ESA’dan (Avrupa Uzay Ajansı) yapılan açıklamada, Nisan’da uzaya gönderilen ve Dünya’dan 1,5 milyon km uzakta Güneş’le ters yönde “mevzilenen” Planck uzay aracı, astronomların kâinatın ilk ışıklarını incelemeleri için ilk görüntülerini dünyaya gönderdi. Big Bang’den (Büyük Patlama) sadece 380 bin yıl sonra uzayda ortaya çıkan radyasyonu inceleyen mikrodalga gözlem aracı Planck’in gönderdiği verilerin kalitesini mükemmel bulan ESA uzmanları, aracın ilki 6 ay sürmesi beklenen iki tam uzay araştırması yapacağını ve kâinatın ilk evrelerini inceleyeceğini belirttiler. Planck’in inceleyeceği ilk ışıklar, kâinatın yaşı, bileşenleri ve gelişimi konusunda ayrıntılar taşıyor. Planck’ın Güneş’in ters yönünde konuşlanması sayesinde Dünya’nın gölgesi üzerine düşmüyor ve mutlak sıfıra (eksi 273 santigrat derece) yakın ortamda çalışan son derece hassas cihazları, Dünya’nın gölgesi veya sıcaklıktan kötü yönde etkilenmiyor. Uzay teleskobu Hubble ise gölge ve sıcaktan olumsuz etkilenmişti. Kâinatın ilk ışınlarındaki dalgalanmaları milyonda bir derece hassasiyetiyle tesbit edebilecek kapasiteye sahip Planck, “kozmik ışınım haritasını” da çıkaracak. Harita, kâinatın geometrisi, kâinatın genişleme hızı ve nihayetinde kâinatın kendi üzerine muhtemel çöküşü (Büyük Çöküş – Big Crunch), karanlık maddenin tabiatı ve miktarı gibi konuların daha iyi anlaşılmasına imkân verecek. (TimeTurk.com)
Big Bang Işıkları Görüntülendi
Science Dergisi, Pennsylvania Üniversitesi genetikçilerinden Keith Cheng'in ‘Gende bulunan tek bir amino asitteki değişiklik, ten renginin belirlenmesinde büyük rol oynuyor ve Avrupalıların neden Afrikalılara göre çok daha açık ten rengine sahip olduklarını açıklıyor' ifadesine yer verdi.
Bilim adamları, yeni bulunan gene ‘SLC24A5' ismini verdiler. Genin en tehlikeli cilt kanserlerinin tedavisinde kullanılabileceği belirtildi.
Yeni belirlenen genin solaryumlarda morötesi ışınlar vasıtasıyla bronzlaşmak ya da kimyasal maddeler kullanarak ten rengini açmak yerine de kullanılabileceği ifade edildi. Genetikçiler, ırklar arasındaki ten rengi farklarını belirleyen genlerin birçoğunun ise hálá gizemini koruduğunu söylediler.
Kaynak: http://www.hurriyet.com.tr
DEMİR SAKLAMA PROTEİNİ
Yaşamın en küçük birimi olan hücrelerde büyük teknolojiler bulunmaktadır. Milimetrenin binde biri kadar bir bölgede olağanüstü ilginç olaylar cereyan etmektedir. Hücre insana hayranlık veren detaylarla doludur. Her an sayısız faaliyet olağanüstü bir hızda, olağanüstü bir koordinasyonla yürütülmektedir.
Bu yazımızda yeryüzünde en çok bulunan elementlerden olan, hücreler için de hem çok faydalı hem de çok tehlikeli olabilen demirle ilgili şaşırtıcı bir olaya şahit olacağız.
Demirin Hücredeki Serüveni
Demirin hücrelerde sayısız hayati görevi vardır. Demir molekülü solunum, fotosentez, azot bağlama, DNA’daki genlerin kontrolü, DNA sentezi gibi çok çeşitli biyolojik faaliyetlerde kullanılır.
Ancak demir molekülü hassas bir oranda vücudumuzda tutulmalıdır. Az olması durumunda sözünü ettiğimiz faaliyetler gerçekleşmez, çok olması durumunda ise son derece yıkıcı etkileri vardır. Oksijen varlığında, fazla demir hücrenin en temel yapı taşlarını yıkar. Bu temel yapıtaşlar arasında DNA, RNA, proteinler ve zarlar bulunmaktadır. Hücrede serbest bir şekilde dolaşan demir iyonları bu yüzden sıkı kontrol altında tutulması gerekir.
Demir dünyada en çok bulunan 4. elementdir. Ancak normal şartlarda su içinde çözünmediğinden temini için ek sistemler gereklidir. Hücre içindeki miktarı da son derece sıkı kontrol gerektirmektedir. Azlığında çok önemli hücre içi faaliyetler gerçekleşmez. Fazla olduğu takdirde ise hücrenin yapıtaşlarını bozguna uğratır.
Protein Saklama
Bu kontrolün bir parçası olarak bazı proteinlerin bu demir iyonlarını depoladığını biliyor muydunuz?
Genel olarak bilinen 3 tip demir saklama proteini vardır. Bunlar;
Ferritin
Bacterioferritin (Bfr)
DPS
Farklı tip canlılarda bulunan bu proteinler birbirlerinden farklıdır. Ancak görevlerini eksiksiz yaparlar. Örneğin tek bir Ferritin veya Bfr proteini 2000 ile 3000 demir atomu barındırabilmektedir. Bir proteinin kompleks işlemler neticesinde tehlikeli maddeleri hücrenin yararına taşıyor olması oldukça ilginçtir.
Depolar, fabrikada fazla malların biriktirildiği özel bölgelerdir. Bu sayede, bu maddeler gerektiğinde kullanılabilmektedir. Bu proteinlerde aynı bu şekilde işlemektedir.
Ferritin adlı molekül, demir iyonlarını depolama görevini üstlenmiştir. Bu molekül şekil itibari ile bir harikadır. Özel olarak depolama görevi için dizayn edilmiştir. 24 tane birimin mükemmel bir şekilde birleştirilmesi ile meydana gelir.
Bilimsel adı Bacterioferrin ve Dps olan proteinler de demir iyonlarını taşımakla görevlidirler. Bu moleküller son derece kompleks bir görünüme sahiptirler.
3 boyutlu resimlerinden de anlaşılacağı gibi demir saklama proteinlerinin son derece harika bir yapıları vardır. Merkezlerinde bulunan boşlukta demir için özel bir yer hazırlanmıştır. Bu bölgede demir iyonları depo edilir. Demir, bu merkezi boşluğa alınırken kimyasal bazı işlemden geçirilir.
Gemilerin önemli bir özelliği muazzam yük taşıma kapasiteleridir. Hücrelerimizde de demir saklama proteinleri muazzam sayıda demir iyonunu taşımaktadırlar.
ŞALTER GÖREVİ ÜSTLENEN GEN
Yeni geliştirilen tedavi yöntemlerine yönelik umutları artıran ana genin, tümör hücreleriyle mücadele edip, bu hücreleri öldürebilecek güçteki kan hücrelerinin üretimini tetiklediği bildiriliyor.
Çalışmalarda, gönüllülerden alınan ‘doğal katil hücre’ler bazı kanser hastalarına uygulanmış; yalnız hücreler başka bir bireyden geldiğinden tam eşleşme sağlanamamıştı.
Bulunan E4bp4 adlı bu ana gen, henüz görevi belirlenmemiş ‘boş’ kök hücrelerin bağışıklık sistemindeki doğal katil hücrelere dönüşmesini sağlıyor.
Imperial College London’dan araştırmacı Hugh Brady, doğal katil hücreleri, beyaz kan hücrelerinin ‘Sindirella’sı olarak nitelendirerek “Bu hücrelerin nasıl çalıştıkları hakkında çok az bir fikrimiz var; yalnız nereden geldiklerini hâlâ bilmiyoruz” şeklinde açıklamada bulundu.
Ulaşılan sonuç bulguları ile, bağışıklık sisteminin diyabet ve çoklu skleroz gibi rahatsızlıklarla olan ilişkisini de aydınlatması bekleniyor.
Kaynak: http://www.saglikbilimi.com
YÜRÜYEN PROTEİNLER
İnsan olmanın en güzel yanlarından biri, yürümektir. Bu sayede hareket imkanı buluruz. İstediğimiz yere yönelip kolaylıkla ihtiyacımızı gideririz. Üstelik pek çok canlı 4 ayaklıyken bizler 2 ayakla yürüyebiliyoruz.
Bilim dünyasında yakın zamanda büyük bir keşif yapıldı. Kinezin ve Miyozin 5 adlı proteinlerin tıpkı insanmışlarcasına başka bazı proteinlerin üzerinde yürüdükleri ispat edildi. Üstelik bu moleküller yürürken sırtlarında hücre içinde bulunan organel ve vezikül denen paketçikleri taşımaktadırlar. Protein yürüyüşünde ihtiyaç duyduğu enerjiyi ATP moleküllerinde saklı olan enerjiyi kullanarak sağlamaktadır. Bu enerji neticesinde proteinin 3 boyutlu şeklinde değişiklik olur. Moleküllerdeki bu şekil değişikliği ise proteinin hareket etmesine neden olmaktadır.
Miyozin 5 proteini hayranlık uyandıran bir tarzda aktin adlı proteinlerinin üzerinde yürümektedir.
2 ayaklı yürümek belli bir eğitimden geçtikten sonra mümkün olmaktadır. Moleküllerin 2 ayaklı yürümesi çok ilginç bir durumdur. Etrafınızda bulunan cansız eşyaların uçuşarak havada dolaşması ve odanın bu şekilde düzenlenmesi karşısında şüphesiz şaşırdınız. Hücrede bunun gibi hayret verici işler her an olmaktadır. Bunlardan biri miyozin 5 ve kinezin proteinlerinin şinsanlar gibi yürümesidir. Bu tarifi güç etkileyici bir durumdur.
Bir proteinin başka bir proteinin üzerinde yürüyerek hareket etmesi, insan yürüyüşüne benzemektedir.
Kinezin adlı protein molekülü mikrotübül adlı bir başka protein üzerinde yürürken gösteren resim. Bu protein aynı zamanda sırtında yük de taşır. Hücre içinde hareketi zor olan paketler bu sayede ilgili yerlere teslim edilir. Bir proteinin hem yürüyor olması hem de bu sırada hücre için gerekli olan bir paketi taşıyor olması oldukça ilginçtir.
İnsanoğlunun yıllardan beri hayali olan yürüyen robotlar bilimadamları ve mühendislerin yoğun çalışmaları neticesinde mümkün olmuştur. Bir molekülün tıpkı insanlar ve ASIMO adlı robot gibi yürüyor olması tarifi güç bir hayranlık uyandırmaktadır. Moleküllerin hücrede diğer büyük moleküller üstünde yürüyerek yük taşımaları ise son derece şaşırtıcıdır.
HÜCREDE GÜÇLÜ ELEKTRİK TARLALARI: METRE BAŞINA 15 MİLYON VOLT
Hücrelerin oldukça güçlü elektrikle yüklü olduğuna dair daha önceden de çıkarımlar olmasına rağmen, araştırmacılar hücrenin %99.9’nun elektrik bakımından bir uykuda olduğunu varsayıyordu. Ama dünyadaki en küçük voltmetreyi icat eden Michigan Universitesi biofizik kimyageri Raoul Kopelman, farelerin beyin hücrelerini bu alet ile donattı ve metrede 15 milyon volt kadar güçlü alanlar buldu.
DAHİ MATEMATİK PROFESÖRLERİ: TOPOİZOMERAZLAR
En küçük bir nokta bile içinde büyük bir alem barındırır. Örneğin DNA bunlardan biridir. 20. yüzyıldaki en büyük keşiflerden biridir. DNA hücrenin içinde, gözle görülemeyecek kadar küçük bir bölgede, canlıyla ilgili kütüphaneler dolusu bilgi saklar. Bu yazımızda ise DNA ile ilgili çok ilginç bir enzimi tanıyacağız. Bu enzim, bir matematik profesörü gibi davranmakta ve DNA’nın şeklinde değişikliklere sebep olmaktadır. Bu enzimin adı topoizomerazdır. Topoizomeraz enzimleri, DNA’daki zincirleri kırıp, birbirleri üzerinden atlatır ve tekrar birleştirir. Bu sayede, zincirlerin birbiri etrafındaki dönüş sayısı azaltılır. Bunun neden gerekli olduğu, ileri bir matematik bilgisi gerektirmektedir. Bu dahiyane tekniği kullanarak, bu enzimler çok önemli faaliyetleri yerine getirirler.
DNA’nın tıpkı bizim gibi kendine özgü bir dili vardır. Bu dilde 4 harf bulunmaktadır. Bu 4 harfle, bütün hücre bilgisi kodlanmıştır. Bu yüzden DNA’yı büyük bir ansiklopedi gibi düşünebilirsiniz. Ancak bu ansiklopedinin bir özelliği vardır. Bu ansiklopedi yedeklidir. Bilgi çift zincir halinde kodlanmıştır. Tek zincirde bütün bilgi varken; ikinci zincirde de bunun bir kopyası vardır. Bu da, ek bir koruma sağlamaktadır. Çeşitli tamir mekanizmalarıyla , tek zincirdeki aksaklıklar sistemlerce tespit edilir ve diğer zincirdeki doğru bilgiye bakılarak hatalar düzeltilir. Kütüphaneler dolusu bilgi, gözle görülemeyecek kadar küçük bir bölgeye sığdırılmıştır. DNA, çift zincirin birbiri üzerinde bükülmesiyle meydana gelir. Gevşemiş durumda her 10.5 bazdan sonra DNA kendi üzerinde bir tur yapmış olur. DNA’daki çift zincirin özelliği, zincirlerin birbiri üzerinden bükülmeleridir. Öyle ki gevşemiş durumda yaklaşık her 10.5 bazda bu bükülme neticesinde DNA zinciri dönme ekseni etrafında bir tur yapar. DNA’nın birbirinin üzerinden dönerkenki bu tur sayısının, DNA’nın 3 boyutlu görünümü açısından önemli bir yeri vardır. Bu noktada mucizevi bir molekül ortaya çıkar. Bilimsel adı topoizomeraz olan bir enzim, DNA’nın dönme sayısını değiştirme yeteneği vardır. Bu sayede hücre için çok kritik olan DNA’nın çoğaltılması işlemi ve DNA’nın paketlenerek şekil verilmesi mümkün olur.
Topoizomerazlar DNA üzerinde ne tür işlemler yaparlar? Topoizomeraz enzimleri DNA zincirlerini kırmaya yararlar. Topoizomeraz enzimlerinin 2 tipi vardır. Bunlar Topoizomeraz tip 1 ve Topoizomeraz tip 2 olarak adlandırılmaktadır.Tip 1 Topoizomeraz tek DNA zincirini kırar. Kırılan zinciri diğer zincirin üzerinden atlatır ve birşeltiririr. Tip 2 Topoizomeraz ise DNA’nın iki zincirini kırar zinciri son derece şuurlu işlemle döndürür ve tekrar birleştirir.
Topoizomeraz Enzimleri DNA Zincirini Keser: Topoizomeraz enzimlerinin, tıpkı makasın kağıdı kesmesi gibi, DNA zincirini kestiğini biliyor muydunuz? Bu kesme işlemi DNA’ya zarar verme maksatlı değildir. Bu çok ileri düşünceli birinin verebileceği bir karardır. Kesme işlemi ile bazen DNA’nın kendini çoğaltması için ilk adım hedeflenir. Bazen de DNA’nın paketlenerek şekil alması hedeflenir.
Topoizomeraz Enzimi Örgü Örer Gibi Zincirleri Birbiri Üzerinden Atlatır: Topoizomeraz enzimi tıpkı örgü ören birinin gösterdiği mahareti sergiler. DNA zincirleri kırdıktan sonra birbirinin üzerinden kusursuz bir şekilde atlatır. Daha sonra da kırığı tamir etmek için yapıştırır.
DNA Zinciri Kırdığı Zinciri Yapıştırır : DNA’yı tek başına kırmanın hiç bir yararı yoktur. DNA’yı kırdıktan sonra DNA zincirinin ucu açıkta kalır. Zincirleri tekrar yapıştırmak da gerekmektedir. Topoizomeraz enzimi bunu da yapar. Bu enzimin DNA üzerinde bir işçi gibi çalışması hayranlık uyandıran bir durumdur. Topoizomeraz enzimleri bu işlemi yaparken matematik profesörlerinin anlayabileceği kompleks bir düşünceyi kullanırlar. Topoizomerazlar, matematikte topoloji adlı kompleks bir alanın kavramlarını bilircesine hareket ederler.
Topoizomeraz Bu İşlemleri Niye Yapar?
1) Topoizomerazlar DNA’nın çoğaltılmasının ilk adımını oluşturur.
DNA’da çift zincirin birbiri üzerinde dönerek sarılması güçlü bir yapı kazandırır. Bu dönen yapıya helezon da denir. Ancak bu bir yandan önemli bir probleme sebep olur. DNA çoğaltılırken zincirler arasındaki bağlar kırılması gerektiği gibi helezonun da açılması gerekir. Önceleri biyologlar bu enzimin varlığından haberdar değildi. DNA’nın helezon açılmadan nasıl çoğaltıldığı araştımacıların kafasını karıştırdı. Öyle ki 1979 yılında bazı araştırmacılar DNA’nın birbiri üzerine dönmediğini, yanyana duran çift iplik olduğunu savunmaya başladılar. Ancak topoizomeraz enziminin keşfi ile biyologların bu kafa karışıklığı çözüldü. Buna göre topoizomeraz enziminin yardımıyla ilk önce zincirin biri kesiliyor diğer zincirin üzerinden atlatılıp tekrar birleştiriliyor. Bu sayede dönme sayısı bir azaltılıyor. Bu da DNA’nın içinde enzimlerin girebileceği boşluğa olanak veriyor. DNA zinciri birbirinin üzerinde dönmeseydi, tıpkı fermuarın açılması gibi zincirlerin birbirinden ayrılması yeterli olurdu. Ancak zincirlerin birbiri üzerinden dönmesi bunu yeterli kılmamaktadır. Ayrıca bu dönme harketinin de ortadan kaldırılması gerekir. Topoizomeraz enzimi işte bu problemi çözmekle görevlidir. Bu şekil, DNA’nın kendini çoğaltması sırasındaki aşamaları gösterir. Ancak, ilk aşamada zincirlerin açılabilmesi için, bir boşluklu alan gereklidir. Bu boşluklu alan bağlanma sayısının bir azaltılması ile mümkün olur. Bunu topoizomeraz enzimi yapar. Aksi halde diğer enzimler faaliyetlerini sürdüremez. Neticede DNA’da çoğaltılamazdı. Bu da yaşamın sonu anlamına gelirdi.
2 Topoizomeraz enzimi DNA’nın paketlenmesine yardımcı olur.
Topoizomeraz enzimleri, DNA zincirlerini kırıp, birbiri üzerinden atlatıp, tekrar yapıştırarak DNA’nın dönme sayısını azaltırlar. Dönüş sayısının azalması, yapısal gerilmeye yol açar; bu gerilme de süperkıvrım adlı bir şekilin oluşmasıyla dengelenir. Süperkıvrımları telefon kablolarının birbiri üzerinde kıvrılması ile oluşan şekillere benzetebiliriz. Süperkıvrımların oluşturulması ile DNA daha az yer kaplar. DNA’daki kıvrılmalar, telefonun kablosunun kıvrılmasına benzer. Çift zincirde bu kıvrılmaları sağlamak için topoizomeraz enzimleri görev yaparlar. Topoizomeraz enzimlerinin DNA’ları kırıp kıvrılmaları azlatması ile DNA molekülünde bir gerilim meydana gelir. Bu gerilim, DNA’nın kendi üzerinde kıvrılmalar yapılmasıyla aşılır. Bu sayede DNA daha küçük yer kaplar. Topoizormeraz enzimi, DNA’da süperkıvrılma adlı yapılar oluşmasını sağlar. Ancak bunu yaparken mucizevi bir teknik uygular. Matematik dahisi gibi davranır. Zincirlerden birini kırar ve diğeri üzerinden atlatır. Bu, DNA’daki dönme sayısını azaltır. Bunun neticesinde oluşan gerilim, DNA’nın birbiri üzerinden kıvrılarak süperkıvrım adlı yapıların oluşmasına sebep olur.