Biz mi virüslerin virüsler mi bizim bir parçamız?

Proteinle kaplı DNA ya da RNA içeren gevşek ve minik moleküllerden oluşan, canlılar dünyasıyla cansızlar arasında mekik dokuyan virüslerin anatomik yapıları da bir o kadar çetrefillidir.

Virüslerde, bakterilerin tersine, hücre zarı yoktur; hücreleri tam anlamıyla hücre de değildirler.

Ancak çoğalmak amacıyla canlı hücreleri kuşatıp genellikle çoğunu yok ettiklerinde, canlıymış izlenimini verirler.

Bu özelliklerinden ötürü de, gerçekte biyotik hiç bir yönleri olmayan Ebola, HIV, çiçek ve grip gibi virüsler, en korkunç katiller olarak algılanırlar.

Virüslerin varlığı ilk kez, ancak yüzyıl kadar önce, Hollandalı botanik uzmanı Martinus Beijerinck tarafından kanıtlandı.

Hastalıklı tütün yapraklarını ezerek sulu özünü en minik bakterileri bile tuzağa düşürebilecek sıklıktaki ince bir porselen elekten geçiren Beijerinck, filtreden geçirilen sıvının bile öteki bitkilere hastalık bulaştırdığını görünce Louis Pasteur’ün saptadığından daha minik patojenlerin de olduğu kanısına vardı.

Bu varlıkların gözle görülmesi öylesine güçtü ki, elektronik mikroskopların bulunduğu 1935 yılına dek gözden ırak kaldılar.

Canlı bir varlıktan çok, biyokimsallardan oluşan karman çorman bir bileşim olan virüs sonunda Wendell M. Stanley ve ekibine teslim oldu.

Kimya Nobeli aldı

Stanley bu buluşuyla, biyoloji değil, kimya Nobel Ödülü’nün sahibi oldu. Virüsün bulunmasıyla birlikte, günümüze dek süren ateşli bir tartışma da patlak verdi.

Virüs denen bu varlık gerçekte neyin nesiydi?

Canlı kapsamına girmesini sağlayacak uygun özelliklere sahip miydi?

Aradan geçen yetmiş yıla karşın, bu sorular günümüzde de bilim dünyasının gündemini oluşturuyor.

Virüsler öylesine "öteki" varlıklar ki, bugün bile onları mikrozombiler, hücre korsanları, mikroskopötesi soyguncular gibi birtakım benzetmelerle tanımlamaya çalışıyoruz.

Ancak, en ılımlı benzetme bile köklü önyargıları içeriyor.

Yaşamın üç dalı

Biyologların büyük bir bölümü, genelde yaşamın üç resmi dalı olduğuna inanıyor:

1) hücreleri çekirdekli olan ökaryotlar; 2) çekirdekli ya da çekirdeksiz olabilen, tek hücreli bakteriler; 3) yeryüzündeki tüm canlıların yaklaşık üçte birini oluşturan ve mikropların eskilerden kalma ataları olan çekirdeksiz arkealar.

Yaşamlarını bu organizmalara bağımlı olarak sürdürebilen virüslerin ise, evrimsel olarak sonradan devreye girdiklerine ve bunların yaşamın daha karmaşık dizgelere dönüştüğü sırada arta kalan genomik kırıntılar olduğuna inanılıyor.

Ne var ki, virüslerin giderek egemen olmaları bunların biyolojik dünyadaki konumlarının yeniden gözden geçirilmesini zorunlu kılıyor.

Araştırmacılar bugüne dek yaklaşık 4000 virüs türünü saptamış olmalarına karşın, bu yine de yeryüzündeki tüm virüslerin yalnızca ufak bir bölümünü oluşturuyor.

Milyonlarca yeni virüs

İnsan genomunun şifresini çözen J. Craig Venter’in son iki yıldır dünyayı karış karış dolaşarak sürdürdüğü araştırmalarda, milyonlarca yeni virüs türü keşfettiği ve buna bağlı olarak bilinen gen sayısının bu süre içinde on katına çıktığı belirtiliyor.

Bugüne dek virüsler genellikle zararlı varlıklar olarak ele alınmış olsalar da, giderek yararları da gün yüzüne çıkıyor.

Bilim insanları bugüne dek gezegen üzerindeki tüm canlıların %1’inden azının bulunup belgelendiğine, geriye kalan %99’luk bölümün bile en az on katı kadar bilinmeyen virüs içerebileceğine ve bunların büyük bir bölümünün de zararsız ancak yaşamın vazgeçilmez birer parçası olduklarına inanıyorlar.

Kısa bir süre önce gerçekten de korkunç bir virüsün bulunmasıyla birlikte, bilim insanları bu gözle görülmeyen yaşam biçimlerinin en iyi nasıl betimleneceği konusunu tartışıyorlar.

Yepyeni bir virüs mü?

Bakteriyi andırdığından "Mimivirüs" adıyla bilinen yeni virüs öylesine garip ve alışılmışın dışında ki, yaşam ağacında yepyeni bir alan oluşturması işten değil.

Virüsü bulan Marsilya Akdeniz Üniversitesi’nden Didier Raoult bunun virüslerin atalarının bugünkünden çok daha karmaşık bir yapıya sahip olduklarının bir kanıtı sayıldığına dikkat çekiyor. Bu da, yaşamın kökenleriyle ilgili görüşlerin yerle bir edilmesi anlamına geliyor.

Onca zamandır dirimbilimin otostopçuları olarak bilinen virüslerin artık yaşama biçim veren varlıklar oldukları görülüyor. Bu da, özellikle yaşamın kökleri ve evrimle ilgili en temel gerçeklerin sis perdesiyle örtüldüğü bir dönemde, son derece çarpıcı bir haber olarak karşımıza çıkıyor.

Akıllı tasarım tartışmalarında, gelişimini tamamlamamış tek bir varlığın karmaşık yaşam biçimlerini, özellikle de insanı ortaya çıkardığını öne süren, yaratılışla ilgili köhnemiş bir öyküye özlem duyulduğu göze çarpar.

Yaratılış öyküsü

Şimdi ise, virüslerin yaratılış konusunda kendilerine özgü bir öyküleri olduğu görülüyor. Bu öyküde yaşamın, kasıtlı olmaktan çok, yığınla akılsız mikroskobik kopyalama düzeneğinin genetik yanlışları sonucu kazara meydana geldiği söylenebilir.

Mimivirüsün bulunuşuyla birlikte virüsler de daha önce kendilerine hiç yakıştırılmayan bir rolü, yaşamın ilk tetikleyicileri olma rolünü üstlenmeye hazırlanıyorlar.

Bir zamanlar insanlarda bir tür zatürreeye yol açtığı yönünde kimi kanıtlar olmasına karşın, Mimivirüs görünürde artık yalnızca amipleri etkiliyor.

Metrenin milyonda biri

Ancak Mimivirüsün garip ve karmaşık yapısı, gerçekte Raoult’un Marsilya’daki Yapısal Biyoloji ve Mikrobiyoloji Enstitüsü uzmanlarından Jean-Michel Claverie ile birlikte çalışmaya başlamasından sonra ortaya çıktı.

Eni metrenin yaklaşık milyonda birine eşit olan Mimivirüs, standart bir ışık mikroskobu altında görülebilen birkaç virüs türünden biri. Virüsün genetik dizgesi ise, tipik bir virüsünkinden en az 10 kat daha büyük.

Claverie, genetik malzeme açısından daha zengin olan virüsün içeriğinde protein aktarımı, DNA onarım enzimleri ve başka protein türleriyle ilgili genlere de tanık oldu. Öyle ki, virüslerle bakteriler arasındaki sınır giderek daha da belirsizleşmişti.

Farklı biçim, boyut ve dayanıklılıkta olabilen virüsler yoksun oldukları hücresel düzeneğe kavuşmak için de çeşitli yöntemlerden yararlanırlar.

Kimileri dış hücre zarını yararak yolunu açmaya çalışırken, kimileri kendi zarlarını bir hücreninkiyle birleştirip ansızın dönebilir, kimileri de hücrelerimizin düzenli olarak yuttuğu özgür yüzen moleküller kılığına girerler.

Geni yok, ama çoğalıyor

Virüslerin üreme yöntemleri de, genetik kimliğine bağlı olarak, farklılıklar gösterir. Çiçek hastalığı, herpes ve son olarak Mimivirüs gibi DNA virüsleri genetik açıdan daha büyük ve daha incelikli bir yapıya sahiptirler.

Bunlar bir yere ilişmeden yüzyıllar boyunca varlıklarını sürdürebildikleri gibi, bir hücreye iliştiklerinde de, tüm canlılar için ortak olan formülü zorla ele geçirerek, kendilerinin nispeten yanlışsız kopyalarını oluştururlar.

Oysa, kökleri DNA tabanlı canlıların ortaya çıkışından çok daha öncelere uzanan RNA virüsleri daha küçük, hızla üreyip biçim değiştirebilen azgın virüslerdir.

Yeni bulunan bir altvirüs türü de, genlerden yoksun olmalarına ve herhangi bir şifreleme sürecinden geçmemelerine karşın, yine de çoğalabilen ve arındıkları hücrede hastalığa yol açabilen viroid adlı çıplak RNA parçalarıdır.

Bunların dışında, yalnızca barındığı hücrede iş başındaki bir virüsün içinde çoğalabilen ve son derece üretken bir yapıya sahip metavirüsler olan satellitler vardır.

Hepsi şaşırttılar

Virüsler ne denli anlaşılıp sınıflandırılsalar da, insanları hep şaşırtmışlardır. Söz gelimi, bilim insanları yıllar boyunca virüslerin yalnızca DNA ve RNA’dan oluşabileceğine inandılar. Ancak 1990’ların ortalarında her ikisini de içeren kimi virüs türleri bulundu.

Öte yandan, retrovirüslerin yalnızca hayvanlara buluşabileceği sanılmaktaydı. Görüldüğü kadarıyla en kesin varsayımlar virüslerin, gerek fiziksel gerekse genetik içerikleri açısından, en basit bakterilerden hep daha küçük oldukları ve bunların her zaman barındıkları canlıların hücrelerinden sonra evrildikleriydi.

Mimivirüslerin bulunmasıyla birlikte artık bu iki yerleşik görüşün bile kesinliği tartışılabilir.

Bu virüslerin DNA’ları üzerinde yapılan incelemeler Mimivirüslerin kendilerine özgü bir gruba dahil olduklarını ve kökleri çok eskilere uzanan büyük DNA virüslerinden türediklerini ortaya koymaktaydı.

Dahası, mimivirüsler ya da bunların benzer bir atasının öteki üç gruptan önce ortaya çıktığını ve insanlarla öteki tüm karmaşık hücreli yaşam biçimlerinin oluşumunda da önemli bir rol oynadıklarını gözler önüne sermekteydi.

Yaşamın kökeni

Gen dizgelerinin belirlenmesine yarayan gelişmiş yöntemler, karşılaştırmalı DNA çözümlemeleri ve her üç- belki de dört- grupla ilgili karşılıklı göndermeler sayesinde virüsler ve bunların evrim sürecindeki rolleri de giderek yerli yerine oturmaya başlıyor.

Sonuçta, Mimi benzeri virüslerin yaşamın kökenleriyle ilgili tartışmalarda ön plana çıktıkları görülüyor. Paris-Sud Üniversitesi moleküler biyoloji uzmanlarından Patrick Forterre ilk kez başlı başına bir dal olarak virüsleri içeren bir yaşam ağacının oluşturulabildiğine dikkat çekiyor.

Geçtiğimiz Temmuz ayında Les Treilles’de "Çekirdeğin Kökeni" konusunun tartışıldığı bir konferans düzenleyen Forterre, sonuçta insanı bakteriden ayıran unsurun ökaryot hücresinin kumanda-denetim merkezi sayılan çekirdek olduğuna dikkat çekiyor.

Mimivirüslerin keşfi, konferansta tartışılan en çarpıcı kuramlardan bir tanesinin de ağırlık kazanmasını sağlıyor.

Ortak özellikler

Buna göre, yaşamın öteki üç grubu ortaya çıkarken, Mimi’lere çok benzeyen büyük bir DNA virüsünün bir bakteri ya da arkeumun içine sızabileceği ve onu yok etmek yerine, zarar vermeden yaşamını sürdürmüş olabileceği düşünülüyor.
Discover, mart sayısından aktardığımız makaleye göre, Ökaryotik hücre çekirdeğiyle Mimi benzeri büyük DNA virüsler arasında inanılmaz sayıda ortak özellikler olduğu görülüyor. Her ikisi de hücre sitoplazmasında çoğalıyor ve bu süreçte her ikisi de kendi çevresinde bir zar oluşturmak için sitoplazma içindeki aynı düzenekten yararlanıyor.

Her ikisinde de RNA’yı örten belli enzimler olduğu gibi, bakterilerden farklı olarak, ikisinin de kromozomlarının çizgisel olduğu görülüyor. Forterre’e göre, tüm bunların doğru olması hepimizin temelde virüslerden türediği anlamına geliyor.

Öyle ki, virüslerin, bir kez daha onlara yönelik- buna bağlı olarak da kendimize yönelik- bakış açımızı değişikliğe uğrattığı söylenebilir.

Dahası, bu yeni veriler virüslerin yaşamlarımızın kopuk parçaları olmaktan çok, bizlerin onların birer parçası olduğunu gösteriyor.