Nobel’den umut çıktı

Bu yıl kimya alanındaki Nobel ödülünü üç bilim insanı paylaştı. Genetik özelliklerimizle ilgili talimatların üstünde yazılı olduğu DNA’dan, bu bilgilerin nasıl olup da hayata geçirildiğini anlamamıza yardım ettikleri için bu ödüle layık görüldüler.
Ödül sahiplerinden biri; memleketi İsrail’de araştırmalarına devam etmekte olan 70 yaşındaki Dr. Ada Yonath. Kimya alanında bu güne kadar Nobel ödülü alan dördüncü ve 1964’den beri ilk kadın. Bu onurun ilk sahibesi ünlü Marie Curie. Dr. Yonath 1970’lerde geçirdiği bir bisiklet kazasından sonra uzun bir süre dinlenmek zorunda kalıyor. Bu dönemde, okuduğu birçok kitaptan biri kutup ayıları hakkında. Ayıların uzun kış uykuları sırasında hücrelerinde olan değişiklikler, özellikle hücre içi protein fabrikalarının korunması ilgisini çekiyor. İyileştikten sonra bu konuda araştırma yapmaya başlıyor. Bu konunun çözülemez olduğunu düşünen bir çok meslekdaşı, herhalde kazada başını çarptığı için aklını bu işlere taktı diye düşünüyorlar.
Ödülün ikinci sahibi Yale Üniversitesi profesörlerinden Dr. Thomas Steitz hücrenin protein fabrikası olan ribozomun yapısını gördüğü andaki hislerini, Everest’in tepesine ulaştıklarında dört bir yandaki muhteşem manzarayla gözleri kamaşan dağcıların coşkusuna benzetiyor. Dr. Steitz, ribozomların işlevlerinin anlaşılmasıyla her türlü antibiyotiğe dirençli olan mikroplarla mücadele yolunun açıldığını söylüyor.
Ödülün üçüncü ortağı Dr. Ramakrishnan Hindistan’da doğmuş, eğitimini Amerika Birleşik Devletleri’nde tamamlamış. Şimdi araştırmalarına İngiltere’de Cambridge Üniversitesi’nde devam ediyor. Aslında bir teorik fizikçi. 1970’lerde biyolojideki baş döndürücü keşiflerden çok etkilenmiş ve bu yönde çalışmaya karar vermiş. Gazeteciler 1.4 milyon dolarlık ödülün üçte birini alınca ne yapacağını sorunca, bir süre düşünüp herhalde oğluma yeni bir çello alırım diye cevap vermiş.

Hücre denen fabrika
Her canlının temel yapı taşı olan hücrenin içinde neler olup bittiğini anlatmaya bir benzetme yaparak başlayalım. Diyelim ki büyük bir futbol stadyumu yapılacak. Önce planı çiziliyor. Tribünlerin milimetrik ölçümlerinden, seyircilerin oturduklarında yaslanacakları yerlerin eğimine kadar inceden inceye her türlü ayrıntının özellikleri kaydediliyor. Aynı titizlikle, soyunma odalarından gişelere, zeminin derinliklerinden, tribünlerin üstünü kapayan yapılara kadar binlerce ayrıntı bir planda yerlerini buluyor. Yapı özelliklerinin yanı sıra, otomatik girişlerin nasıl çalışacağı, yürüyen merdivenlerin nasıl işleyeceği gibi birçok işlevsel bilgi de kaydediliyor. Tüm canlıların hücrelerinde bulunan DNA da, stadyumun ayrıntılı planı gibi, ait olduğu canlının yapısının ve nasıl çalışacağının planını taşıyor.

Genetik bilgileri taşıyan DNA, hücrenin çekirdeğindeki kromozomların içinde saklanıyor. DNA merdivenindeki iki harfli basamakların beşi, onu, bazen yüzlercesi bir geni oluşturuyor. Bir gendeki talimatı uygulayabilmek için kopyası çekiliyor. Büyük planının bir sayfasının kopyasına benzeyen bu moleküle RNA deniyor.


Planların iletilmesi
Stadyumun inşasında ilk adım planı uygulamaya koyacak, mühendislere ve ustalara bu planın aktarılması olur. Ardından şantiyedeki fabrikada plandaki bilgilere bakılarak gerekli yapı malzemeleri üretilir Hücrelerde de, DNA’da kayıtlı planların uygulanabilmesi için benzer bir bilgi aktarımına ve yapı elemanlarının üretileceği bir fabrikaya ihtiyaç vardır.
Stadyumun ayrıntılı planı tek olduğu, kaybolur veya hasar görürse bir daha yerine konulamayacağı için nasıl şantiyenin merkezindeki kasada tutuluyorsa, DNA da hücrenin en korunmalı yerinde, çekirdekte paketlenmiş halde saklanır. Üstünde yazılı talimatların, tıbbi adıyla genetik kodların gerektiğinde kopyası çekilip RNA denilen kuryelere aktarılır. RNA habercileri hücrenin çekirdeğini çevreleyen duvarı aşıp yapı malzemelerinin imal edildiği fabrikaya gider. Hücrelerdeki bu fabrikalara ribozom denir.



DNA’nın kromozomdan ayrılması mümkün olmadığı için, çekilen kopya (RNA) çekirdeğin duvarını geçip kasadan aldığı plan sayfasını taşıyan kurye gibi fabrikaya doğru yollanıyor. Ribozom adlı protein fabrikası, hammaddeleri hazır, gelen planı okuyup ona göre sıralayacağı amino asitlerden protein yapmak için hazır bekliyor.


Fabrikada imalat
Vücudumuzdaki yapı taşları ve haberleşmeleri sağlayan maddeler proteinlerden yapılmıştır. Proteinleri amino asit denilen boncukların bir araya gelmesiyle oluşan zincirlere benzetebiliriz. Vücudumuzda 20 amino asit vardır. Nasıl ki değişik renkteki 20 boncuk farklı sayıda ve sırada dizildiğinde ortaya bir sürü birbirine benzemez zincir çıkarsa, insan vücudunda da sadece 20 çeşit amino asit olmasına karşılık binlerce çeşit protein vardır. Bu proteinler hücrenin çekirde-ğinden RNA’larla gönderilen talimat doğrultusunda ribozomlarda yapılır.
Üç bilim insanı ribozomların en küçük parçalarına, yani tek tek atomlarına kadar neden yapıldıklarını ve nasıl çalıştıklarını buldu. Dr. Yonath’ın ribozomlarla uğraşmaya başlaması bundan 30 yıl önceye gidiyor. İşe, özel bir röntgen sistemiyle, tek hücreli bir mikrobun resmini çekmekle başlamış. Ancak 25 bin poz resimden sonra bir şeyler görmeye başlamış. 20 yıl daha uğraştıktan sonra ribozomun büyük parçasını oluşturan milyonlarca noktanın resmini çekmeyi başarmış. Bu noktaların ne anlama geldiğini ise Dr. Steitz ortaya çıkarmış. Çok güçlü bir mikroskop kullanarak hangi noktanın hangi atom olduğunu bulmuş. Dr. Ramakrishnan ise, ribosomun küçük parçasının atomik yapısını keşfetmiş.



Fabrikadaki işçinin getirilen plana bakarak, renkli bilyelerden hassas bir alet parçası yapması gibi, ribozom da RNA‘nın üstündeki bilgiyi okuyup gerekli amino asitleri alıyor ve genin talimatı uyarınca diziyor. Sağ altta gerçek bir ribozomun milyonlarca kez büyütülerek çekilmiş resmi görülüyor.

Bu buluş ne işe yarar?
Ribozomların anlaşılması hastalıkların tedavisin-de önemli bir çığır açtı. Örneğin, mikropların ribozomlarına girip protein imal etmelerini engel-leyen maddelerden yeni antibiyotikler yapılıyor. Böylece en amansız, öldürücü bulaşıcı hastalıklara bile çare bulunuyor. Bir asırdan daha kısa bir süre önce insanlığın başta gelen ölüm nedeni enfeksiyon hastalıklarıydı. Ard arda bulunan birçok antibiyotikle bu sorunun üstesinden geldik diye düşünürken, eldeki ilaçların tümüne dirençli mikroplar görülmeye başlandı. Bu amansız mikroplarla savaşabilmek için daha önce denenmemiş yollara ihtiyaç var. İşte bu yıl Nobel alan üç bilim insanının hayatlarını adadıkları araştırmalar, dirençli mikroplara karşı yeni silahların üretilmesini sağlayacak daha önce bilinmeyen yolları aydınlatıyor.