Dünyamızın gerçek hükümdarları olan mikroorganizmaların acımasız savaşı hemen yanı başımızda olurken, biz her şeyden habersiz gündelik işlerimizin peşinde koşuyoruz.
Amip, protista, bakteri, mantar ve arkeler… Mikrohabitatları oluşturan bu canlıların her biri, kendi içlerinde ya da birbirleriyle rekabet içerisindeler. Ve gelelim her şeyi, herkesi avlayan virüslerin vahşetine. Komik olansa bu virüsler büyük olasılıkla ‘yaşamıyor’ bile. ”Büyük olasılıkla” tabirini kullanmamızın sebebi ise, bilim dünyasında bu konunun hâlâ daha tartışmalı olması.
Virüslerden çevremizde bolca var ve miniminicik olmalarına rağmen her gün trilyonlarca canlıyı enfekte ediyorlar. Bu virüsler, diğer canlılar gibi besin rekabetinde ya da arayışında da değiller üstelik. Sadece hükümdarlık kurabilecekleri yeni ‘canlılarla’ ilgileniyorlar. Yani en azından biz böyle düşünüyorduk. Ancak son araştırmalarla görüldü ki, aslında dünyanın farklı noktalarında ölü ve diri arasındaki o ince çizgiyi bulanıklaştıran devasa virüsler varmış. Ve şaşırtıcı bir şekilde bu dev virüsleri avlayan başka virüsler de var! Ne mutlu bize bu savaşta yalnız değiliz.
Şimdi gelelim virüs dediğimiz şeyin ne olduğuna ve sözde bu ‘ölü’ virüslerin nereden geldiklerine
Hücrelerimizden, hatta bakterilerden bile daha küçük, içerisinde bir miktar kalıtım materyali ve tercihe bağlı biraz da ptotein bulunduran, metabolizmasız ve kendi kendine yetemeyen kabuktan başka bir şey değiller aslında bu virüsler. Enfekte edecek yeni kurbanlar bulma umuduyla ordan oraya amaçsızca süzülüyorlar. Her ne kadar tartışmalı bir konu olsa da, virüslere genel olarak canlı gözüyle bakılmadığından yazımızın ileriki bölümlerinde bunlara ‘şey’ olarak hitap edebiliriz. Şaşırmayınız 🙂
Evet, bu ‘şeyler’ o kadar basitler ki, bilim insanları onları canlı olarak kategorilendirmek istemiyor. Birçok bilim insanı virüsler için yeni bir bölüm açılması gerektiğini savunuyorlar. Virologlar, virüsleri farklı snıflandırmalara ayırıp, kendi içlerinde sistematikler düzenliyorlar. Bunu da Baltimor sınıflandırması ve UVTK sınıflandırması olarak iki ana sistem şeklinde birlikte kullanıyorlar.
Kökenlerine gelecek olursak eğer, açıkçası bu da tartışmalı bir konu. Neden mi? Şöyle düşünün, ilk başta yaşamak için konak bir canlıya ihtiyaç duyan bu ‘şey’ nasıl olur da ortaya çıkmış olabilir? Konuyla ilgili pek çok görüş var aslında. Mesela bazıları virüslerin, yaşamın oluşabilmesindeki kilit parçalar olduklarını belki de kendi kopyalarını üretmekte çok başarılı olan hücrelerden kaçan DNA parçaları olduklarını düşünüyorlar. Bazıları da tüm işlerini başkalarına yaptıran parazitlerden başka bir şey olmadıklarını iddia ediyorlar. Kim bilir? Belki de ikisi de doğrudur ya da bambaşka bir orijinleri vardır.
Kesin olmamakla beraber şu anda genel olarak kabul gören düşünce ise virüslerin, yaşamın gelişimi sırasında tek değil birden fazla kökene sahip olduğu. Kabul gören gerçek ise, dünyamızdaki en başarılı ‘şey’ oldukları. Dünyamızda tahmini olarak 10 x 1030 tane virüs bulunuyor. Elimizde 31 basamaklı bir sayı var. Hayali bile zorluyor. Tüm bu virüsler büyülü bir şekilde yan yana dizilecek olsalardı ne olurdu biliyor musunuz? 100 milyon ışık yılı uzunluğunda bir ipimiz olurdu. Pek de anlamlı olmayan ancak açıklayıcı olacağını düşündüğüm başka bir tabir kullanırsak eğer, yan yana 500 tane samanyolu galaksisi uzunluğunda olurdu diyebiliriz. Gerçekten çok açıklayıcı (!)
Dev virüsler mi?
Zaten garip olan bu virüsler son yıllarda iyice garipleştiler. Neden mi? Çünkü şimdi de devasa virüsler keşfettik. Bunlara da ”Girus” diyoruz. Rekorları yeniden yazdıkları yetmezmiş gibi bir de onlar hakkında bildiğimiz hemen her şeyi sorgulamamıza sebep oluyorlar. Bu girusler aynı zamanda kendi parazitleriyle paket halinde geliyor. Pratikte asla mantıklı olmayan bir durum bu. Çünkü ”Virofaj” olarak adlandırılan bu virüsler girsuleri avlıyorlar.
Bu devlerin ilk keşfi 2003’te olmuş ve şimdiye kadar okyanuslarda, içme sularımızda, domuzların sindirim sistemlerinde ve hatta insan ağzında bile gözlemlenmişler. Sandığımızın aksine çok daha garipler ayrıca. İlk olarak bazıları inanılmaz komik görünüyor. Ya tüylü geometirk cisimlere ya da başında tüyler olan salatalık turşularına benziyorlar.
Görüldüğü üzere bilinen virüslerden kat ve kat daha büyük olan bu devleri şimdiye kadar gözden nasıl kaçırdığımızı anlamak pek de zor değil sanki. Her şeyden habersiz tatlı bir bilim insanı mikroskobunda bunları görünce gayet anlaşılır bir şekilde bakteri sanmış olabilir. Bir anda fil büyüklüğünde ördekler keşfettiğinizi düşünsenize.
Şimdiye kadar bulunan girüsler ya amipleri ya da diğer tek hücreli canlıları avlıyorlar. Bir konak bulduklarında, konağın zarına yapışıyor ve doğal yollarla hücre içine giriyorlar. Diğer virüsler gibi onların da amacı konağı kullanarak kendilerini çoğaltmak. Girus, saldırı proteinlerini ve kalıtım materyalini hücre içine salarak kaleyi içten fethediyor ve hücreyi yeniden programlıyor. Hücrenin metabolitesini kendine göre düzenleyerek ”Viroplazma” denilen bir fabrika oluşturuyor. Hatta bazılarının kendilerini, konağın defans mekanizmasından koruyacak kapsül denen kalkanları bile var. Bu fabrika, içi yeni üretilen girsulerle dolup taşıncaya kadar çalışmaya devam ediyor. Sonrasında ise bu saygısız kendi üreme fabrikasına çevirdiği hücreyi patlatarak yeni kurbanlar arama peşine düşüyor. Ancak sorun şu, artık bu girüsün arkasında koca bir ordu var.
Girüsleri bu denli ilgi çekici kılan tek şey boyutları değil. Aynı zamanda bildiğimiz vürüslere kıyasla inanılmaz derece kompleksler. Genel olarak sağlıklı bir insanda 20000 gen bulunuyor. Bakterilerde bu sayı 7500’e düşüyor. Koronavirüs 15 gene sahipken, HIV ve influenza virüsleri 10’ar gene sahip. Gen sayıları her ne kadar komplekslik bildirmese de -bir domateste gen sayısı 35000’e kadar çıkabiliyor çünkü- genel olarak bir virüste 30’u geçen gen sayılarına ulaşmak zor. Ancak girüslerde yüzlerce hatta binlerce gen bulunabiliyor. Yalnızca bu sayının büyüklüğü değil aynı zamanda sayıya dahil olan genlerin işlevleri de oldukça özel.
Şimdiye kadar virüslerin, konaklarının defans mekanizmalarını haklamaya yetecek kadar ekstra içerik taşıdığını sanıyorduk. Ancak birçok girüs geni tam anlamıyla eşsiz, ve bu onları çok daha gizemli kılıyor. Daha da kafa karıştırıcı olan bir durum var, bu da girüslerin sahip olduğu genlerin büyük bir bölümünün, yaşayan canlıların damgası şeklinde olması. Yani yaşayan canlıların genomlarındaki genlerle oldukça benzerlik gösteren bir genoma sahip bu girüsler. Ve benzer olan genler özellikle, iç regülasyon, replikasyon, enerji üretimi gibi, bir hücreyi canlı tutabilmek üzere olan bilgileri şifreliyorlar. Bazı bilim insanları buna dayanarak, evrim sürecinin devamında girüslerin kendi metabolizmalarını destekleyebilecekleri görüşündeler. Olur da bu teori gerçekleşirse tüm kitaplarımızı yeniden yazmamız gerekecek.
Bilim insanları diyorlar ki özünde girüs genleri, enfekte ettiği canlının fizyolojisini ve evrimini, kendi genlerini konak canlının genleri ile birleştirip şekillendirerek kimerik bir organizma oluşturmasına dayanıyor. Ya da konaktan gen kaçırarak kendi evrimini şekillendiriyor.
Ayrıca bilim insanları girüslerin milyarlarca yıl içerisinde canlılarla birlikte yaşadıklarını, yaşamın ilk evrelerindeki canlılar üzerinde pek de fark edilen bir etkisi olmadığını ancak sadece parazit olarak değil aynı zamanda genleri gelişi güzel karıştırarak, evrimi farklı yönleri çektiklerini savunuyorlar.
Ve gelelim o soruya…
Virofajlar neden varlar o halde? Yani nasıl olur da büyük ihtimalle ölü olan dev virüsleri avlayan yine büyük ihtimalle ölü virüsler oluşabilir? Biraz daha inceleyecek olursak eğer:
Yukarıdaki iki virüs ve canlı üzerinden virofajın etkisini anlatmaya çalışacağım. Şimdi ilk olarak biraz Sputnik1’i tanıtalım. Bu minik virofaj oldukça minimalist bir hayat sürüyor, öyleki kendini replike (kalıtım materyalini çoğaltacak) edecek gen ve yapılara bile sahip değil. Ancak bu virofaj azılı bir hırsız. Mamavirüsün programlayacağı viroplazmayı tereyağından kıl çeker gibi ele geçiriyor. Aslında bu sevimsiz kendini çoğaltabilmek için başka bir aracıya ihtiyaç duyuyor. Mamavirüs de bu sorunu kökünden çözmüş oluyor.
Virofajlar girüslerde konakladıklarında herhangi bir etki göstermiyorlar. Enfekte olan girüs ne zaman bir konak bulursa virofaj da o anda etkinleşiyor. Girüs konağının metabolizmasını ele geçirmek için kalıtım materyalini saldığında aynı anda virofaj da kendi kalıtım materyalini salıyor ve girüsünki ile birleştiriyor. Hatta sputnik1 kendi genlerini mamavirüs ile birleştirirken bir de mamavirüsün bazı genlerini kesip atıyor. Fabrika etkinleştirildiğinde yeni oluşan virüslerin çok büyük bir çoğunluğu sağlıklı ve tam teşekküllü virofajlar iken mamavirüsün kendi kopyalarının çok büyük bir kısmı, sputnik1 tarafından koparılan genler nedeniyle eksik ve bozuk oluyor.
Bazı virofajlar ise saman altında su götürmeyi tercih ediyorlar. Şöyle ki bu virofajlar girüsle karşılaştıklarında hemen materyallerini salarak girüsün genleriyle birleştiriyorlar. Sonra bu girüs bir konak bulduğunda sürpriz, yeni girüsler yerine bir virofaj ordusu doğmuş oluyor.
Girüsler de bu duruma karşı tamamen korumasız değiller aslında. Onlarında virofajlara karşı kendi bağışıklık sistemleri var. Bu sistem de virüslere karşı bakteri tabanlı defans mekanizması kullanma prensibine dayanıyor. Buna karşılık olarak virofajlar da yaşayan canlılar tarafından girüsler için defans mekanizması olarak kullanılıyor. Mesela bazı protistalar, kendi genomlarına virofaj genleri ekleyerek girüslerin faaliyetlerinden kurtulabiliyorlar. Hücreye girüs girdiğinde kodlanmış olan virofaj genleriyle, kontrollü bir şekilde virofaj oluşturarak girüs alt ediliyor. Aslında bu kamikazeleri andırıyor. Çünkü virofaj geni bulunduran hücre eninde sonunda ölüyor. Ancak sağlıklı girüs oluşma ihtimali sıfıra inmiş oluyor. Böylelikle birkaç koca yürekli hücrenin kendini feda etmesi ile ortama yeni girüs katılmamış oluyor.
Girüslerin keşfi üzerinden henüz 20 yılın bile geçmediğini yinelemek isterim. Araştırmalar henüz yeni yeni başlıyor ve ilerleyen dönemlerde karşımıza kim bilir daha neler çıkacak? Sonuçta mikrohabitatlarda trilyonlarca mikroorganizma ve virüsün pinpon oynadığı bir dünyada biz de kendi hayatımıza bakmaya çabalıyoruz…
(cc. : Fotoğraflar ‘Kurzgesagt – In a Nutshell’ youtube kanalından alınmıştır.)
