Neden En Zeki Primat İnsandır?

İnsan zekâsının evrimsel temeli ve genetik ilişkilendirmesine dair yürütülen araştırmalar, uzun yıllardır, bu kompleks özelliğin evrimsel gelişimine ışık tutmaya çalışmaktadır. Zekânın, genetik ve evrimsel temeline ilişkin fikir yürütebilmemiz için biraz geçmişe gidip bazı temel genetik özelliklerine göz atmamız gerekiyor.

Genom Projesi

İnsan genomu yaklaşık 15 yıl önce dizilendi, fakat bu genomun nasıl çalıştığına dair hala çok fazla fikrimiz yok. Yani, genlerin proteinleri nasıl kodladığını ve genlerdeki mutasyonların bazen hastalığa neden olan kusurlu proteinler ürettiğini anlıyoruz. Fakat, esas itibariyle, karmaşık insan özelliklerini herhangi bir genetik açıklama ile takip edemiyoruz. Çoğu araştırmacı, insan genomunda kodlanan 20.000-çift protein kodlayıcı genin, gerekli ancak mevcut organizmanın kompleksliğini oluşturmak için yeterli olmadığını söylüyor. İnsan vücudunu oluşturan kabaca 250 farklı hücre tipi bulunur ve farklı her hücredeki gen ekspresyonu -ifadesi- (bir genin bilgisinin işlevsel bir gen ürünü sentezinde kullanılması) yapılan gen dizisi farklıdır. Dolayısıyla, genin nerede ve ne zaman ekspresyonu yapıldığını kontrol eden mekanizma son derece kompleks kalmaktadır. Modern biyologlar, insan genomu projesinin gerçek özünün de burada olduğunu düşünüyor.

Genlerin, nasıl kontrol edildiğini, birbirlerini nasıl kontrol ettiklerini, farklı yerlerde ve zamanlarda nasıl açılıp/kapatıldığını kavramak, yalnızca tek bir hücreden insan yapımına olanak sunmakla kalmıyor, aynı zamanda, insan beyninin; kendisinin farkına varmasına, dili anlamasına, oyunlar yazmasına ve diğer gezegenleri ziyaret eden robotlar inşa eden gelişmesine de ışık tutuyor. İşte tam bu noktada da epigenetik işin içine giriyor.

Epigenetik

Genlerin yakınında bulunan ve bu genlerin nasıl ifade edildiğini etkileyen kısa DNA dizilerinin olduğunu biliyoruz. Fakat DNA, edilgen anlamda yalnızca okunan uzun talimatlar listesi değil, bu talimatların okunması ve yorumlanmasında da aktif bir etken katılımcıdır.

Kromozom parçaları (bir DNA molekülünü içeren, hücre çekirdeğindeki ipliksi yapılar) birbirlerine bağlanır ve böylece de geni kontrol eden bir bölge genellikle uzakta kalır. Bazen genom bölgeleri paket haline gelir, böylece de genlere erişim sağlanamaz. Bazen de DNA’nın kendisi daha fazla ya da daha az okunabilir olmak için kimyasal olarak değiştirilir.

Konuyu daha da karmaşık hale getirmek için, DNA’nın bu farklı halleri çoğu zaman hücre bölünmesi yoluyla kalıtılır ve hatta nesilden nesile taşınabilir. Buraya kadar bahsettiğimiz tüm bu genomik aktiviteleri tanımlayan kavram için de “epigenetik” kavramı kullanılır. Kısaca epigenetik, gen ifadesini zamansal ve konumsal olarak etkileyen ve değiştiren, böylelikle de aynı DNA dizisinin farklı kontekslerde farklı şeyler yapabilmesi anlamına gelen genom karakteristiğidir.

Değiştirilmiş Histonlar

Paket halindeki DNA’nın etrafında ilave yapı oluşturan proteinlerin kimyasal halleri, yaygın bir epigenetik işarettir. Bu proteinlere histon ismi verilir ve kendilerine küçük bir metil (CH3) grubu eklenip çıkarılmasıyla kimyasal hallerinde değişimler gözlemlenir. Yani, belirli bir DNA bölgesindeki histonların metilasyon durumu, DNA’nın o bölgesinin ifade edilip edilmeyeceğini etkiler.

Metilasyon gruplarına eklenen ya da çıkarılan enzimler vardır, bu yüzden, bütün bir genomik bölgeyi kontrol etmenin bir yolu da; belirli histonların metilasyon durumlarında değişim yapan enzimin arttırılması olabilir. Bu bir ana şalter gibi düşünebilirsiniz. Bu yüzden, farklı hücreler aynı genom dizilimine ancak farklı epigenetik etkileşimlere sahiptir. Karmaşık insan özelliklerinin moleküler düzeyde nasıl kontrol edildiğini bulmak istiyorsak, genleri kontrol eden epigenetik etkileşim ağına bakmalı ve bazı hücrelerin belirli şekillerde davrandıklarını gösteren bu etkileşimleri bulmaya çalışmalıyız.

Yeni Bakış Açıları

PLOS Biology‘de yayımlanan bir çalışmada, araştırmacılar insanlarda prefrontal korteksteki nöronlardan izole edilen DNA’daki bazı epigenetik karakteristikleri tanımlamayı başardı. (Prefrontal korteks; primat beyninin evrimiyle ilişkili ve çıkarsama yapma ve zekâyla ilişkili bir beyin bölgesidir.) Araştırmada, düzenlenmiş bir genin başlangıç yerinde bulunan metilasyon durumundaki belirli bir histon tipinin yeri; insan, şempanze ve makak nöronlarında karşılaştırıldı. İncelemeler sonucunda, şempanze ve makakların kullanmadığı ancak insanların histon metilasyon süreci ile kontrol ettiği yüzün üzerinde bölge saptandı.

Peki bu bulgu neden önemlidir?

Şöyle ki, bu bölgeler insanın zekâ da dahil olmak üzere beyin fonksiyonlarında görev alan genomik alanlar olabilir. Elbette ki; insanlar, şempanzeler ve makaklar yalnızca zekâ açısından değil çeşitli biçimlerde farklılıklar gösterir. Buna değinmek için, araştırmacılar tespit ettikleri düzenleyici bölgelerin bazılarının nöronları çevreleyen hücrelerde değil, sadece insan nöronlarında bulunduğunu gösterdi.

İnsanlar ve maymunlar arasındaki farklı bölgeler; beyin fonksiyonlarından sorumlu olanlardan ziyade sadece türler arasındaki genel farklılıklarla ilgili -ör. Kuyruk büyümesini kontrol eden bölgeler- olabilir. Düzenleyici bölgelerin nöron olmayan insan hücrelerinde bulunmaması ve yalnızca nöronlarda bulunması muhtemelen nöronlara spesifik oldukları anlamına gelir. Ve bu nedenle, bu düzenleyici bölgelerin sadece tür farklılıklarından ziyade, beyin farklılıklarıyla ilgili olması daha muhtemeldir.

Öte yandan, araştırma sonucunda, bu bölgelerden bazılarının, otizm, şizofreni ve ADHD gibi nöropsikiyatrik hastalıklardan sorumlu genlere yakın olduğu gözlemlendi.

Zekânın Temeli Mi?

O halde, sadece prefrontal korteks nöronlarında bulunan ve daha az akıllı fakat yakın akrabamız diğer türlerde bulunmayan yüksek oranda düzenlenmiş DNA bölgelerine sahibiz demektir. Dahası, bu bölgelerden bazıları, beyin ile ilgili hastalıklarda sorumluluğu olduğu bilinen genlere yakındır.

Ancak yine de, genom ve insan fizyolojisi arasındaki bağlantıyı anlamanın henüz çok uzağındayız. Ancak, epigenetik etkileşimleri sorgulamamıza olanak sunan yeni araçlar; farklı türdeki hücrelerin nasıl göründüğünü ve davrandıklarını anlamamıza ve sürecin bu noktadaki ilişkisine dair yeni kavrayışlar geliştirmemize yardımcı olmaya devam ediyor. Söz konusu bu araştırma, insan zekâsı gibi üst düzey fonksiyonların gelişimini kontrol eden genetik ağlara dair yeni ve güçlü deliller sunuyor.

Not: 11 Temmuz 2017 tarihinde yayınladığımız bu içerik 2 Eylül 2022 tarihinde güncellenmiştir.