KROMOZOMUYLA GEÇMİŞİN İZİNDE
"Cengiz Han, benim büyük büyük
büyük büyük......babam olur!" Yakın
bir geçmişte yapılan bir araştırma so­nucundaki tahminlere göre, yeryüzün­de şu anda bu cümleyi söyleyebilecek yaklaşık 16 milyon insan var. Onlar­dan biri olmadığımızı varsayarak, biz kendi aile ağacımızı nereye kadar çize­biliriz? Ağacın dallarının bizi bir İskoç-ya düküne ya da bir engizisyon yargı­cına, belki de bir Hun imparatoruna yönlendirmeyeceğinden emin olabilir miyiz? Başka deyişle, DNA'ınızın biz­den binlerce yıl önce yaşamış bir fok avcısının DNA'sından parçalar içerme­diğini söyleyebilir miyiz? Bir noktada
takılıp kalacağımız, o noktadan öncesi­ne ait ipuçları bulmamızın da çok zor olduğu kesin. Ancak, kendi ailesel geç­mişimize ilişkin verilerin bulanıklaşıp sonra da yok olduğu, tüm insanlığa ilişkin arkeolojik bulguların yetersiz, tarihsel kayıtların da eksik kaldığı bir noktada, imdada yine kendi kromo­zomlarımız yetişebilir.
Bir antropolojik genetikçi olan Spencer Wells, insanoğlunun kökleri, özellikle de Orta Asya'daki kökleri üzerinde önemli çalışmalar yapmış bir araştırmacı. Nadide koleksiyonunu sakladığı yerse, evindeki buzdolabı; da­ha kesin bir tarifle, süt kutularının al-
tındaki raf. Koleksiyon pek alışılmış türden değil: Orta Asya'da yaşayan 2500 kişiden alınmış DNA örnekleri! Bunlar, onun gözünde bu DNA'nın alındığı kişilerden ötesini, insanlığın büyük bir bölümünün köklerini de temsil ediyor. Yalnızca erkeklerde bu­lunan Y kromozomlarıysa Wells'in ol­duğu kadar, başka birçok antropolojik genetikçinin de özel ilgi alanı. Çünkü babadan oğula neredeyse olduğu gibi, çıkmaz bir iz gibi aktarılan Y kromozo­munun, populasyon genetiği alanında özel bir önemi var. Bu alandaki bul-yapların, yerine konan her bir parça-sıysa geçmişimizin genetik izlerini sür-
BİLİM veTEKNİK 60 Ocak 2005|
mede bir adım daha 'geri' gidebilmemi­zi, köklerimize biraz daha yaklaşmamı­zı sağlıyor.
Doğal seçilim, herhangi bir canlı grubunun, bulunduğu ortamın sundu­ğu koşullarda yaşayabilmesini sağla­yan genlerin lehine gerçekleşir. Az gü­neş ışığı alan bölgelerde beyaz ten ren­gini sağlayan genlerin, yeterli D vitami­ni alımına yardımcı olması gibi. Farklı bölgeler, canlılar için farklı koşullar ve engeller sunar. Bu nedenle de doğal seçilimin yeğlediği genler de, tropik bir ormanda, çölde ya da sulak bir böl­gede farklı olacaktır. Kuşaklar sonra-sındaysa, farklı bölgelerde yaşayan in­sanların özellikleri kadar, genomları da çeşitlilik gösterir. Çeşitli canlı grup­larıyla yapılan çalışmalar, populasyon-ların hastalık, açlık ya da benzen bir nedenle çökmesi durumunda da, kalan birkaç birey tarafından yeniden can-landırılabildiklerini gösteriyor. Bu bir­kaç birey, ya doğrudan, ya da yeni bir bölgeye göçederek yeni bir populasyo-nun doğumuna önayak oluyorlar. Gen­leri de, seçilim açısından herhangi bir avantaj taşımasalar bile, ister istemez bu yeni populasyonun baskın genleri haline geliyor. Wells'e göre, DNA'da genetik çeşitlilik adına görülen ne var­sa, çoğu bu tür nüfus olayları sonucu ortaya çıkmış olabilir.
Sırlar,
Y Kromozomunda
1994 yılında, antropolojik genetiğin babası, Stanford Üniversitesi'nden Lui-gi Luca Cavalli-Sforza ve ekibi, iki fark­lı kişinin genomlarında, ikisi de aynı
noktada bulunan DNA mutasyonlarını hızlı bir biçimde bulmak için yeni bir teknik geliştirmişler. Bu mutasyonlar bir anlamda, normal diziden sapmaları gösteren birer "işaretleyici". Bu neden­le sözkonusu teknik, insan göçünü iz­lemek için kullanılan yararlı bir araç haline gelmiş durumda. Kendiliğinden oluşan mutasyonların çoğu ne yararlı ne de zararlı. Bunlar yalnızca, bir ne­silden diğerine aktarıldıkça, teker te­ker genom üzerinde yerlerini alıyor ve zaman içinde birikiyorlar. Sonuç: Grup içindeki bütün bireylerde var olan bir mutasyon, bireylerin ortak atasından gelen bir mutasyon olmalı. İşte, popu-lasyona ait aile ağacının gövdesi! Bu durumda, bundan sonraki her bir mu­tasyon da birer dallanma noktasını be-lirliyor olacak. Ta ki ağacın ucundaki en küçük dal parçalarına; yani tek tek insanlara gelene kadar. Adli genetikçi­ler, bu dalların daha çok uç kısımların­daki işaretleyicilerden yararlanırken, populasyon genetikçileri de büyük dal­lara odaklanmış durumdalar. Bu işa­retleyicilerden yararlanma ilkeleriyse gayet basit: Sözgelimi Asya'da nere­deyse herkeste varolup, Afrika'da da neredeyse hiç kimsede bulunmayan bir mutasyona, zamanın içinde bir yer­lerde, bu işaretleyiciyi taşıyan küçük bir grubun Afrika'yı terkedip Asya'da yeni bir populasyon oluşturduklarının bir işareti gözüyle bakılabilir.
İlkece basit olsa da, her konuda ol­duğu gibi, burada da ortalığı bulandı­ran bir etken var: cinsiyetler. DNA'yı taşıyan kromozomlar, bir iplikçiği an­neden, diğeri babadan olmak üzere, çiftler halinde bulunuyorlar. Bir yu­murta ya da sperm hücresinin yapımın-
daysa bir çifti oluşturan iki iplikçik, belli noktalardan biraraya gelerek bü­yük DNA parçalarını değiştokuş edi­yorlar. Kuşaktan kuşağa aktarılan bu kromozomlar, her seferinde gerçekle­şen parça alışverişine bağlı olarak, za­manla bütün ataların katkılarıyla oluş­muş bir 'yamalı bohça'ya dönüşüyor­lar. Böyle bir kromozom, size Buzul Çağı atanızın bir Orta Asyalı olduğu­nu, sonraki bir atanızın da ABD'de bir vali olduğunu söyleyebilir; ama onların İngiltere'den geçişlerini de büyük ola­sılıkla atlamış olacak, sonuçta hikaye de fazla birşey ifade etmeyecektir. İşte Y kromozomu, antropolojik genetik araştırmacılarının imdadına bu nokta­da yetişiyor.
İnsandaki 23 çift kromozomun son çifti olan cinsiyet kromozomları, kadın­larda XX, erkeklerde XY biçiminde or­taya çıkıyor. Bu, kadınların anneden de babadan da birer X kromozomu alırken, erkeklerin anneden X, baba­dan Y kromozomu almaları demek. Di­ğer bütün kromozomlardan farklı ola­rak, Y kromozomunun eşi yok; X kro-mozomuyla parça alışverişinde bulun­duğu tek bölgeyse uçları. Sonuçta Y kromozomu, babadan oğula, oğuldan toruna vs. geçerken büyük ölçüde ko­runmuş oluyor. Her durakta yapısına katılan, en fazla bir ya da iki mutas­yon. Ortaya çıkan sonuç, oldukça il­ginç: Şu an yeryüzünde yaşayan bütün erkeklerin Y kromozomlarının, 50.000-60.000 yıl önce yaşayan bir ortak ata­nın Y kromozomuyla % 99,99'dan faz­la benzerlik taşıyor olması. Aradaki mi­nicik değişikliklerse, insan türünün ge­zegen üzerindeki yayılım öyküsünün kayıtlarını sunan işaretleyicilerin ta kendileri!
İnsanda bulunan 23 çift kromozomdan 23.
kromozom çifti, kadınlarda XX, erkeklerde XY
biçimindedir. Bü'tü'n diğer çiftler, hücrenin mayoz
bölünmesi sırasında birbirleriyle büyük DNA
parçalarını değiştokuş ederken, erkeklerdeki 23.
çiftte, X ve Y kromozomları arasındaki parça
alışverişi yalnızca uç kısımlarda ve çok düşük
oranda gerçekleşir. Bunun sonucu olarak Y
kromozomunda ortaya çıkan herhangi bir
mutasyon, bir sonraki kuşağa olduğu gibi
geçebilir.
Ocak 2005 61 BlLİMveTEKNlK
İLK İNSANLARIN GÖÇLERİ: "M" harfiyle gösterilen genetik işaretleyiciler, farklı Y kromozomu soylarının dünya üzerinde ne zaman ve nasıl yayıldığını anlamamızı sağlıyor.
insan çeşitliliğinin ikinci büyük yol ay­rımı. Genetik ve yanısıra başka birçok disiplinin ortak bir çıkarımı da, yaşa­yan bütün insanların ortak atasının, yüzbinlerce yıl önce Afrika'da ortaya çıkmış olduğu. Y kromozomu ağacının kök ve gövdesinin Afrika'da yer aldığı, 1990'larda Arizona Üniversitesi ve Stanford Üniversitesi araştırmacıların-ca gösterilmiş. Mitokondriyal DNA (yalnızca anneden alman ve kuşaktan kuşağa çok az değişiklikle geçen, kro-mozomal olmayan bir DNA türü) ile yapılan daha önceki bazı çalışmalar, 'ilk kadın'ın da Afrika'da yaşadığı so­nucunu vermiş. Kimi araştırmacıların gözünde, geniş alanları ve hayvan bol­luğuyla Afrika savanalarını oldukça andıran Orta Asya, Afrika'yı 50.000-60.000 yıl kadar önce terkeden insa­noğlunun yerleşip de "gürbüzleştiği"
yer olabilir. "Burası onlar için bir et deposuydu" diyor Wells. "Tonlarca yi­yecek... Ve tabii bu da onlara, yeterli nüfus yoğunluğuna ulaşma ve yayılma olanağını tanıdı." Yayılma önce batıya (batı Asya) doğru gerçekleşmiş, zaman­la doğu, kuzey ve güney yönlerine de sürmüştü. Batı kolu, sonunda Avru­pa'ya, doğu kolu da Bering Boğazı'nı geçerek Kuzey Amerika'ya ulaşmıştı. Bu iki kol 1492'de burada yeniden bi-raraya geldiler. Bu zamana kadar, gö­rünüş bakımından birbirlerinden ol­dukça farklı hale de gelmişlerdi. İnsan­ların gezegen üzerinde nasıl yayıldıkla­rı ve bu farklılıkları nasıl kazandıkları­nın izleriyse, Y kromozomunda gizlen­miş durumda.
Ancak, bu eski göçe ait kayıtların kaybolmasına çok da zaman kalmadı. Unutmamak gerek ki, atalarımızın ge-
M168 : 50.000 yıl önce M20 M130 : 50.000 yıl önce M242 M89 : 45.000 yıl önce M122 NI9 : 40.000 yıl önce M3 M175 : 35.000 yıl önce M172 M45 : 35.000 yıl önce M17 M173 : 30.000 yıl önce
30.000 yıl önce 20.000 yıl önce 10.000 yıl önce 10.000 yıl önce 10.000 yıl önce 10.000 yıl önce
Neden Orta Asya?
Wells'in buzdolabına şimdi bu göz­le baktığımızda, büyülü bir değişime tanık oluyoruz. Süt kutularının altında duran örnekler, çılgın bir bilimadamı-nın koleksiyonu olmaktan çıkıp, belki de tüm insanlığın öyküsünü barındı­ran bir kütüphaneye dönüşüyor... Orta Asya, genetikçilerin gözünde
BİLİ M veTEKNİK 62 Ocak 2005
zegen üzerinde yayılmaları on binlerce yıl almıştı. Ancak şimdi oldukça uzak mesafeleri katetmek için saatler yeterli. Yaşam artık çok hızlandı ve gidip gel­melerin, yerleşmelerin, gruplaşmaların vb. genetik açıdan izlenmesi çok zor. Bunun getirdiği tehlike, genetik geçmi­şimize ait ipuçlarının da çok kalmadan silinip süpürülecek olması. Genetikçi­ler, çok eski bir kütüphanenin kalıntıla­rına benzetilebilecek olan genlerimizi kazıp bulmaya çalışırken, kazı yerine sanki birden bir havaalanı inşa edilece­ği söyleniyor. Tek yapabilecekleri, acil bir kurtarma operasyonuyla kazı ala­nından bulabildiklerini çıkarmak. Yani, bulabildikleri bütün ata genlerini.
1991 yılında Cavalli-Sforza tarafın­dan bu amaçla önerilen ve dünyadaki yüzlerce populasyondan DNA örnekle­ri toplamayı hedefleyen "İnsan Genom Çeşitliliği Projesi", özellikle de daha küçük grupların küresel kültür içinde
kaybolmaya yüz tuttukları bir zaman­da, tüm insanlığa ait kayıtları toplaya­caktı. Ancak, kanlarını kimbilir hangi amaçla kullanacak olan Batı biliminin hizmetine verme düşüncesine büyük tepki gösteren kimi grupların da etki­siyle, öneri büyük tartışmalara neden oldu, ABD hükümetiyse projeyi des­teklemedi. Ancak araştırmalar yine de sürdü. Cavalli-Sforza'nın önerileriyle, içlerinde Wells'in de olduğu araştırma­cılar, öncelikle hakkında genetik açı­dan hiç bir şey bilinmeyen Orta As­ya'ya yöneldiler.
Y Kromozomunun Anlattıkları
Y kromozomu içinde yazılı olan ta­rihsel bilgi nasıl okunuyor? Araştırma­dan birkaç örnek: Kazakistan'da, M45 olarak anılan bir Y kromozomu işaret-
leyicisine rastlanıyor (Hatırlatmak ge­rekirse bu işaretleyiciler, Y kromozo­munda görülen mutasyon bölgeleri). M45, insan aile ağacındaki önemli ay­rım noktalarından biri. Dallardan biri, kökleri Batı Avrupa'da olan birçok ki­şi tarafından paylaşılan M173'e; diğeri de birçok yerli Amerikalıda bulunan M3'e yöneliyor. Avrupalı ve Amerikalı­larda da M45 var; ancak Orta Asya'da M45'e sahip olup daha sonraki iki işa­retleyiciye sahip olmayan, onun yerine farklı birçok mutasyon içeren kişiler de bulunuyor. Bunun anlamı, Orta As­ya'nın, M45'in ortaya çıktığı yer oldu­ğu; ayrıca hem Avrupa, hem de yerli Amerikalıların ortak köklerinin de bu­rada bulunduğu. M45'ten sonraki mu-tasyonların sayısıysa, araştırmacılara bu işaretleyicinin yaklaşık 35.000-45.000 yaşında olduğunu düşündürü­yor. M173'ün, yaklaşık 30.000 yıl önce ortaya çıktığı görülüyor (yaklaşık ola-
Ocak 2005 63 BİLİM ve TEKNİK
rak, Fransa'da bulunan ilk mağara res­minin tarihi). M3 ise yalnızca yerli Amerikalılarda var; bu nedenle insan­ların Bering Boğazı'nı ilk geçip de Amerika'ya vardıkları zamandan sonra ortaya çıkmış olmalı. Bunun kesin za­manı arkeologlarca hâlâ tartışılmakta olmasına karşın, Wells ve ekibi, benze­ri ipuçlarıyla yaklaşık 17.000 yıl önce­sine işaret edebiliyorlar. 1492'den son­ra, insanlığın 30.000 yıl kadar önce ay­rılan iki büyük kolu ve dolayısıyla da genleri, yeniden biraraya gelmeye baş­lıyor. Araştırmacılar, yerli Amerikalı er­keklerin % 17'sinin, buna bağlı olarak Avrupalılardan miras kalmış Y kromo­zomu taşıdığını tahmin ediyorlar.
Şurası kesin ki, insan gen havuzu­nun tek belirleyicisi doğal seçilim de­ğil. Tarihsel olayların da azımsanmaya-cak bir etkisi var.
yon sayısından yola çıkarak da, bu Y kromozomunu taşıyan ilk erkeğin yak­laşık 1000 yıl kadar önce yaşamış ola­bileceği sonucunu çıkarmışlar.
Moğolları birleştirmek için başta Çin olmak üzere Asya ülkelerinin ço­ğunu fethetmiş olan Cengiz Han, gü­cüyle olduğu kadar kadınlara olan düş­künlüğüyle de tanınır. Altı Moğol karı­sının yanısıra, fethettiği ülkelerin hü­kümdarlarının kızlarını da haremine kattığı biliniyor. Bu koşullar altında, istila ettiği bölgenin genişliği de gözö-nüne alınırsa, kromozomlarının da epeyce yayılmış olmasına şaşmamak gerekir. Fethettiği ülkelerdeki erkekle­ri öldürme geleneği (ki bu da onların Y kromozomlarını safdışı bırakıp, yerine kendininkileri koyması demek), ayrıca sayısını bugün de bilmediğimiz (kendi­sinin de bilmediği kesin!) oğullarının Y kromozomunu yayma konusundaki azımsanmayacak katkıları da hesaba katılırsa, Cengiz Han'ın, insanlığın gen havuzunda bomba etkisi yarattığı pek kuşku götürmüyor. Araştırmacıların, tahminlerine göre 16 milyon kişide tıp­kı bir doğum lekesi gibi barınmakta olan bu Y kromozomunun kaynağı ola­rak Cengiz Han'ı aday göstermelerinin nedeni de bu. Sonuçta, kromozomun bu kadar kısa zamanda bu kadar bü­yük bir alana yayılmış olmasının koşul­larını, Cengiz Han'dan iyi sağlayan bir aday yok. Ancak kendilerinin de vur­guladıkları nokta, bu Y kromozomu­nun ilk sahibinin başka bir kişi de ola­bileceği. Tahminen kendisinden birkaç kuşak önce yaşamış bir ata.
Tabii bu tahmin, Cengiz Han'ın me­zarı ortaya çıkarılıp da kendi DNA'sı incelenene kadar kesinlik kazanama­yacak. Kimi genetikçilerse tüm bunla­rın varsayımdan öteye geçemeyeceğini savunuyorlar. Öne sürdükleri bir ne­den, Cengiz Han'ın, şu anda akrabası olduğu belgelenebilecek herhangi biri­nin bulunmayışı. İkincisiyse "1000 yıl öncesi" sonucunun, ele alınan mutas-yon sıklığı ve hızına bağlı olarak deği­şebileceği, bu rakamın 2000 de, 3000 de olabileceği gerekçesi.
Cengiz Han'ın torunu olup olma­mak kim için ne kadar önem taşır, bi­linmez; ama bu örnek, hiç birşey için olmasa, geçmişimizle ilgili ortaya çıka­bilecek çok şeyin varlığını göstermesi bakımından önemli. Geçmişi bilmek is-temekse, insanın kaçamayacağı bir
Cengiz Han'ın Damgası
2003 Şubatında yayımlanan ve 23 araştırmacının katılımıyla gerçekleşen bir araştırmaya göre, bundan yaklaşık 800 yıl kadar önce yaşayan Moğol İm­paratoru Cengiz Han, yalnızca tarihe değil, epeyce bir Y kromozomuna da hatırı sayılır bir damga basmış olabilir. (Bilim ve Teknik, Mart 2003, s.5; "Cen­giz Han'ın 16 Milyon Torunu") Araştır­macılar, şu anda Asya'daki 12 erkek­ten l'i, dolayısıyla da dünyadaki her 200 erkekten l'inin (yaklaşık 16 mil­yon), Moğolistan'da 1000 yıl kadar ön­ce ortaya çıkmış bir Y kromozomunu taşıdığını düşünüyorlar. Bunca yıl ön­ce ortaya çıkmış bir kromozomun gü­nümüzde görülme sıklığı açısından, 16 milyon oldukça şaşırtıcı bir rakam.
Araştırmayı yürüten Chris Tyler-Smith ve ekibi, Orta Asya'da yaşayan 2123 erkeğin Y kromozomlarım ince­lemiş ve inceleme kapsamına mikrosa-tellit DNA dizilerini de katmışlar. (Mik-rosatellitler, DNA'nın kısa ve tekrarla-rnalı dizileri; CACACACA gibi. Tekrar­lamaların sayısı genellikle bir kuşak­tan diğerine değişiyor.) Bireylerin %90'dan fazlasında Y kromozomları­nın birbirinden epeyce farklı, ancak %8'inde de neredeyse tıpatıp aynı oldu­ğunu görmüşler. Bunun anlamı, bu %8'e giren bireylerin görece yakın bir geçmişte ortak bir atalarının olduğu. Mikrosatellit DNA'daki tahmini mutas-
dürtüsü. Ancak küreselleşme, bu bilgi­nin, en azından genlerin sağlayabilece­ği kadarki kısmını sonsuza kadar kay­betme tehlikesiyle karşı karşıya bırakı­yor bizi. Antropolojik genetikçiler, "ya şimdi, ya da hiç bir zaman" diyorlar. Öyle bir zamanda yaşıyoruz ki, genleri­mizde yazılı tarihsel kayıtları okumaya yeni başlamışken, onları silmeye de başladık. Wells, Asya'da bulduğu belki de bütün soyları, New York'taki tek bir gece kulübünde birarada görmenin mümkün olabileceğini söylüyor. Onun benzetmesiyle, buradan örnek almaya kalkışacak bir genetikçinin durumu, nefis bir şarap içen, ama içtiği şarabın ne olduğunu bile bilmeyen bir şarap uzmanının durumu gibi. Elinin altında aradığı herşey var; ama onları o gece kulübünde mucizevi bir şekilde birara­ya getiren büyülü geçmişi, olayları ya da göçleri anlayacak her türlü araçtan yoksun. "Bir tek insanlık tarihi var" di­yor Wells. "Kendi genetiğimizi değiş­tirmeye başlamadan önce, onun hak­kında bilecebileceğimiz herşeyi bilebil­mek, hiç de fena olmazdı."
Zeynep Tozar
Kaynaklar:
Benderly, B.L. "Review on Genes, Peoples and Languages by Luigi
Luca Cavalli-Sforza" http://www.genomenewsnetwork.org/artic-
les/09_00/genes_peop_review.php Kunzig, R. "The History of Men" Discover, Aralık 2004 Sailer, S. "Genes of History's Greatest Lover Found?" United Press
International (http://www.upi.com/view.cfmPStor-
ylD-20030205-100301-1566 Jobling, M.A. "Lands of our Fathers: Y-chromosome diversity and the
histories of human populations" http://www.wellco-
me.ac.uk/en/genome/genesand-
body/hg07f003.html
BİLİM ve TEKNİK 64 Ocak 2005