Həyatı davam etdirmək üçün katalizatorlar: fermentlər

Canlıların orqanizmlərində hər saniyə sayı bilinməyən proseslər getməkdədir. Bu proseslər o qədər təfsilatlıdır ki, hər mərhələsində bütün qarışıqlığa nəzarət edən, intizamı təmin edən və hadisələri sürətləndirən “baş nəzarətçinin” müdaxiləsinə ehtiyac var. Məhz bu baş nəzarətçilər fermentlərdir.

Hər canlı hüceyrədə hərəsi öz işini görən, məsələn, DNT nüsxələnməsində köməkçi olan, qida maddələrini parçalayan, qidalardan enerji istehsal edən, sadə molekullardan zəncirin alınmasını təmin edən və bunun kimi saysız işləri görən minlərlə ferment var.

Fermentlər hüceyrə daxilində mitoxondrilərdə sintez edilir. Əksəriyyəti zülallardan əmələ gəlir, digərləri isə vitamin və vitaminə bənzər maddələrdir. Əgər bu fermentlər olmasaydı, ən sadəsindən ən qarışıq-mürəkkəbə qədər heç bir funksiyanız işləyə bilməz və haradasa dayanacaq qədər yavaşlayardı. Nəticə hər iki halda da dəyişməzdi və ölüm olardı. Nəfəs ala bilməz, heç nə yeyə bilməz, görə bilməz, danışa bilməz, bir sözlə yaşaya bilməzdik.

Fermentlərin ən vacib funksiyaları orqanizmdəki bir sıra kimyəvi reaksiyalara təkan vermək, onları dayandırmaq və ya sürətləndirməkdir. Orqanizmdəki hüceyrələr funksiyalarını yerinə yetirərkən daxilində olan kimyəvi tərkiblər reaksiyaya girməlidir. Kimyəvi reaksiyaların başlaması üçün yüksək temperatur lazımdır. Bu yüksək temperatur canlı hüceyrələrin həyatı üçün təhlükəli vəziyyət yarada bilər və hüceyrənin məhv olmasına gətirib çıxardar. Məhz bu problemi həll edən fermentlərdir. Yüksək temperatura ehtiyac olmadan fermentlər kimyəvi reaksiyaların başlanmasına təkan verir və ya onları sürətləndirir, lakin özləri reaksiyaya girmirlər. Fermentlərin hüceyrələrimizdə gedən reaksiyaları sürətləndirdiyinə dair bir misal göstərə bilərik: nəfəs alıb-verərkən karbondioksidin qanımızın təmizlənməsində müəyyən rol oynayan bir ferment sayəsində boğulmadan həyatımıza davam edə bilirik. Belə ki, “anhidraz” adlı bir ferment karbondioksidin təmizlənmə prosesinin sürətini 10 milyon dəfə artırır. Bu sürətlə fermentlər bir dəqiqədə 36 milyon molekulu dəyişdirmək imkanına malikdir.

Fermentlər həm çox mühüm reaksiyaların sürətlə həyata keçməsini təmin edir, həm də bədənin enerjisindən də çox qənaətlə istifadə edirlər. Əgər insan bədənini bir fabrik, içində işləyən fermentləri də fabrikin istehsal mexanizmləri hesab etsək, belə bir fabriki enerji ilə təmin edən mənbə işi çatdıra bilməz. Belə ki, 2000 müxtəlif növdə olmaqla trilyonlarla maşının heç bir səhvə yol vermədən bu sürətlə işləməsi üçün lazım olan enerji çox yüksəkdir. Bundan əlavə, hüceyrə daxilində sadə bir reaksiyanın laboratoriyada həyata keçirilməsi üçün olduqca yüksək temperatur və enerji sərfiyatı tələb edilir.

Bununla belə, hüceyrə daxilində səssizcə fəaliyyət göstərən fermentlər bədənin istisi və qida maddələrindən aldıqları enerji ilə bütün funksiyalarını heç bir qüsura yol vermədən yerinə yetirirlər. Yalnız bu xüsusiyyətləri fermentlərin orqanizmdə yaranan hər hansı hadisəni ən qüsursuz və ən yararlı hala salmaq üçün nəzərdə tutulmuş bacarıqlı elementlər olduqlarını görmək üçün kifayətdir. Hal-hazırda, siz bu kitabı oxuduğunuz zaman belə, bir çox ferment bədəninizin hər bir yerində meydana gələn reaksiyalara nəzarət edir və onları həyatınızı davam etdirməniz üçün lazımı sürətə çatdırırlar. İnsan, bədənində nəyin baş verdiyini bilmədiyi halda, fermentlər həm bunlardan xəbərdardır, həm də bütün əməliyyatlarda son dərəcə əhəmiyyətli və yerində müdaxilələr edirlər. Bundan əlavə, hər bir ferment bədəndəki müəyyən kimyəvi reaksiyaları sürətləndirir. Heç bir ferment digər fermentin funksiyasını yerinə yetirmir, öz vəzifəsini də başqaları ilə çaşdırmır.

Məsələn, fermentlərin əksəriyyəti qələvi mühitdə maye tərkibində aktiv ola bildiyi halda, mədədə qida maddələrini həzm etmək funksiyasını daşıyan fermentlər yalnız turş mühitdə aktiv ola bilir. Və ya ağız suyunda nişastanı maltozaya parçalayan amilaza fermenti qida borusu boyunca qida ilə təmasda olur, lakin mədəyə çatdıqda turş mühit onu təsirsiz hala salır. Mədəyə çatdıqda  onsuz da onun vəzifəsi tamamlanmış olur.

Fermentlərin formaları, təsir etdikləri maddələrlə tam uyğunluq təşkil edir. Ferment və  birləşərək təsir edəcəyi maddə üç ölçülü qarışıq bir həndəsi formada, qıfıl-açar şəklində bir-birilərinə bərkidilirlər. Orqanizmin daxilində fermentlərin onlara uyğun gələn maddələri tapmaları və tədricən birləşmələri çox şüurlu hərəkətdir. Bundan əlavə, fermentlər bədənin istənilən yerində  və özlərinə uyğun maddəni axtaran  ovçulara bənzəyirlər. Hər biri öz quruluş və xüsusiyyətlərinə uyğun olan ən münasib yerdə dururlar. Zərərli mühitdən və ya təsirlərini itirəcəkləri mühitdən uzaqlaşırlar. Bütün reaksiyalara təkan vermək və ya onları sürətləndirmək kimi öhdəlikləri öz üzərlərinə götürmək isə üzərində düşünülməli başqa bir mövzudur. Əgər fermentlər onları dayandıran amillər olmazsa, orqanizmdəki bütün reaksiyaları dayanmadan başladar və sürətləndirər. Bu da, məsələn, bir zülalın lazım olduğundan daha çox sintez edilməsinə və ya hüceyrədəki bəzi tarazlıqların pozulmasına səbəb olur. Fermentin fəaliyyətlərini qaydaya salan isə hüceyrədir. Hüceyrə fermentin fəaliyyətinin dayandırılması barədə qərar verdikdə, qeyri adi şüur və planlama ilə fermenti “yayındırır”. Bunun üçün fermentin normal halda birləşdiyi maddəyə oxşayan maddə göndərir və ferment bu maddə ilə birləşir. Bir sözlə, bu “təqlidi” maddə fermenti bir müddətlik yayındıraraq lazımsız fəaliyyət göstərməsinin qarşısını alır. Lakin bu təqlidi maddə həqiqi maddələrlə rəqabət aparmalıdır. Bu səbəbdən də, fermentin fəaliyyətinin bu formada iflic olmasına “competitive inhibitor” (ingibitor) deyilir. Fermentin iştirak etdiyi reaksiya nəticəsində yaranan məhsul müəyyən dərəcəyə çatana qədər fermentin fəaliyyəti bu iflicetmə metodu ilə dayandırılmış olur.

Yuxarıda izah edilənlər əlbəttə ki, üzərindən bir dəfə oxunub keçiləcək hadisələr deyil. Hər şeydən əvvəl bunu xatırlatmaqda fayda vardır; bu hesabları aparan, qərarları alan, planları tətbiq edən təhsilli, şüurlu, məsuliyyətli insanlar deyil, cansız atomların birləşmələrindən meydana gəlmiş zülallar, yağlar, karbohidratlar, vitaminlərdir. Hüceyrə ehtiyat anbarına nəzarət edirmiş kimi, sintez etdiyi maddənin miqdarını müəyyən edir, sintezin bir müddət dayandırılması zərurəti barədə qərar verdiyində isə sintezi dayandırmaq üçün son dərəcə ağıllı bir plan tətbiq edir.

Hüceyrənin fermentin fəaliyyətini dayandıran təqlidi maddəni sintez etməsi və onu  məhz lazım olduğu zamanda göndərməsi də çox şüurlu bir hərəkətdir. Belə ki, əgər bu təqlidi maddələr hər zaman hüceyrədə olsa, təcili olaraq zülal sintezinə ehtiyac yarananda fermentlərin fəaliyyətini azaldaraq sintez prosesinə mane olardılar. Ancaq hüceyrələr hər dəfə dəqiq vaxtı müəyyən edə bilir.  Bu qədər mütəşəkkil, ağıllı və elmi bilik tələb edən hərəkətlərin bir-birinin ardınca gözlə görülməyəcək qədər kiçik molekullar tərəfindən həyata keçirilməsi uca Allah tərəfindən yaradılışın üstünlüyün göstəricilərindəndir. Bütün bu varlıqların Allahın əmrilə hərəkət etdiyi açıq-aşkar bir həqiqətdir.
İndiki zamanda, fermentlər, zülallar və bütün oxşar quruluşlarla əlaqədar təfsilatlar ortaya çıxdıqca, təkamül nəzəriyyəsinin əsassızlığı da üzə çıxır. Bu mikro mühitdəki tərtibat, elm adamlarının istər-istəməz  canlı aləmdə qüsursuz bir tərtibatın olduğunu qəbul etmələrinə səbəb olur.  Mikrobioloq Malkolm Dikson belə alimlərdən biridir:

Ferment sistemi hər dəqiqə gecə-gündüz növbəsində bütün günü işləyən kimyaçıların edə bilmədiyini edir...  Kimsə mövcud olan fermentlərin yüzlərlə yoldaşı ilə birgə təsadüfən bir-birlərini təbii şəkildə tapmalarını ciddi qəbul edə bilərmi? Fermentlər və ferment sistemləri eyni genetik mexanizmlər kimi məhək daşlarıdır. Daha geniş tədqiqat aparıldıqda daha təfsilatlı tərtibat ortaya çıxır.
Fermentlərin təsadüfən meydana gələ bilməyəcək qədər mürəkkəb quruluşa malik olmalarını isə məşhur biokimyaçı Michael Pitman ehtimal hesablarıyla belə ifadə edir:

Bilindiyi kimi, kainatda 1080-ə qədər atom var və “Big Bang”in partlamasından bu yana 1017 saniyə keçdi. Həyatın davam edə bilməsi üçün də 2000 ədəd əsas fermentə ehtiyac var. Bu fermentlərdən birinin belə təsadüfən meydana gəlməsi üçün 1020-dən artıq bir ehtimal lazımdır. Bunun hamısının təsadüfən meydana gəlməsi üçün isə 1040000 ehtimalda bir ehtimal meydana gəlməlidir. Belə bir ehtimalın meydana gəlməsi üçün bütün kainatın orqanik bir horra olduğunu düşünsək də, bu qeyri-mümkündür.

Tək bir fermentin belə təsadüf nəticəsində özbaşına meydana gəlməsi elm adamlarının da sözdə ifadə etdiyi kimi, qətiyyən, qeyri-mümkündür. Halbuki,  bir fermenti meydana gətirmək üçün 50 fərqli ferment bir yerdə işləyir. Bir fermentin tək bir amin turşusunu sintez etmək üçün isə əlavə 9 müxtəlif fermentə ehtiyac vardır. Fermentləri olmayan hüceyrə isə fəaliyyət göstərə bilmədiyi üçün məhv olar. Lakin fermentlərin mövcud olması üçün hüceyrədəki digər fermentlər də olmalıdır. Bu halda, başqa fermentlər olmadan ilk ferment necə meydana gəlib? Məhz bu sual təkamülçülərin heç vaxt cavab verə bilmədiyi bir sualdır.

Lakin təkamülçülərin problemləri bununla bitmir. Fermentlərin kimyəvi sintezinə aid problemləri ilə birgə daha bir xüsusiyyətləri də var. Fermentlər əmələ gəldikdə, əgər lazımlı şərtlərdə qorunmazlarsa, asanlıqla yox olar və ya passiv hala gələr, yəni yararsız hala düşərlər. Nəticə olaraq, bir fermentin belə işlək halda olması üçün digər bütün fermentlər, hüceyrə, sistem və quruluşlar hazır olmalıdır. Yaxşı, bəs ilk ferment necə meydana gəlib? Bu problemin cavabı çox açıqdır. Hər bir canlı bütün molekulları, hüceyrələri, ferment və zülalları ilə birlikdə eyni anda bir bütün olaraq, qüsursuz bir şəkildə uca Allah tərəfindən yaradılmışdır.