JETLAG MAKALESİNDEN KRİPTOKROMLARA



Elimde Bilim Ve Teknik Dergisi, yıl 2015. Gözlüklü ve saçları dökülmemiş bir bilim adamının resmi tüm kapağı kaplıyor. Saçları dökülmemiş diye betimliyorum çünkü genelde o yaşta insanların saçları dökülür hele ki hayatını bilime adamış bir insansa… Evet bahsettiğim kişi bilimsel hayatını iki ana soruya (“Dna molekülü nasıl tamir edilir?” ve “Biyolojik saat nasıl çalışır”) adamış hepimizin Nobel ödülüne layık görülen ilk Türk olarak bildiği: Aziz Sancar. Prof. Dr, hücrelerin hasar gören DNA'ları nasıl onardığını ve genetik bilgisini koruduğunu haritalandıran araştırmaları sayesinde Nobel ödülüne layık görülmüşse de Aziz Sancar’ın bir o kadar önemli olan “Kriptokrom ve Biyolojik saat” çalışması ne yazık ki çok fazla bilinmiyor.


Prof. Dr. Aziz Sancar, bir uçak yolculuğunda dergide biyolojik saat hakkında bir yazı okudu. Uçakta bu dergide okuduğu bir yazı aslında onun son 15-20 yılına damgasını vuran bir alana girmesine sebep oldu. Aziz Sancar bakterilerde bulunan DNA’yı onarabilen fotoliyaz enzimlerinin insanda da var olup olmadığını araştırdı. Buna benzer enzimler buldu fakat insandaki fotoliyaz benzeri proteinler DNA hasarı tamir etmiyor farklı bir işleyişte biyolojik saatte görevliydi. Dünyanın önde gelen bilim dergilerinden Science'da yayınladığı çalışmada, bakterideki enzimlere benzer proteinlere Kriptokrom adını verdi ve hatta genlerden birinin patentini alarak Kriptokrom'un biyolojik saati moleküllerinden biri olduğunu gösterdi. DNA hasar çalışmalarını biyolojik saat çalışmalarıyla birleştirerek özellikle kanser oluşumuna biyolojik saatin etkisi ve kanser tedavisinde biyolojik saatin nasıl kullanılacağına dair çok önemli çalışmalar yaptı. Aynı miktarda zararlı mor ötesi ışınlara günün farklı saatlerinde maruz kalmanın kanser riskini 4 kat değiştirdiğini gösterdi. Ayrıca biyolojik saate göre DNA hasar tamiri kapasitesinin değiştiğini göstererek 'Kronoterapi' denilen ve ilaçların biyolojik saate bağlı olarak en uygun vakitte verilerek en yüksek etkinin en az yan etkiyle eldesini amaçlayan bilim dalına çok büyük katkıları oldu. Biyolojik saatle ilgili başka çalışmalara 2017 yılında Nobel Tıp alanında ödüller de verildiğini göz önünde bulundurursak Tıp alanı için önü açık çok önemli bir konu olduğu aşikar. Biyolojik saat üzerine yazılacak çizilecek çok şey var elbette peki Kriptokromlar?


Hiç göçmen kuşların yönlerini nasıl bulduğunu düşündünüz mü? Sonuçta en ufak sapma bile farklı yönlere gitmesine sebep olabilir. Bunu otobanda yüksek hızda araba sürerken direksiyonda yapacağınız ufacık bir değişikliğin sizi şeritten çıkarmaya yetmesine benzetebilirsiniz. Bu alanda uzun zamandır yapılan çalışmalar sonucu araştırmacılar yalnızca kuşlarda değil insanlar dahil birçok hayvan, bitki ve hatta bakteride mevcut olduğu gösterilen ve "kriptokrom" denilen bir proteinin bu olaydan sorumlu olduğunu gösterdiler. Kriptokromlar, flavoproteinler dediğimiz bir protein ailesine mensup. Bu proteinler, merkezinde bir nükleik asit türevi barındırırlar: FAD’lar (flavin adenin dinükleotit).


FAD, indirgeme-yükseltgeme reaksiyonları (redoks) dediğimiz olaylarla elektron alışverişi yapmayı sağlayan bir molekül. Merkezdeki bu molekülün mavi ışığa ve ortamdaki koşullara bağlı olarak çevresindeki aminoasitlerle -özellikle triptofan ile- H+ alışverişi yapmasının, kriptokromu son derece aktif kıldığını söyleyebilirim. Bildiğimiz gibi retinada görmeden sorumlu farklı şekil ve işlevde hücre var. Kriptokromların özellikle ışığı beyne ileten fotoreseptör nöronlarda ve retinada ışığa son derece duyarlı çomak hücrelerde bulunduğu düşünülmekte. Yukarıda bahsettiğim, proteinin yük dağılımını sürekli değiştirecek kimyasal olaylar, molekülün üç boyutlu yapısında değişikliklere neden oluyor. İşte manyetik alanların da molekülün işlevinde değişikliğe sebep olduğu ve bu sayede kuşların retinasında ışıkla birlikte Dünya’nın manyetik alanlarının da fiziksel olarak görülebildiği düşünülmekte. Son zamanlarda yapılan çalışmalar bu hipotezi doğrular yönde.


Kriptokrom genlerinin evrim ağacının ilk dallarından itibaren son derece korunmuş olduğu görülüyor. Bazı bakteriler, bal arıları, mevye sinekleri, ıstakozlar, yarasalar, kaplumbağalar, somon balıkları, göçmen kuşlar ve insanlar; kriptokromların olduğu bilinen türler.Kriptokromların sirkadiyen ritimde görev almasının yanında bitkilerde fototropizma, ışığı yakalama gibi görevleri de bulunur.

©2019 by fikirkolektif. Tüm hakları saklıdır.