Aziz Sancar’ın Geliştirdiği Genetik Mühendisliğinin Temel Yöntemi: Maxicell
Bilimsel çalışmalarını DNA onarımı üzerine yoğunlaştıran Sancar ilk keşfini henüz doktora öğrencisiyken yaptı. Maxicell (büyük hücre) olarak adlandırdığı bu yöntem, genetik mühendisliğinin temel yöntemlerinden biri oldu. Bu yazımızda da bu yöntem nedir kısaca açıkladık. Yeryüzünde yaşamın oluşması ve devamı canlıların yapı taşlarını kodlanmış bilgi olarak taşıyan DNA molekülleri sayesinde mümkündür. Bu nedenle sağlıklı gelecek nesillerin olabilmesi için DNA nın taşıdığı bilginin bütünlüğünün korunması ve bozulmaya karşı dayanıklı olması gerekir.
DNA moleküllerimiz sürekli olarak çevresel etkilerin saldırısı altındadır. Yapısında oluşan hasar ve bozukluklar onarılamadığı takdirde çeşitli hastalıklar ortaya çıkar. Mutasyonlar oluşarak yapı değişebilir. Hücrelerimizde DNA yapısında oluşan bozulma ve hataları sürekli takip eden ve düzelten bir mekanizma mevcuttur.
Önerilen Yazı: Bilim İnsanları Petri Kabında Mini Beyin Geliştirdi
Bakterilerde kromozomdan ayrı olarak bulunan daha küçük halkasal DNA moleküllerine plazmid denir. Aziz Sancar bakteri hücresi içindeki kromozomun UV ışınlarının etkisiyle yok edilip plazmidin sağlam ve tek başına hücre içinde bırakıldığı Maxicell yöntemini geliştirdi. Böylece, plazmide aktarılan genler ve protein ürünleri bakterinin kendi genleri ve proteinleri araya karışmadan incelenebiliyor.
Vücudumuzu oluşturan hücrelerin çekirdeğinde bulunan kromozomların içerisinde paketlenmiş halde DNA bulunur. DNA’da biyolojik şifremiz gizlidir. DNA sarmal yapıdadır. DNA’nın sarmallarının her basamağında nükleotid adı verilen protein yapı taşlarının dizilişiyle genler oluşur. Bu sıralamada oluşacak hatalar kanser, doğuştan sakat doğma gibi ciddi sağlık sorunlarına yol açabilir. DNA’daki nükleotid sıralamasındaki hatalardan birisi de, yan yana gelmiş olan ikili Timin nükleotidlerin, Adenin nükleotidlerini bırakıp birbiriyle birleşmesidir. (Adenin ve Timin nükleotidleri karşı karşıya gelerek birbirleriyle birleşirler. Timin nükleotidinin diğer bir Timin nükleotidiyle birleşmesi DNA’daki bir hatadır, bir mutasyondur.)
Önerilen Yazı: Aziz Sancar Kimdir? Hayatı, Eserleri Nelerdir?
Sancar, DNA’daki bu hatanın “nükleotid kesim onarım” yöntemiyle onarıldığını buldu. Bu onarım mekanizması, 1964 yılında tespit edilmesine rağmen detayları bir türlü çözülememişti. Daha sonra bu yöntemin başka onarımlarda da kullanıldığı keşfedildi. Bu mekanizmada, özel bir enzim DNA boyunca dolaşıp hasar tespit ettiği bölgede, DNA’nın hasarlı bölümü ve yakındaki birkaç nükleotid kesip atılır. Oluşan boşluk DNA sarmalının öteki zinciri kullanılarak DNA polimeraz enzimi tarafından doldurulur. (Polimeraz enzimi DNA eşleşmesini sağlayan enzimdir.) Nükleotid kesim onarım mekanizmadaki başrol oyuncusu eksinükleaz enzimi-fotoliyaz gibi ikili timin nükleotidlerini onarmanın yanı sıra – DNA sarmalında kimyasal ve fiziksel etkenler sonucu oluşan diğer hasarları da tamir eder. Bunu yaparken de fotoliyaz enziminin kullandığı gibi ışık enerjisini kullanmaz, kimyasal enerjiyi kullanır.
Maxicell ile ilgili makalesine 1000’in üzerinde atıf yapıldı ve Maxicell terimi Oxford Dictionary of Biochemistry and Molecular Biology’ye girdi. DNA onarımında görevli enzimleri saflaştırmak için keşfettiği bu yöntem pek çok araştırmacı tarafından pek çok proteinin saflaştırılması için kullanıyor. 2015 yılı Kimya Nobel Ödülü moleküler düzeyde hücrelerin hasarlı DNA larını nasıl onardığı ve genetik bilgilerin korunmasını sağladığına ilişkin çalışmaları nedeniyle Tomas Lindahl, Paul Madrich ve Aziz Sancar’a verildi.
