Bildiğiniz üzere 2015 yılında Türk bilim insanı Aziz Sancar Nobel Kimya ödülüne layık görüldü. Bu güzel olayın akabinde ülkede olayla alakası olan olmayan herkes “haklı” bir gurur yaşadı. Aynı milliyete sahip olduğumuz ama daha önce adını bile duymadığımız bu kişi bizi bilim camiasında başarıyla temsil etti.
Bu, Türk bilim dünyası adına çok güzel bir başlangıç elbette. Ancak ben bu ödülün bütün ülkeye mal edilmesinden yana biraz rahatsızlık duymaktayım. Çünkü Aziz Sancar “beyin göçü” kalıbıyla tam anlamıyla örtüşüyor. Kendisi lisans diplomasını Türkiye’de aldıktan sonra bilimsel çalışmalar yapmak üzere Amerika’ya gitmiş. Bu ülke topraklarında doğmuş olması, bizlerle “aynı kan”ı taşıyor olması bizim bu ödülden kendimize pay çıkarmamızı haklı kılmıyor bence.
Son on beş yılda ülkece hafızamızın ne denli zayıfladığını bir çok örnekte kanıtladık zaten. Durum Aziz Sancar’ın kazandığı ödülde de değişmedi. Herkes kısa bir süre bu haklı gururun mutluluğunu yaşadı, ardından unutuldu gitti. Esas üzücü olan taraf ise, esas dikkat çekenin Aziz Sancar ve ekip arkadaşları tarafından yapılan çalışmanın içeriği değil, bir Türk’ün Nobel Ödülü alması olmasıydı bence. Dürüst olalım, bir çoğumuz, ödüle layık görülen çalışmanın başlığını bile bilmiyoruz.
Bu nedenle bu ay sizlerle Nobel Ödülleri’nin resmi internet sayfasında bulunan, ilgili çalışmaya ait bir yazıyı paylaşmak istedim.
DNA Onarımı – Yaşam için Kimyasal Kararlılık Sağlıyor
Bir hücreden diğerine, bir nesilden bir sonrakine. İnsanoğlunu şekillendiren genetik bilgi yüzbinlerce yıldır vücutlarımızdan akıp geçiyor. Thomas Lindahl, Paul Modrich ve Aziz Sancar, hücrenin DNA’sını nasıl onardığı ve genetik bilgiyi nasıl koruduğuyla ilgili yaptıkları çalışma ile 2015 Nobel Kimya Ödülünü almaya hak kazandı.
Bir sperm ve bir yumurtadan gelen yirmi üçer adet kromozom sizin kim olduğunuzu belirliyor. İkisi birleştiğinde sizin orijinal genomunuzu oluşturuyor. Sizi yaratmak için gereken tüm genetik bilgi bu birleşmede bulunuyor.
Döllenmiş yumurta art arda bölünüyor ve DNA molekülleri bir sonraki hücreye aktarılıyor. Bir hafta sonunda, oluşan canlı 128 hücreli ve 300 metre uzunluğunda.
Bugün – milyarlarca hücre bölünmesinin ardından – bir insan DNA’sı güneşin etrafını 250 kez çevreleyecek uzunlukta. Kalıtımsal bilgi, çok fazla kopyalanmasına rağmen en güncel hücrede ve orijinal hücrede aynı denecek kadar benzer. Bu durum bir hayli enteresan çünkü kimyasal açıdan bakıldığında bunun imkânsız olması gerekirdi. Bütün kimyasal reaksiyonlar rastgele hatalara eğilimlidir. Ayrıca DNA’mız günlük olarak radyasyon ve reaktif moleküllere maruz kalıyor. Açıkçası bu koşullar altında kimyasal bir kaos olmamız kaçınılmaz olurdu.
Özel Enzimler DNA’da Oluşan Hasarı Ortadan Kaldırıyor
Tomas Lindahl, Adenin, Guanin, Timin ve Sitozin nükleotidlerinden oluşan ve tıpkı insan DNA’sına benzeyen bakteri DNA’sını kullanarak, onarım enzimlerini incelemeye başladı. DNA’nın zayıf yönlerinden biri Sitozin’in amino grubunu kolayca kaybedebilmesidir. Bu durum kalıtımsal bilgide değişim olmasına yol açabilir. DNA’nın çift sarmal yapısında Sitozin her zaman Guanin ile eşleşir. Fakat amino grubu ortadan kaybolduğunda hasar alan kısımlar Adenin ile eşleşme eğilimine girer. Bu nedenle, eğer bu hasarın devam etmesine izin verilirse DNA’nın bir sonraki kopyalanmasında
mutasyon oluşur. Lindahl, hücrenin bu olaya karşı bir korumasının olması gerektiğini fark etti ve Sitozin’in hasarlı kısımlarını yok eden bakteriyel enzimi tanımladı.
Lindahl, 1974’te üzerinde çalışmaya başladığı bakterilerde “baz eksizyon onarımı ”nın işleyişi hakkındaki bilgileri bir araya getirdi. Baz eksizyon onarımı insanlarda da aynı şekilde işliyor. 1996 yılında Tomas Lindahl, onarımı yapay ortamda insan hücreleri için yeniden düzenleme işine koyuldu.
Tomas Lindahl için yadsınamaz gerçek, DNA molekülünün hücre içindeki korunaklı yerine rağmen moleküldeki değişimlerin kaçınılmaz olmasıydı.
Uzun zamandır bilindiği üzere DNA, UV ışıması gibi çevresel faktörler yüzünden zarar görmekte. UV ışıması nedeniyle zarar gören hücrelerin onarımıyla ilgili çalışma Türkiye doğumlu Aziz Sancar tarafından gerçekleştirildi.
Sancar 1976 yılında Teksas Üniversitesi’nde yürüttüğü çalışmada UV ışınlarından zarar gören DNA’yı onaran enzimin genini klonlamayı başardı.
UV zararlarını onarmak için bakteri iki ayrı sistem kullanıyordu. Işık bağımlı fotolizaz yönteminin yanı sıra, karanlıkta işleyen bir sistem olduğu keşfedildi. Sancar’ın Yale Üniversitesi’ndeki yeni çalışma arkadaşları 60’lı yıllardan beri, uvrA, uvrB, uvrC olmak üzere üç ayrı genetik mutasyona uğrayan bakteri kullanarak bu karanlık sistem üzerine bir çalışma yürütmekteydiler.
Fotolizazla ilgili önceki çalışmalarında olduğu gibi Sancar, karanlık sistemin moleküler işleyişini incelemeye başladı. Birkaç yıl içinde uvrA, uvrB, uvrC genleri tarafından kodlanmış enzimleri tanımladı, izole ve karakterize etti. Yapay ortamda gerçekleştirdiği deneylerde bu enzimlerin UV hasarlarını tanımlayabildiğini gösterdi. Ardından DNA sarmalında 2 kesik oluşturdu. 12-13 nükleotidli hasar almış bu bölümler onarıldı.
DNA Metilasyonu üzerine çalışan Paul Modrich, metil grupların, DNA zincirinin doğru yerden kesilmesi işleminde büyük rol oynadığını gösterdi. Birkaç yıl önce moleküler biyolog Matthew Meselson, DNA üzerindeki metil gruplarının farklı sinyalizasyon işlemlerini önermişti.
Böylelikle Modrich ve Meselson’un yolları DNA Metilasyonu konusunda kesişmiş oldu. Birlikte, DNA’sında birçok yanlış eşleşme olan bir virüs ürettiler. Metil grup yoksunluğu olan ve bu virüs tarafından enfekte edilen bakteri DNA’larının zincirdeki hataları sürekli olarak onardığını gözlemlediler.
Modrich ve Meselson, DNA yanlış eşleşme onarımının, DNA kopyalanırken metilsiz evrede doğal olarak meydana geldiği sonucuna ulaştı.
Onarım Sistemindeki Kusurlar Kansere Yol Açabilir
Baz eksizyon onarımı, nükleotid eksizyon onarımı ve yanlış eşleşme onarımı dışında DNA’mızın devamlılığını sağlayan birçok mekanizma mevcut. Güneş, sigara veya diğer genotoksik maddelerin DNA’mıza verdiği zararları her gün onarmaktalar. Eğer bu onarım mekanizmaları olmasaydı genomumuz bozulurdu. Bu bileşenlerden sadece bir tanesi bile hatalı çalışırsa kalıtımsal bilgi hızlıca değişir ve kanser riski artardı. Nükleotid eksizyon onarımı işleminde meydana gelen kalıtsal bir bozukluk “kseroderma pigmentosum ”a yol açar. Yani UV ışımasına karşı aşırı duyarlılık sonucu, çok az bir güneş ışığına maruz kalındığında bile cilt kanseri olmak kaçınılmaz olur. DNA yanlış eşleşme onarım sisteminde meydana gelen bir bozukluk sonucunda kalıtımsal kolon kanseri olma riski bir hayli artar.
Esasında, birçok kanser formunda bu sistemlerden en az bir tanesinin işlevini yitirmiş olduğu biliniyor. Bu durum kanserli hücrelerin DNA’sının kararsız olmasına neden oluyor, böylece kanser hücreleri mutasyona uğrayarak kemoterapiye karşı direnç gösteriyor. Araştırmacılar, yeni kanser ilaçları üretirken bu durumu göz önünde bulunduruyorlar. Onarım sistemindeki bozuklukları ortadan kaldırmak kanser gelişimini yavaşlatabilir hatta durdurabilir.
Sonuç olarak, 2015 Nobel Kimya Ödülünü kazanan çalışma sadece vücudumuzda meydana gelen olayları anlamamızı sağlamadı, aynı zamanda hayat kurtaran tedavilerin geliştirilmesinde öncü oldu.
**
Sancar “beni ödüle götüren Atatürk’ün ve Türkiye Cumhuriyeti’nin yaptığı eğitim devrimidir. Dolayısıyla bu ödülün sahibi Atatürk ve Türkiye Cumhuriyeti’ni temsil eden Anıtkabir Müzesi’dir ” diyerek Nobel Ödülü ile madalya ve sertifikasını Anıtkabir’e teslim etmiştir.
Atatürk’ün yaptığı eğitim devriminin ışığında daha bir çok bilimsel çalışmaya imza atmak ümidiyle..
(Not : Yazının tamamını http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/2015/popular-chemistryprize2015.pdf sayfasından okuyabilirsiniz.)
