, ısı gibi fiziksel değerleri ölçer ve değerlerin az veya çok olmasına göre gerekli önlemleri hizmete sokarlar. Bu gibi sistemlerin üretimi için uzman mühendisler ve işçiler çalışır. Yüksek teknolojik cihazlar ve yazılımlarla istenen sonuç elde edilir. Bakteriler de bu türden sayısız sistemle donatılmışlardır. Üstelik bu işte görevli enzimler öyle şuurlu hareket ederler ki, sanki mükemmel eğitim almış işçiler gibi görevlerini eksiksiz yerine getirirler.
Bakteride fosfat miktarı belli bir seviyenin altına düştüğünde alarm zilleri çalmaya başlar. Muazzam bir sistem, acil önlem mekanizmasını devreye sokar. Bunun için pek çok gen elele verip işbirliği içinde hücrenin maruz kaldığı tehlikeyi gidermeye çalışır.
Alarm Sistemi Nasıl Çalışıyor?
Binalarda yangın çıktığında devreye giren yangın alarmlarına benzer bir mantıkla fosfat miktarı belli bir oranın altına düştüğünde hücrede özel bir molekül alarm durumuna geçer. PhoR adlı bu protein, bu önemli bilgiyi ikinci bir proteine iletir. Tehlikeden haberdar gibi hareket eden PhoB adlı protein, acil önlemleri devreye sokar. Bunun için DNA’da çeşitli genlerin üretimini artırır ya da durdurur. Bu derece şuur gerektiren işleri moleküllerin gerçekleştiremeyeceği, her insanın kabul edeceği bir gerçektir.
Fosfor Azlığına Karşı Ne Tür Önlemler Alınır?
• Şekil Değiştirme Mucizesi
Fosforun azaldığı durumlarla baş edebilmek için bakteriler öyle muazzam önlemler alırlar ki, bunların teki bile tesadüflere inanan evrim teorisinin ne kadar çürük bir teori olduğunu göstermek için yeterlidir. Kimi bakteriler fosfat azlığı ile beraber şekillerini değiştirirler. Bu sayede yüzeyleri ile hacimleri arasındaki oranı dış dünya ile daha çok temasa geçecek hale getirmiş olurlar. Böylelikle daha kolay bir şekilde fosfat temin ederler.
• Farklı Materyal Kullanımı
Üretim sistemindeki şuurlu değişiklik bir başka zekice yöntemdir. Hücre duvarında bulunan fosfatça zengin bileşikler, içinde fosfat bulunmayan alternatif malzemelerle değiştirilirler. (a.g.e) Bu yöntemi bir bakterinin uyguluyor olması ve bunu mükemmel bir şekilde yapması hayranlık uyandırıcıdır.
• Ortama Salınan Özel Kimyasallar
Bazı bakteriler de fosfat miktarı azaldığında ortama kimi kimyasallar salar. Bu kimyasallar ortamdaki bileşiklerden fosfatın sökülerek alınmasına yardımcı olurlar.
• Fosfat Kapısı Üretiminin Artırılışı
Ortamdaki fosfat miktarı azaldığında vücut içinde alınan önlemlerden biri de, fosfatın girdiği kapıların üretiminin artırılmasıdır. Bu, fosfatın daha kolay bir şekilde hücreye girmesini sağlar.
Sonuç:
Bakteri ile ilgili yapılan araştırmalar fosfat miktarının azaldığı durumlarda 400 kadar genin aktif hale geçtiğini gösterir.(Lamarche MG, Wanner BL, Crépin S, Harel J., The phosphate regulon and bacterial virulence: a regulatory network connecting phosphate homeostasis and pathogenesis., FEMS microbiology reviews, Vol. 32, No. 3. (May 2008), pp. 464) Bilim adamları bunun bakteri geninin %10’u kadar olduğunu hesap etmektedirler. Sistemin pek çok detayı halen bilinmemektedir.
Fosfor temini sistemi, canlıların kademe kademe gelişmesinin mümkün olmadığını ortaya koyan örneklerden biridir. Sistemin tek bir geninde dahi meydana gelen hata, sistemin görevini tam olarak yapmasını engeller. Böyle bir canlı gelişmez, aksine ölür. Bu tür sistemlerin nasıl çalıştığının bulunması da zaten daha çok bu prensibe dayanır. Mükemmel çalışan sistemde ilgili genler mutasyona uğratılır ve bunun neticesinde meydana gelen ölüm ve arızalardan ilgili genin ne işe yaradığı tespit edilir. Yazıda örneğini gördüğümüz kritik parçaların tekinde bile oluşacak eksiklik canlının ölümüne sebep olur. Diğer ortam şartları gibi fosfat yokluğunda da canlılık ölümle neticelenir.
DNA Üzerindeki Fosfatın Önemi
Fosfatlar, DNA üzerindeki nükleotid bazları (DNA’daki bilgiyi oluşturan moleküller) bir arada tutarlar. Çünkü DNA sarmalı su içeren bir ortamda işlev yapar ve su da fosfatlar ile şekerler arasındaki bağları parçalar. Bu bakımdan DNA üzerindeki fosfat gruplarının eksi yüklü olması hem bir avantaj hem de bir gerekliliktir. Bu eksi yük sayesinde DNA’nın bulunduğu sulu ortamda parçalanma ihtimali engellenmiş olur.
Fosfattan başka hangi bileşik bir yandan kimyasal bağ kurup, bir yandan da eksi yüklü kalmayı başarabilir diye sorulacak olursa, çeşitli ihtimaller vardır. Ancak bunların hiçbiri genetik bilgiyi oluşturma özelliğini fosfat gibi gerçekleştiremez. Örneğin silisik asit ve arsenik esterler suda hızla parçalanırlar; sitrik asit ise suda daha yavaş parçalansa da, molekülün geometrisini sağlayacak kararlılıkta değildir.
Dolayısıyla fosfatın kendine has özellikleri olmasaydı, DNA çifte sarmalı olmayacak, kendini kopyalayabilen bu biyokimyasal sistem kurulamayacak ve canlılıktan söz etmek mümkün olmayacaktı. Ünlü kimya profesörü Frank Henry Westheimer bu özel durumla ilgili “tüm bu koşullar ancak fosforik asit ile karşılanabilir ve görünürde başka bir alternatif de yoktur.” (a.g.e.) demektedir.
Fosfor yaşam için son derece önemli ve olağanüstü faydalı bir elementtir. Hücredeki bilgi bankasının temel yapıtaşlarındandır. Aynı zamanda fosfor hücrede enerjinin saklanması için kullanılan paketçiğin temel üyesidir.
Fosfor ATP molekülünde hayati öneme sahiptir. ATP molekülü vücutta tıpkı bir pil gibi çalışır. Üretilen enerji bu molekülle taşınır. İhtiyaç duyulan kimyasal işlemler, ATP’de saklı enerjiden sağlanır.
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder