Katalog

www.iku.edu.tr BİLİM KÜLTÜR VE EĞİTİM 2015 NOBEL KİMYA ÖDÜLÜ: DNA Onarım Mekanizmaları Aziz Sancar (Türkiye, ABD), North Carolina State Üniversitesi Tıp Fakültesi (ABD) Sancar Laboratuvarı’nda yürüttüğü “DNA Onarım Mekanizması” çalışmaları ile 2015 NOBEL KİMYA ÖDÜLÜ’nü kazandı. 2015 Nobel Kimya Ödülü Sancar ile birlikte, yine DNA onarım mekanizmaları ile ilgili araştırmalar yapan Tomas Lindahl (Francis Crick Enstitüsü, Hertfordshire, İngiltere) ve Paul Modrich’e (İsveç, Durham Üniversitesi Tıp Fakültesi, North Carolina, ABD) verildi. Prof.Dr. Nihal Sarıer Istanbul Kültür Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü Öğretim Üyesi İ sveç Kraliyet Bilim Akademisi, düzenlediği basın toplantısında, Lindahl, Modrich ve Sancar’ın “hücrelerin hasar gören DNA’yı nasıl onardığını ve genetik bilgiyi nasıl koruma altına aldığını ortaya çıkaran, yeni kanser tedavilerinin geliştirilmesinde çığır açan “ çalışmaları için Nobel Kimya Ödülü’ne layık görüldüklerini bildirdi. 2015 Nobel Kimya Ödülü’nün konusu: DNA Tamir Mekanizması Bir insanın original gen haritası, anneden gelen 23 kromozom ile babadan gelen 23 kromozomun birleşme Lidhal Modrich Sancar si ile oluşur. Bu 46 kromozom insanın orjinal genomunu (genetik malzemesini) oluşturur. Her kromozom çift zincirli sarmal yapıya sahip olan DNA (Dioksiribonükleik asit) molekülü içerir. Şekil 1’de DNA’nın yapısı ve çoğalma mekanizması görülmektedir. Hücre çekirdeklerinde yer alan ve hücreyi yöneten DNA molekülleri nükleotid adı verilen gruplardan oluşur. Nükleotidler de şeker, baz ve fosfat gruplarından oluşur. DNA’yı oluşturan nükleotidlerin yapısında 4 çeşit baz bulunur. Bunlar Adenine (A), Nükleotid Eksizyon* Onarımı Thymine (T), Guanine (G) ve Cystosine(C) dir. Adenine UV ışınlarına maruz kalarak tahrip olan hücrelerin DNA onarım mekanizması Thymine ile Guanine de Cystosine ile baz çifti oluştu(*eksizyon: Kesip çıkarma) rur. Bir hücre içerisinde bulunan 46 kromozom yaklaşık UV radyasyonuna ya da karsionejik maddelere örneğin sigara dumanına maruz kalan DNA yaralan6 milyar baz çiftinden oluşur. Döllenme sonucu oluşan maları Nükleotid Eksizyon Onarımı ile ilileşir. Bu mekanizma Aziz Sancar tarafından bulunmuştur. hücrede bulunan DNA moleküllerinin uzunluğu yaklaşık 2 metredir. Hücre bölünerek çoğaldıkça kromozomlar ve kromozomları oluşturan DNA molekülleri kopyalanarak yine 46 kromozomdan oluşan tam bir set meydana getirir. Hücrelerin bölünerek çoğalması hızla devam eder, bir haftanın sonunda tüm kromozomları tamam olan 128 hücre oluşmuş, DNA’ların toplam uzunluğu 300 metreyi bulmuştur. Yetişkin bir insanın vücudunda var olan hücrelerdeki DNA moleküllerinden oluşturulacak bir zincir, Şekil 2. Nükleotid Eksizyon Onarım Mekanizması yeryüzünden güneşe 250 kez gidip gelme mesafesine karşılık gelir. Genetik malzeme milyarlarca kez kopyalandığı halde sağlıklı hücrelerin genomu döllenmeyle oluşan ilk hücredeki genom ile tümü ile aynıdır. DNA’larımız bir grup koruyucu protein tarafından izleniyor: İnsan DNA’sı doğum öncesi dönemde ve yaşam içinde sürekli olarak morötesi (UV) ışınlar, serbest radikaller ve çeşitli kimyasallar nedeniyle zarar görür. Ancak bu tür dış saldırılar olmadan da DNA molekülleri, kalıtımsal olarak değişken bir yapıya sahiptir. Hücrenin genomunda her gün çok sayıda değişiklik meydana gelir. Daha da ötesi insan vücudundaki hücreler her gün milyonlarca kez bölünmeye, bu esnada DNA kopyalanmaya devam eder. DNA’nın kopyalanması sırasında bazı bozukluklar ortaya çıkar. Hücrelerin içinde genlerin tahrip olup olmadığını sürekli izleyen bir grup koruyucu protein bulunmaktadır. 2015 Nobel Kimya Ödülü’nü paylaşan Tomas Lindahl, Paul Modrich ve Aziz Sancar birbirinden bağımsız olarak yaptıkları çalışmalarda DNA moleküllerinin tamir mekanizmalarını moleküler düzeyde çözmüşler, kalıtsal hastalıkların, çeşitli organlarda kanser gelişmesinin ve yaşlanmanın moleküler nedenlerini açıklayabilen mekanizmaları bulmuşlardır. 1970’lerin başlarında bilim adamları, DNA’nın son derece kararlı bir molekül olduğunu düşünüyordu. Lindahl, DNA’nın çok yavaş olarak bozulduğunu, bu bozulmanın aslında yeryüzünde canlı varlıkların gelişimini ortadan kaldıracak türden bir bozulma olduğunu belirledi. Daha sonra Lindahl, bozulma reaksiyonları sonucu yok olması gereken DNA’ların bozulmasına sürekli olarak engel olan moleküler bir mekanizmanın varlığını keşfetti. Aziz Sancar, ultraviyole ışınlarının DNA’da neden olduğu hasarı tamir etmek için hücrelerin kullandığı onarım mekanizmasının haritasını çıkardı. Paul Modrich de hücrelerin, hücre bölünmesi esnasında DNA’nın kopyalanmasında ortaya çıkan hataları nasıl düzelttiğini buldu. DNA’larımızda hasar tesbiti ve onarımı : Şekil 2’de Aziz Sancar’ın “Nükleotid Eksizyon Onarımı” ismini verdiği, morötesi (UV, dalgaboyu aralığı 400100 nm) ışınlara ya da sigara dumanına maruz kalan bir DNA da meydana gelen hasar ve bu hasarın onarımı bir modelle açıklanmaktadır. Nobel Ödülleri sayfasında yer alan bu modelde görüldüğü gibi örneğin UV ışınlara maruz kalan DNA üzerindeki bir bölgede bir Thymine(T) bir Adenine (A) ile TA baz çifti oluşturmak yerine, yanlışlıkla iki Thymine (T) birbirine bağlanarak TT baz çifti oluşturur. Böylece DNA’da bir hasar meydana gelmiş, BEDR RAHM EYÜBOĞLU “Sanatın Ocağında Bir Alev” Resim Sergisi yapıda bozulma başlamıştır. Ancak DNA, nükleotidden bozuk parçayı kesip çıkarmak ve tamir etmek için bir “takım çantası” bulundurmaktadır. DNA’nın yapısında bulunan “exinükleaz enzimi” hasar gören noktayı tespit ederek, bu bölgedeki yaklaşık 12 nükleotidlik bir zinciri keserek yapıdan uzaklaştırır. Daha sonra “DNA polimeraz enzimi” kesilen bölgedeki boşluğu doldurur. “DNA ligaz enzimi” de bir tutkal gibi DNA sarmalını birbirine yapıştırır. Böylece DNA sı zarar gören hücre onarılmış olur. Bu çalışmaların bir devamı olarak, Sancar ve arkadaşları kanserli hücrelerin de tıpkı sağlıklı hücreler gibi DNA’larına zarar veren çevresel etkilere karşı nükleotid onarım mekanizmalarını kullandığını belirlemiştir. Kanserli hücrelerin nükleotid onarımını engelleyecek enzimlerin ve yeni organic kimyasallar geliştirilmesi ile ilgili çalışmalarda önemli aşamalar kaydedildiği ifade edilmektedir. 30 Aralık 2015 Çarşamba, saat:15.00 Sergimiz cak 2016 20 O k 2015 – natseverlerin 30 Aralı sa a r. arasınd tarihleri tine açık olacaktı ziyare Kaynaklar: 1 http://www.nobelprize.org 2 http://www.pnas. org/content/102/45/16125.full 3 http://www.med. unc.edu/biochem/people/faculty/primary/asancar 4Orhan Bursalı, ‘Nobel alacak diye yazıp durma!’, Cumhuriyet Gazetesi, 8 Ekim 2015