Hücresel Atıkların, Doğru Yerde ve Zamanda Temizlenmesi: Otofaji Mucizesi

Hücrelerin temizliği konusu, Ekim 2016’da Yoshinori Ohsumi’nin kazandığı Nobel Tıp Ödülü sayesinde dünya çapında dikkat çekti. Yoshinori Ohsumi, ödül almasına vesile olan araştırmasında, hücreyi ayrıştırarak yaşlanmış ya da bozulmuş yapılarını temizleyen ve sağlam yapıları geri dönüştüren “otofaji” işleminin detaylarını açığa kavuşturdu. Ohsumi, ayrıca, bu süreci yöneten genlerin hangileri olduğunu tespit etti. Bu keşif, bazı ölümcül hastalıklara çare olabilecek bir bilimsel gelişme olmasının yanında, Yüce Allah’ın sonsuz kudreti ve aklını kavramaya bir kez daha vesile oldu.

Otofaji İşleminin Görevleri

Rabbimiz’in hücrede yarattığı mükemmel bir mekanizma olan otofajinin iki önemli görevi vardır. Birincisi zararlı ve gereksiz olan atıkların hücreden uzaklaştırılması yani temizlik, diğeri bu atıkların yararlı kısımlarının tekrar kullanılması, yani geri dönüşüm.

Birinci Görev: Temizlik

Otofaji, ATG1 adı verilen bir protein tarafından düzenlenir. Bu protein grupları, bozulan hücrelerin bulunması, virüslerin, bakterilerin, zarar görmüş ya da gereksiz malzemelerin hücreden atılmasını düzenler. Ancak hücrede gerekli olan malzemelerin atılmasını önlemek için bu işlemin çok titiz bir şekilde kontrol edilmesi gereklidir. Çünkü yanlışlıkla gerekli olan malzemelerin de atılması vücut için çok tehlikeli sonuçlar doğurur. Araştırmanın yazarlarından Raffaela Torggler, otofaji esnasında hücre içinde yapılacak hatalı işlemlerin ölümcül sonuçları olacağına şu sözlerle dikkat çeker:

“Dairenizi temizlerken kazara TV setinizi atmak istemezsiniz, değil mi? Bir hücre için, otofajinin anormal aktivasyonu kolaylıkla ölümcül sonuçlar doğurabilir.”

İkinci Görev: Geri dönüşüm

Otofaji, aynı zamanda şehirlerdeki geri dönüşüm istasyonları gibi çalışır. Vücut bu geri dönüştürme mekanizması sayesinde hücreleri ayrıştırır. Yararlı kısımlardan enerji elde edilerek yeni hücrelerin oluşmasını sağlar. Böylece besin yetersizliği ya da uzun süreli açlık durumunda kendi bileşenlerini ayrıştırıp yapıtaşlarını geri dönüştürerek hücrenin hayatta kalabilmesini sağlar.

Otofajinin Ana Düzenleyicisi: Protein ATG1

Otofajinin ana düzenleyicisi olan ATG1 proteini hayati öneme sahiptir. Araştırmacı Kraft ve ekibi, ATG1 proteininin bu düzenleyici görevini 2014’te “Molecular Cell” dergisinde yayınladı. Ancak, ATG1 ve otofaji işleminin nasıl hatasız olarak kontrol edildiği bilim çevrelerinde yakın zamana kadar açıklanamadı. Şimdi, Viyana Üniversitesi’nden Doç. Dr. Claudine Kraft’ın ekibi ATG1’in hem mekana hem de zamana göre düzenlendiğini keşfettiler. Araştırma ancak hassas koşullar yerine getirildiğinde ATG1’in aktive olduğunu ve otofajinin başladığını ortaya koydu.

İşlemi başlatmak için, hem ana düzenleyici ATG1, hem de atılacak “atık” birbirlerinden ayrı olarak hücre içindeki atık paketleme alanına getirilirler. Bu yerde atıklar, hücresel “çöp torbaları”nda paketlenirler. ATG1 ve atıkların aynı anda aynı yerde olması, ATG1’in aktivasyonu ve otofajinin başlaması için son derece önemlidir. İşte Kraft ve ekibi, hücrenin, ATG1 proteininin sadece, atıkların paketlenme bölgesinde atıklarla karşılaşmasına izin verdiğini buldular. Otofajinin başlaması için mekan ve zamandaki bu titiz sınırlamalar otofajinin yanlış maddeleri imha etmesini engellemekteydi. Eğer bu zamanlama ve buluşulacak yerde bir sorun olursa bu durumda atık maddeler hücreden uzaklaştırılamayacak, Parkinson, diyabet, kanser ve Alzheimer gibi bazı hastalıklar tetiklenecek, hatta kişi için ölümcül süreç başlamış olacaktır. Görülebildiği gibi, hiçbir şuuru olmayan, birbirleri ile haberleşme imkanı bulamayan moleküller, buluşma saatlerini ve buluşacakları yeri hiçbir hataya yer vermeyecek bir şekilde gerçekleştirmektedirler.

Otofaji İşlemi Vücut İçinde Her An Kontrol Altındadır

Normal bir hücrede, 2 koordinatör, ATG1 ve atığı birbirinden bağımsız olarak atık paketleme yerine getirir. Bu koordinatörler hücreden uzaklaştırıldığında, atık ve ATG1 karşılaşmaz ve otofaji tetiklenmez. Hücrenin sağlıklı bir şekilde işlevlerini yerine getirebilmesi için bu geniş ve etkin kalite kontrol ağının her an devrede olması gerekir. Hücrelerde bu koordinatörler olmadan, ATG1 ve atığın aynı anda doğru yerde olması ve otofajiyi harekete geçirecek düzenleyici adımı başlatması imkansızdır. Bu durumda ATG1, bozulan hücreleri, virüsleri, bakterileri, zarar görmüş ya da gereksiz malzemeleri hücreden otofajiyle çıkaramaz. Bu önemli mekanizma düzgün bir şekilde çalıştığı için vücut, kanser ve diyabet gibi hastalıkları önleyebilir, sağlıklı metabolizmayı koruyabilir. Hücresel işlemlerin detaylı araştırılması, bu olaylarla yakından ilişkili hastalıkların anlaşılması açısından son derece önemlidir. Otofaji yönteminin yapay yolla başlatılması durumunda, uzun vadede daha iyi tedavi yöntemlerinin geliştirilmesi ve bazı hastalıkları önlenmesi mümkün olacaktır.

Buraya kadar temizleyen, atıkları dönüştürerek yeniden kullanan, bu işlemleri ne zaman, nerede başlatacağını bilen proteinlerin tüm bunları müthiş bir akıl ve organizasyonla yürüttüklerini gördük. Kuşkusuz vücudumuzdaki bu kusursuz düzen, gözle görülemeyen, şuursuz proteinlerin uzmanlığından kaynaklanıyor olamaz. Çünkü karar alma yeteneği, düşünebilen, değerlendirme yapabilen şuurlu canlılara ait bir özelliktir. O halde, karbon, hidrojen, oksijen, azot atomlarından oluşmuş moleküller nasıl bir karar alma yeteneğine sahip olabilirler? Elbette bu yeteneğin sahibi şuursuz moleküller değildir. Bu kararı alıp hücreye ilham eden, hücreyi de bu karar doğrultusunda çalıştıran Yüce Rabbimiz’dir. Hücre içindeki bu sistem, O'nun sonsuz ilminin ve üstün yaratışının delillerinden sadece bir tanesini göstermektedir. Kuran’da Allah’ın yaratma sanatı şu şekilde haber verilmiştir:

Gökleri ve yeri yaratan, onların bir benzerini yaratmaya kadir değil mi? Elbette (öyledir); O, yaratandır, bilendir. Bir şeyi dilediği zaman, O'nun emri yalnızca: "Ol" demesidir; o da hemen olur. Her şeyin melekutu (hükümranlık ve mülkü) elinde bulunan (Allah) ne Yücedir. Siz O'na döndürüleceksiniz. (Yasin Suresi, 81-83)

KAYNAK:

University of Vienna. (2016, October 20). Taking out the cellular 'trash' at the right place and the right time: New possibilities for the regulation of molecular processes. ScienceDaily. www.sciencedaily.com/releases/2016/10/161020092503.htm