Katalog

14 Akademi 30 Aralık 2017 Cumartesi 2017’de biyolojiye çifte Nobel Ödülü Tunç Kayıkçıoğlu Hatırlarsınız, eski Türkiye’de saatleri her mart ayında bir saat ileri alarak yaz saatine geçer, ekim ayı sonunda da bir saat geri alarak kış saatine dönerdik. Derecesi kişiden kişiye değişmekle birlikte, takip eden bir hafta boyunca otomatik olarak uyduğumuz günlük ritüellerimizde bazı gariplikler olurdu. Örneğin, eskiden işyerinde öğle arası gelmeden acıkmazdık. Ama değişiklikten sonra saat 11’de yiyecek bir şeyler aramaya başlardık. Hatta bu sadece temel biyolojik ihtiyaçlarımızla da sınırlı kalmazdı: İşyerimiz penceresiz bile olsa, biz artık eve gitme zamanı diye hissederken bir de bakardık ki mesainin bitmesine daha çok var. Tam da bu yüzden her saat ayarlamasında hemen sonraki günlerde zamanın “eski saate göre” kaç olduğu hesabı sürekli aklımızın bir köşesinde dururdu. lFizyoloji ve tıp alanındaki ödül İşte bu gözlemlerimizin sebebi vücut saatimizin duvardaki saatten bağımsız biçimde hücrelerimizde işliyor olması. Fizyoloji ve tıp alanında 2017 yılı Nobel Ödülü’nü paylaşan ABD’den Jeff Şekil 2 Şekil 1 rey Hall, Michael Rosbash ve Michael Young’un çalışmaları biyolojik günlük saatin çalışma mekanizması üzerine. Esasında canlıların kendi kendilerine günlük bir döngüyü takip edebildiklerine dair ilk bulgu 18. yüzyıla dayanıyor. Küstümotu bitkisinin karanlıkta tutulduğunda dahi yapraklarını sabahları açıp akşamları kapatma ritmini daima devam ettirebildiği gözlenmiş. Sonraki yıllarda bitkisel periyodik değişimlerin incelenmesi, değişik döngüsel özelliklere sahip bitki gruplarının varlığını göstermiş ve birtakım kalıtsal özelliklerin varlığı fark edilmiş. l Periyot geni Benzer özelliklerin diğer canlılarda da bulunduğunun gözlenmesi ile 20. yüzyıl bilimcileri daha çok meyve sinekleri üzerinde çalışmış. Mutant sineklerin günlük döngülerinin bozulmasına yol açan genleri bulmaya çalışan genetikçi Benzer, PER adlı proteini kodlayan periyot geninin önemini keşfetmiş. Sonrasında bu proteinin modern yöntemlerle üretilebilmesi sayesinde etkileşimde olduğu diğer moleküller bulunmuş. Bir düzine kadar daha proteinin rol aldığı biyolojik saatin çalışma mekanizması çözülebilmiş. Sinek hücresindeki günlük metabolik dalgalanmanın temelinde PER proteininin kendisini kodlayan periyot geninden RNA üretimini azaltıcı etkiye sahip olması yatıyor. Daha az RNA üretimi ise ileri zamanda ortamda daha az PER proteini bulunacak olması sonucunu doğuruyor. Ama daha az PER bulunması periyot geninden daha fazla RNA yapılmaya başlanabilecek olması demek ki bu bir süre sonra bu RNA’dan daha çok PER proteini üretileceği anlamına geliyor. Yani daha uzun vadede periyot geninden daha az RNA üretilebilecek, bu yüzden de... Sadece birkaç proteinin birbiriyle etkileşmesinin günlük metabolizma ve davranışları derinden etkileyebilecek 24 saatlik bir salınıma yol açabilmesi inanılmaz gelebilir. Fakat bu tür iddiaları laboratuvarda deneysel olarak desteklemek mümkün. Örneğin bu sistemin fotosentetik bir bakteri türündeki karşılığını inceleyen Harvard Üniversitesi’nden Erin O’Shea’nın grubu, hücre içi ortamı taklit etmek için gerekli birkaç tuz ve organik molekül dışında sadece KaiA, KaiB, KaiC adlı üç proteini deney tüpüne ekleyerek ka ?KİMDİR Tunç Kayıkçıoğlu, Boğaziçi Üniversitesi mezunu. ABD’de Johns Hopkins Üniversitesi’nde biyofizik üzerine doktora yapıyor. baca bir günlük periyotla dalgalanan sistemi kurmayı başarmış. Amino asit ler iki ucundaki reaktif gruplar aracılı ğıyla tepkimeye girebilen 20 farklı bi leşik, proteinler de birbirine tren gibi zincirleme bağlanmış amino asitlerden oluşan görece monoton moleküller. Fa kat hücrenin proteinleri zaman zaman değişikliğe uğratan bir enzim ordusu var. biri. Fosfat grubu 2007 yılında (yPaOy4ım) dlaanbaunnçlaarlıdşamna larında, sistemin KaiC proteinin diğer KaiC’lerde iki küçük değişiklik yapma sından ibaret olduğunu görmüşler. Ka iC proteinindeki serin (SKaiC) veya treonin (TKaiC) amino asidine fosfat eklenebildiği gibi bazı proteinler her iki konumda birden fosfat taşıyabiliyor (STKaiC). Şekil 2’deki grafik, deney başlatıldıktan sonra bu protein formla rının görece miktarlarının saatlik deği şimini gösteriyor. Fosforlanmış protein miktarı kendiliğinden yaklaşık 25 sa atlik bir periyotla dalgalanıyor. Bu eği lim zamanla kayboluyor, tüm deney hücre dışında olduğundan çözelti veya proteinler bozuluyor olabilir. Bu sistem tek hücreli bir bakteri ye aitti, sinek veya insan gibi çok hüc relilerde işler çok daha karışık. Çün kü hücrelerde sadece kör topal ilerle yen bir saatin işlemesi yeterli değil, or ganlar arası uyumun korunabilmesi için 1010 hücrenin senkronize edilmesi gerekli. Üstelik dış dünyanın gün ışı ğı ritmine uyumlu olarak benimsene cek bir ortak saat dilimi, ömürleri bo yu gün yüzü göremeyecek hücrelere de bir şekilde kabul ettirilmeli. Merkezi sinir sistemi bu nokta da devreye giriyor: Beynin hipotala mus denilen bölgesi, vücuttaki saat leri senkronize etmeye çalışıyor. Jet lag benzeri uyku düzeni sorunları ya şayanların akşamları kullandığı mela tonin hormonu içeren haplar da esasen bu sisteme müdahale etmiş >>