Page 24 - LabMedya - 23

24 www.facebook.com/labmedya Yorum

Içimizdeki
Makaslar

Doç. Dr. Kadir Demircan

abamı terzilik günlerinde bol bol izleme im- bir makastır. Vücudun savunma sisteminin
Bkânı buldum. Ortaokul yıllarımın uzun kış haberleşme ağlarını keserek sistemi işlevsiz
gecelerinde terzi dükkânına gider, ısmarlama hale getirir. Bağışıklık sistemine SOS sinyali
takım diktirenlerin ceket provalarını izlerdim. gönderecek olan savunma birimleri hem SOS
Babam ağzında iğne, bazı yerleri iğneler bazı sinyali gönderemez hem de makaslarca kesil-
yerleri kuru sabun kalemiyle işaretlerdi. Müş- diği için ölür. Araştırmacılar YOP makası elin-
teriler babamın dediği şekilde ellerini, kollarını den alınan bakterinin hastalık oluşturmadığını daki bağı keser. 1978’de üç araştırmacı Hindııı (uPA) sahipse, kanseri tedavi etmek için veri-
kaldırır, sağa sola dönerlerdi. Birkaç sefer tek- tespit etmiştir. makasını keşiflerinden dolayı Nobel Tıp Ödü- len ilaç o kadar etkisiz oluyordu. Kanser hüc-
rarlanan bu provalar, ceketin vücuda oturması Gen Cerrahlığı lü’nü aldı. Bu önemli buluş, rekombinant DNA resi, genetik bir aldatma ile kandırılarak makas
ve giyenin içinde rahat edebilmesi için yapı- Son yıllarda klasik genetik mühendisliği yön- dönemini başlatmış oldu. Bu teknoloji ile şeker üretimi azaltılınca, kanser ilacının etkinliğinin
lırdı. Sonradan öğrendim ki canlı hücrelerde temlerinin yerini hızlı ve daha az hata ile çalı- hastalarının kullandığı birçok madde, örneğin arttığı bulundu.
de makaslar varmış. Hem de binlerce. Peki şan genetik cerrahi yöntemleri almaya başladı. insülin, moleküler makaslarla çok miktarda,
vücudumuza yerleştirilmiş, hücrelerimizde Gen cerrahlığı DNA’nın kesilmesi, kırpılması, ucuz ve hızlı bir şekilde bakterilere ürettiriliyor. Makas Tıkaçları
çalışan bu moleküler makaslar neyin nesiydi? genetik maddeye eklemeler ve çıkarmalar ya- Genetiği değiştirilmiş ürünler de yine molekü- Aklınıza şöyle bir şey gelebilir: “Canlıların vü-
Hangi hücresel ceketlerin provalarında kullanı- pılmasıdır. Gen cerrahlığının olmazsa olmazı ler makaslara bağımlı bir teknoloji. Şu an 10 cudunda binlerce makas var. Bunlar her şeyi
lıyorlardı? Belki de babamın ceket provalarının moleküler makaslardır. milyar dolar olan bu pazarın değerinin 2025 yı- kesmek ve parçalamak için programlanmış.
gizemli etkisiyle, doktora ve doktora sonrası lında 50 milyar dolara çıkacağı tahmin ediliyor. Bunlardan nasıl korunacağız veya korunmalı
çalışmalarımı mikro makaslardan biri olan Bu teknoloji ile kutuplarda yaşayan bir balığın mıyız?” Vücudumuzda homeostasis denilen
ADAMTS genleri üzerine 2000-2010 yılarında geni makaslarla çıkarılıp alınarak yine makas- Yeni Nesil, Çinko Parmak Makaslar bir denge var. Makaslar yerine göre çalışmalı,
Japonya’da yaptım. Şimdi de TÜBİTAK destek- lar sayesinde bir bitkiye aktarılabiliyor (bkz. Birkaç örneğini verdiğimiz moleküler makas- yerine göre durmalıdır. Fazla çalışmaları da,
li bir proje ile hâlâ moleküler makasların sırlı Gözcelioğlu, B., “Kutup Canlıları Donmayan ları ne saymakla bitirebiliriz ne de detaylı bir az çalışmaları da dengeyi bozar. Makasları
dünyasını –romatizma ve beyin yaralanmaları Yaşamlar”, Bilim ve Teknik, Mayıs 2013) ve o şekilde açıklayabiliriz. Çünkü henüz çoğundan durduran tıkaç görevini “makas engelleyici-
gibi çeşitli hastalıklarda- araştırmaya devam bitkinin donması engellenebiliyor. Aslında bir haberdar değiliz. Haberdar olduklarımızı da ler” denilen proteinler yapar. Bu ket vurucular,
ediyorum. nevi organ nakli gibi, genler canlıdan canlıya yeni yeni anlamaya başladık. Sadece bak- makasların ağzını kapalı tutarak programsız
Hastalıkta ve Sağlıkta transfer edilebiliyor. Yani “moleküler makaslar terilerde 3000’in üzerinde moleküler makas ve gelişigüzel bir kesme işi gerçekleşmesini
olmasa moleküler biyoloji ve biyoteknoloji de
Moleküler makas dediğimizde, kesme işlemi olamazdı” dersek çok abartmış sayılmayız. detaylı olarak araştırılmış, bunların 600’ünden engeller. Tıkaç bozulur ve görevini yapamaz-
fazlası ticari ürün olarak piyasaya sürülmüştür.
yapan nano büyüklükte proteinler aklımıza ge- Gözle görülmeyen bu mini aletler, bilim insan- sa ne olur?
lir. Hücrenin büyüklüğünün yaklaşık iki mikro- Makas Çalışmazsa? larının elinde birer makas olarak, laboratuvar- Alfa-1-antitripsin yetmezliği bu duruma örnek
metre olduğunu kabul edersek, bu alanda yüz- Vücudumuzda binlerce farklı tür makas var. larda DNA ve protein çalışmalarında çok sık olarak verilebilir. Kalıtsal hastalıklardan biri
lerce mikro makas iş görüyor demektir. Gerçek Kalp damar hastalıklarından romatizmaya, di- kullanılır. Özellikle çinko atomu içeren “çinko olan antitripsin yetmezliği yani eksikliğinde si-
bir makas gibi olmasa da, aslında yaptıkları iş yabetten kansere kadar çok farklı hastalıklarda roz, astım, kronik bronşit, amfizem ve KOAH
aynıdır: Kesmek ve biçmek. Bu yüzden araş- rolleri olduğu biliniyor. Hatta DNA tamirinde bile parmak makaslar” yeni nesil makaslar olarak gibi akciğer hastalıkları ortaya çıkabilir. Elas-
tırmacılar hücre ölçeğindeki kesme işleminden rolleri var. DNA tamir mekanizması olmasaydı dikkat çekmeye başladı. Yüksek hassasiyette taz, akciğer bronşlarındaki elastik liflerin ke-
sorumlu bu moleküllere moleküler makas is- hayat imkânsız olurdu. DNA, hücre bölünme- genom makası da denilen çinko parmaklar ta- silmesinden sorumlu bir makastır. Elastazlar
mini vermiş. Kesme derken, DNA’daki nükleik si sırasında yeni nesillere aktarılır. Bunun için rımda, biyoteknolojide, tıpta ve eczacılıkta yeni
asitler ve proteinlerdeki amino asitler arasın- replikasyon denilen bir mekanizma ile kendini pencereler açmaya başladı. yaşlı ve bozuk hücreleri de parçalayarak imha
eder. Normal şartlarda elastaz ile alfa-
daki bağların koparılmasını kast ediyoruz. Ör- kopyalar. Bu kopyalama işlemi sırasında mil- Kısacası, seslerini duymasak da içimizde şı-
neğin asparajin (N), izolösin (ı), treonin (T), yarlarca hata oluşur. DNA tamir sistemi ile bu kır şıkır çalışan makaslar var. Nasıl provası 1-antitripsinin etkinlikeri denge halindedir. Al-
gulatamin (E), glisin (G) ve glutamin (E) amino hatalar onarılır. DNA tamir sistemi çalışmazsa iyi yapılmamış bir ceket kişinin üzerine tam fa-1-antitripsin, dokuları fazla kesilmekten
asitlerinden oluşan altı amino asitlik bir diziyi insan da yaşayamaz. ADAMTS13 makası, pıh- oturmazsa, içimizdeki makaslar da görevle- korur. Antitripsin eksikliğinde denge bozulur,
(NıTEGE) tanıyıp kesen ve ADAMTS adı verilen tılaşma sisteminde görevli bir proteini kesiyor. rini yerine getirmezse hayatımızı sürdürmek elastaz makasının ağzı kapatılamaz. Ma-
makaslar var. Kesme işlemi sonucu ortaya çı- Kan pulcuklarının kanama yerine yapışmasını çok zor olur. İçimizdeki makasların sesleri kasların fazla çalışması sonucunda akciğer
kan parçalar, hastalıkların tanısında, teşhisinde sağlayan bu protein (vWF) yaranın kapatıl- birçok araştırmacıyı kendine çekiyor. Kim bi- dokusunda hasar oluşur. Nefes alıp vermek
ve ilaç keşif çalışmalarında çok işe yarıyor. masında görev alan, yapışma özelliği olan bir lir, belki bir gün siz de bu seslerin büyüsüne zorlaşır. Sigara da elastaz üretimini artırır, an-
Proteinleri kesen proteazlar ve DNA’yı kesen madde. ADAMTS13, pıhtılaşma için gerekli kapılır ve moleküler biyolojinin kapısından titripsinin etkinliğini azaltır. Bir günde yaklaşık
endonükleaz enzimleri verebileceğimiz ilk ör- proteini, belli amino asitler arasından kesiyor. içeri giriverirsiniz. yirmi bin kere nefes alıp verdiğimizi düşünür-
nekler. Proteaz makasları, vücudumuzdaki Böylece pıhtılaşmada görevli protein ideal bü- Makası Çok Olan Savaşı Kazanır sek bu küçük makasların hayatımız için öne-
biyokimyasal etkinliklerde proteinleri parçalar. yüklükte ortaya çıkıyor. ADAMTS13 makasının Kanser hücresi yaşamak için besine ihtiyaç mini daha iyi anlarız.
Enzimin aktif yapısında kalsiyum ve çinko gibi bozuk olması durumunda (mutasyon) büyük duyar. Beslenmek için kan damarlarını kulla- Kaynaklar
iyonlar olan makaslara “matriks proteazlar”, ve hayli yapışkan bir özelliğe sahip olan pıhtı nır. Bulunduğu yerden başka yerlere yayılırken
serin amino asidi olanlara da “serin makaslar” proteini kesilip uygun büyüklüğe getirilemiyor (metastaz) damar duvarlarının kesilmesi ve • Demircan, K. ve ark, “ADAMTS1, ADAMTS5, ADAMTS9
aggrecanase-generated
proteoglycanfrag-
and
adı verilir. Makaslar bazen kanın pıhtılaşması ve sonuçta trombotik trombositopenik purpura ilerlediği yolun açılması gerekir. Bunu nasıl ments are induced following spinal cord injury in
için gerekli bir maddeyi kesip biçerek uygun hastalığı ortaya çıkıyor. Kalıtsal purpura has- yapar? Örneğin prostat kanser hücresi, göç Mouse”,Neuroscience Letters, Cilt 544, s.25-30,
büyüklüğe getirirken, bazen de bir bakterinin talığında, alyuvarların damar içinde parçalan- ederken geçeceği yolları temizlemek için özel 2013.
hastalık oluşturduğu hücrenin haberleşme hat- ması, damar tıkanması ve kansızlık görülüyor. makasını kullanır. uPA adı verilen bu özel ma- • Demircan, K., ve ark, “ADAMTS-9 is synergistically in-
larını keserek hücreyi ölüme sürükler. Başka bir makas olan ADAM10’un Alzhei- kas, kanser hücresinin yayılması ve kolay göç duced by interleukin-1beta and tumor necrosis factor
Makassız Mikrop Hastalık Oluşturabilir mi? mer hastalığı riski ile ilişkisi olduğu bulundu. edebilmesi için ortamda bulunan proteinleri alpha in OUMS-27 chondrosarcoma cells andin human
chondrocytes”, Arthritis Rheumatism, Cilt 52,
Yersinia pestis adlı bakteri, insana pirelerle bu- ADAM10, Alzheimer hastalığının oluşumunda keser. uPA gibi makaslar birçok dokuda vardır, s. 1451-1460, 2005.
laşarak kara ölüm diye de anılan veba hastalı- rol aldığı düşünülen amiloid proteinini kesen ama kanser hücresinde miktarları artar. Ben- • Demircan, K., ve ark, “A multi-functional gene family
ğına sebep olur. Yersin adlı araştırmacının adını moleküler bir makas. zer şekilde, kanserli sinir hücreleri bu makasla from arthritisto cancer: a disintegrin-like metallopro-
verdiği bu bakteri vücudumuza girince, saldırı Nobel ödülü moleküler makasların klonlama- hücre dışı matriks ve bazal tabakayı keserek teinase with thrombospondin type-1motif (ADAMTS)”,
birliklerini serbest bırakır. Yersinia bakterisinin nın ve gen transferinin 1970’li yıllarda baş- yolunu temizler ve temizlenmiş yol üzerinde Journal of Clinical and Analitic Medicine, 2013 (bas-
kıda).
öldürücü ve en önemli saldırı birliklerinden ladığı kabul edilir. İlk moleküler makaslardan rahatlıkla ilerler. 2009 yılında “Moleküler ma- • Demircan, K., ve ark, “Augmentation of ADAMTS9 gene
olan “yersinia dış proteini” (YOP) öldürmek is- biri, Haemophilus influenzae bakterisinden kaslar akciğer kanserinde tedavi kalitesini be- expression by IL-1beta isreversed by NFkappaB and
tediği canlının akyuvarlarına saldırır. YOP bün- elde edilen Hindııı makası. Bu makas DNA’nın lirliyor” başlıklı bir makale yayımlandı. Akciğer MAPK inhibitors, but not PI3 kinase inhibitors”, Cell
yesinde sistein amino asidi bulunan moleküler AAGCTT dizisini görünce iki A (adenin) arasın- hücresi ne kadar fazla plazminojen makasa Biochemistry and Function, 2012 (baskıda).