İşlevsel moleküller oluşturulurken kullanılan evrimsel süreç uyarlanımsaldır. İster ilksel çorbada kendini çoğaltma yeteneğini evrilten bir RNA molekülünden, ister laboratuvarda tümör hücrelerine bağlanabilen bir RNA molekülü evrilten bir bilim insanından bahsedelim, asıl süreç aynıdır: Çeşitlilik, seçilim, üreme ve tekrarlılık.
Bu yöntemin potansiyel uygulamaları inanılmazdır. Andy’nin laboratuvarında evriltilen RNA molekülleri aşağıdaki özelliklere sahiptir:
• Kimyasal silah olarak kullanılan risin maddesine bağlanmak ve bizleri saldırılara karşı erkenden uyarmak
• HIV virüsünün (AIDS) proteinlerine kafes oluşturarak virüsün çoğalma çabalarını engellemek
• Kanser tanısı için tümör hücrelerine bağlanmak
• Kemoterapiyi direk olarak kanser hücrelerine ulaştırmak
Ve bunlar sadece bir araştırma takımı tarafından yapılıyor. Dünyanın dört bir yanında birçok biyoteknoloji laboratuvarı yönlendirilmiş evrimi kullanarak, farklı işlevlere yarayan moleküller evriltmeye çalışıyor. “Asıl etkileyici olan bunların tümünün hala yönlendirilmiş evrim ile yapılıyor olması” diyor, Andy.
Andy Ellington, bilimsel kariyerine biyoteknoloji alanında başlamamış; önce ilk yaşamın nasıl evrildiğini öğrenmeye çalışmış ama araştırması onu biyoteknolojinin daha pratik uygulamalarına itmiş. Fakat görülüyor ki, bu iki araştırma alanı da aynı soruya cevap arıyor: Belirli işleri yapabilen molekülleri nasıl evriltiriz? Birçok öğrencisi için söylediği gibi, “birçoğunun ilk aşkı yaşamın kökeni araştırmalarıydı, ancak daha sonra biyoteknoloji ile ilgilenmeye başladılar. Zaten moleküllerin evriminin temellerini ve köklerini anlamadan, anti-virüs ve kanser terapi ilaçlarını evriltmek için gerekli olan bilgiye sahip olamazlardı. Bu sadece, moleküler evrimin bir test tüpü içinde gerçekleşebileceğini bilmek değil, yaşamın kökenindeki moleküler işlevlerin uyarlanımlarının bugün nasıl tekrarlanabileceğini anlamaktır.”
Eğitimciler için tartışma soruları:
• Bir sistem, doğal ya da yapay evrimin işlemesi için hangi üç özelliğe ihtiyaç duyar? Bu üç özelliğin Andy’nin RNA moleküllerinde nasıl varolduğunu açıklayın. Doğadaki bir meyve sineği popülasyonunun bu üç özelliğe nasıl sahip olabileceğini açıklayın.
• Yapay seçilimin (isteğe bağlı ya da bağlı olmadan gerçekleşen) başka gerçek dünya örneklerini araştırın. Bulduğunuz örnekte neler olduğunu ve evrimin sonucu olarak nelerin gerçekleştiğini anlatın.
• Hem yaşamın başlangıcında hem de Andy’nin laboratuvarında gerçekleşen işlevsel moleküllerin evrimindeki benzerlikler ve farklıklıklar nelerdir?
• Bazı RNA moleküllerinin kimyasal reaksiyonlarda katalizör görevi görmesinin keşfi, neden yaşamın kökeni ile alakalıdır?
• İşlevsel moleküller oluşturulurken evrimin kullanılmasının sağladığı avantajlar nelerdir? İşlevsel moleküller oluşturulurken tasarımın kullanılmasının sağladığı avantajlar nelerdir?
