AZİZ SANCAR ve DNA ONARIM MEKANİZMALARI
GİRİŞ
Tüm organizmalar (bakteri, maya, balıklar ve insanlar), hücreleri çevresel hasarlara karşı korumak amacıyla DNA onarım mekanizması içerirler. DNA onarımı, hücre ölümünü, mutasyonu, replikasyon hatalarını, DNA hasarını azaltan bütün işlemlerde kullanılır. Bu işlemlerdeki bir anormallik kansere ve yaşlanmaya yol açar
DNA NEDİR?
Deoksiribonükleik asit (DNA), tüm organizmaların canlılık işlevlerini ve biyolojik gelişmelerini sürdürebilmeleri için gerekli olan, tüm genetik bilgileri taşıyan bir makromoleküldür.
DNA, hasarlanan hücreler ve kanser gibi hastalıklar doğrultusunda zarar görebiliyor. DNA molekülü, doğal ya da çevresel faktörlerin etkisiyle hasara uğrayabiliyor.
DNA HASARI NEDİR?
DNA’nın yapısında meydana gelen hasardan bahsedilir. Nükleotidlerin diziliminde yanlışlık yoktur. DNA hasarına endojen (içsel) ve ekzojen (dışsal) etkenler yol açabilir.
DNA ONARIM MEKANİZMALARI
DNA’da bir hasar oluştuğunda DNA onarım mekanizmaları devreye girmektedir. Hasar tamir edilmezse mutasyonlara ve genomik kararsızlığa yol açar. DNA sentezi sırasında sağlamalı okuma ve yanlış yerleşimi onarma olmasına rağmen, bazı yanlış yerleşmiş bazlar kalmaktadır. DNA’da meydana gelen hasarların onarılması için prokaryot ve ökaryot hücrelerde;
1. Direkt Onarım
2. Baz Kesip Çıkarma ile Onarım
3. Nükleotid Kesip Çıkarma ile Onarım
4. Yanlış Eşleşme (Mismatch) Onarımı
5. Rekombinasyon/Çapraz Bağlanma
olmak üzere beş farklı onarım sistemi bulunmaktadır. Bu durumda bol miktarda hasarlı DNA içeren bir hücre olur. Ve bu hücrenin başına 3 şey gelebilir;
- Hücrenin uyku durumuna geçmesi (senesans)
2. Hücrenin intihar etmesi (apoptoz)
3. Kontrolsüz hücre bölünmesi: kanser
AZİZ SANCAR BU ALANDA NELER YAPTI?
UV ve diğer mutajenler ile olan DNA hasarları üzerine e.coli bakterisinde yaptığı çalışmalarında nükleotid kesip çıkarma mekanizmasını (NER) tanımlamıştır. Daha sonra bu mekanizmada rol oynayan enzimleri kodlayan genlerdeki mutasyonların kansere yatkınlığı artırdığı gösterilmiştir. UV ışınlarına maruz kalan hücrelerde tamir mekanizması doğuştan bozuksa cilt kanseri gelişebileceğini gösterdi.
Aziz Sancar’ı Nobel Ödülü’ne, hücrelerin enzimleri kullanarak, UV ışınları ve diğer karsinojenlerle hasar gören DNA’yı nasıl tamir ettiğini açıklayan çalışmaları götürmüştür. Sancar, DNA onarımında görevli enzimleri saflaştırarak büyük bir başarıya imza atmıştır. Maxicell adını verdiği bu yöntem pek çok araştırmacı tarafından pek çok proteinin saflaştırılması için halen kullanılmaktadır.
Sancar’ın çalışmasında odak nokta DNA’nın yapıtaşı nükleotidlerdi. Çıkarma Yoluyla Nükleotid Tamiri olarak adlandırılan bu sistem, Sancar’ın kendi söylemi ile “En büyük memnuniyeti ve nadiren bulunan sükuneti hissettiren” bir buluş niteliğinde.
MAXICELL NEDİR?
Aziz Sancar bir söyleşesinde kendi açıklamasıyla Maxicell’i şöyle açıklamıştır;
Türkçeye ‘Büyük Hücre’ diye çevirmek mümkün. Genetik mühendisliğinde kullanılan temel bir yöntemdir ve bu yöntemi doktora öğrencisi iken icat ettim. Klonlanmış genlerin yaptığı proteinleri bulmak için çok kullanılmıştır. Örneğin; hepatitis (sarılık) aşısı için kullanılan virus proteinini bulmakta kullanıldı. “Maxicell” benim ürettiğim bilimsel bir sözcüktür ve OED of Biochemistry and Molecular Biology’ye geçmiştir. Bu sadece iki sayfalık bir makale olmasına rağmen 1000 üzerine atıf yapılarak en çok atıf yapılan makalem olmuştur.
DNA ONARIM MEKANİZMASI- NUCLEOTIDE EXCISION NEDİR, NASIL İŞLER?
Aynı söyleşisinde Aziz Sancar bu konuyu da açıklamıştır:
Bu mekanizmada hasarlı DNA sarmalının zinciri, dimeri kapsayan birkaç yakındaki bazla kesilip atılır. Meydana gelen boşluk sarmalın öteki zinciri kullanılarak DNA polimeraz tarafından doldurulur. Bu onarım mekanizmasının üç önemli niteliği var.
Bir; fotoliyaz sadece timin dimerini- hasarı onarabilir, Nucleotide excision repair hem timin dimerini hem de DNA bazlarında kimyasal ve fiziksel binlerce zararlı etkenin yaptığı tahripleri tamir eder. İki; DNA onarımı için ışık enerjisi yerine kimyasal enerji kullanır. Üç; enzim sadece zarara uğramış bir veya iki bazı değil onların etrafındaki 12 bazı (bakterilerde), veya 27 (insanlarda) bazı kesip atar.
Araştırmalarına önce bakteriler ile başlayan Sancar, adı geçen enzimin bakteri DNA’sındaki hasarlı nükleotidleri çıkardığı süreçte bu nükleotidlerin çevresindeki 12 nükleotid de kesip attığını keşfetti. Sancar, söz konusu onarım mekanizmasının insanlar üzerinde daha karmaşık olduğunu ifade ederken, geliştirdiği bir yöntem ile doğru nükleotidlerin mevcut boşluğu nasıl doldurduğunu gözlemledi. Bununla birlikte mekanizma 16 gen tarafından sentezlenen 16 protein işe işleniyordu. Sancar, çalışmaları neticesinde kendisine Nobel’i getiren insan genomundaki DNA onarım genlerinin bütün bir haritasını yayınladı.
AZİZ SANCAR ve ÇALIŞMALARININ ÖNEMİ
Türk bilim insanı Aziz Sancar’ın çalışmalarının önemi bir kez daha ortaya çıkıyor. Hücrelerin hasarlı DNA’yı tamir ederek genetik bilgiyi nasıl koruduklarını moleküler düzeyde haritalayan çalışmalarıyla Profesör Aziz Sancar, Profesör Tomas Lindhal ve Profesör Paul Modrich, 2015 Nobel Kimya Ödülü’ne layık görüldü.
Sancar ve diğer bilim insanları, DNA onarımı mekanizmaları alanında yapılan araştırmalar doğrultusunda kanser hastalığının patolojisinin daha iyi anlaşılması ve yeni tedaviler geliştirilmesine imkân sağlayan bir zemin hazırladı. Çalışmalarıyla DNA hasar ve onarımının kanser üzerine etkilerini araştıran Sancar, kanser tedavi ilaçları geliştirmek ve kansere daha da yaklaşmak i.in hala araştırmalar yapıyor. Ama bir röportajında bunun için en az 10 yıl gerektiğini söylüyor.
KAYNAKÇA;
https://www.herkesebilimteknoloji.com/haberler/yasam/2015-nobel-kimya-onemi-aziz-sancar-aysen-gunel-ozcan-emin-kansu
https://www.gecekitapligi.com/Webkontrol/uploads/Fck/fen_10.pdf#page=151
https://serkanbolat.com/2016/06/08/aziz-sancar/
https://www.intell4.com/dna-onarimi-ve-aziz-sancarin-calismalari-haber-182389
https://www.cumhuriyet.com.tr/haber/aziz-sancarin-bilime-alti-buyuk-katkisi-389259
