Ribozomal Kalite Kontrol

Tek bir hücrede birkaç milyon ribozom bulunur. Protein üretim fabrikaları olarak kabul edilen ribozomların vücudun tüm hücrelerinde aktif rolleri vardır. Örneğin, hücre içerisinde proteinlerin birleştirilerek daha büyük makromoleküler yapılar oluşturmak ribozomların görevleri arasındadır. Ancak moleküler biyolojinin “kara kutusu" olarak adlandırılan ribozomların tüm işlevleri henüz tam olarak anlaşılamamıştır, bu nedenle ribozomla ilgili çok sık yeni araştırmalar yapılmaktadır. Sonuçları Eylül 2016’da Cell Reports ve The EMBO dergilerinde yayınlanan çalışma da bunlardan biridir. Würzburg Üniversitesi ve Max Planck Enstitüsü’nden araştırmacılar, bu yeni araştırma ile, ribozomların bilinen görevleri olan protein üretimi yanında, “kalite kontrol noktası” görevini de üstlendiğini ortaya koymuştur.

Moleküler Seviyede LEGO Oyunu

 Würzburg Üniversitesi’nden Prof. Utz Fischer yıllardır “makromoleküler makinalar” olarak anılan proteinlerin hücre içinde nasıl bir araya getirildiğini araştırmaktadır. Fischer bu birbirine eklenme işlemini adeta LEGO oyununa benzeterek şöyle açıklamaktadır:

“Bunu, moleküler seviyedeki LEGO parçaları olarak düşünün: Ürün bitene kadar, bir parça sıradaki parçaya ekleniyor. Sadece tek bir kusurlu ya da yanlış parça kullanıldığında, bütün yapı bozulabiliyor.”

Prof. Fischer araştırmada “splaysozom” adı verilen yapılara odaklanmıştır. Bu büyük RNA-protein kompleksleri, hücre içindeki gen ifadesinin (gen ifadesi: DNA dizisi olan genlerin, fonksiyonel protein yapılarına dönüşmesi süreci) önemli bir parçasıdır. Görevleri, protein kodlama bilgisi içermeyen mesajcı RNA kısımlarını kesmek ve bilgiyi taşıyan ilgili kısımlarla birleştirmektir. Prof. Fischer’ın ekibi ve Max Planck Enstitüsü’nden çalışma arkadaşları, işte bu işlemde şimdiye kadar fark edilmemiş sürpriz bir oyuncu keşfettiler: Ribozom.

Geleneksel görüşün aksine, ribozom sentez sonrasında proteinleri direkt olarak sitozole bırakmaz (solda). Bunun yerine, şaperonlar proteine uygun karşılıklarını getirene kadar ribozom proteini orada tutar (sağda). Böylece ribozom, sadece istenilen protein yapısının oluştuğunu garantiye alır. Yani, üretimin yanında kalite denetçisinin görevini de üstlenir.

Ribozomların Görevi

Ribozomlar, mesajcı RNA (mRNA) olarak çekirdekten gelen DNA kopyasını, protein üretiminde kullanırlar. İki büyük protein-RNA alt ünitesi ribozomu oluşturur; proteinler, yardımcı faktörler ve RNA’lardan oluşan yüzlerce parça yapı, operasyonda rol alırlar. mRNA çekirdekten gelen DNA’ya ait genetik kodu tam olarak aktarmak durumundadır. Bilgi bandı olan mRNA, genetik kodu ribozoma taşır. Görev ribozom tarafından okunur ve protein zincirine yeni bir aminoasit (proteinlerin yapı taşı) eklenir. Aynı anda, taşıyıcı RNA (tRNA) denen başka bir RNA molekülü tarafından aminoasitler tek tek ribozoma sunulur ve genetik kod doğrultusunda protein sentezi gerçekleştirilir. Ancak bu noktada önemli bir soru akla gelmektedir: Proteinler sentez sonrası sitozole (sitoplazmanın su ve suda çözünmüş moleküllerden oluşan kısmı) ribozom tarafından rastgele bırakılıyorsa, tek başına dolaşan proteinler makromoleküler makinalar oluşturmak için doğru şekilde nasıl bir araya gelmektedir?

Ribozom, Sadece İstenilen Protein Yapısının Oluştuğunu Garantiye Alır

Ribozomlar tarafından hücre içine bırakılan proteinlerin, hücre içinde başıboş dolaşarak, eşleşecekleri karşılıklarını “tesadüfen” bulmaları imkansızdır. Max Planck Enstitüsü’nden Dr. Ashwin Chari bu durumu “Hücrenin içi bunun gerçekleşmesi için çok kalabalık” diyerek özetlemektedir.

Protein eşleşeceği proteini bulmayı başarsa bile, bu karşılaşma çok uzun bir zaman alacaktır. Çünkü kendisine uygun eşini deneme yanılma yöntemiyle bulması gerekir. Proteinin doğru eşi bulup eşlemesi ise oldukça zordur. Bu nedenle çoğu karşılaşma hatalı yapıların oluşmasıyla sonuçlanacaktır. Bu da Alzheimer gibi çeşitli hastalıklara sebep olacaktır.

Projenin deneysel kısmını gerçekleştiren Elham Paknia: “Bu yüzden hücrelerde öyle bir mekanizma olmalı ki, yeni sentezlenen proteinleri ribozomlarda tutmalı ve sadece doğru karşılıklarıyla birleşmelerine izin vermeli” sözleriyle buraya kadar gerçekleşen işlemlerde mükemmel bir düzenin olması gerektiğine dikkat çekmektedir.

Nitekim ribozomlar, sentez sonrası proteinleri sitozole rastgele bırakmaz. Şaperon (proteinlerin katlanarak üç boyutlu hâle gelmesi işleminde yer alan refakatçı protein) adı verilen özel yardımcılar, eş karşılıklarını getirene kadar ribozom proteinleri orada tutar. Ribozom bunu yaparak sadece istenilen protein yapısının oluştuğunu garantiye alır. Yani, üretimin yanında kalite kontrol denetçiliği görevini de üstlenir.

Ribozom Kalite Kontrol Yapmazsa...

Yukarıda en genel hatlarıyla özetlenen bu olay, gerçekte çok kompleks ara işlemler sonucunda gerçekleşir. Ayrıntılara inildikçe görülen mucizevi işlemler, aklın kavrama sınırlarının çok ötesindedir. Çünkü splaysozom birleştirmesi esnasındaki herhangi bir hata, hastalıklara da sebep olur. Örneğin spinal musküler atrofi de bu hastalıklardan biridir. Bu hastalık motor nöronların, özellikle de omurilikteki kaybı nedeniyle kasların erimesi ve hastaların felç olması ile sonuçlanır. Proteinlerin yanlış katlanması ayrıca, diyabetten Alzheimer’a kadar çeşitli başka hastalıklara da yol açar. Başka bir deyişle bu kompleks işlemler sırasında oluşacak çok ufak bir hata bile kalıcı hasarlara ve hastalıklara neden olmaktadır.

Bu noktada pek çok soru akla gelir:

- Gözle görülemeyen, şuursuz moleküllerden oluşan hücre, hangi irade ile bir şeyler üretme kararı almaktadır? Çünkü karar alma yeteneği, düşünebilen, değerlendirme yapabilen şuurlu canlılara ait bir özelliktir.

- Proteini ileride bu eşleşmeyi tanıyacak niteliklerle donatılmış olarak kim yaratmıştır?

- Ribozom hangi akıl ve sorumluluk bilinciyle doğru eşlemeyi yapana kadar proteini serbest bırakmamaktadır?

- Protein doğru eşleşmeyi yaptığını nereden bilmektedir?

Kuşkusuz bu soruların cevabı açıktır: Bu kusursuz sistemleri yaratan, her detayı olması gereken yere yerleştiren ve tüm bunların birbiriyle uyum içinde işlemesini sağlayan,  tüm canlıların Yaratıcısı olan sonsuz ilim sahibi Yüce Allah'tır.

İnsanın bilinçli ya da bilinçsiz olarak bedenimizde yerleştirilmiş olan bu ihtişamlı organizasyonda etkisi yoktur. Hatta bilim adamları bu yapının işlevlerini kavrayıp tam anlamıyla keşfetmeyi bile henüz başaramamışlardır. Bu mekanizma kesinlikle tesadüfe dayalı deneme-yanılma sonucunda oluşmuş olamaz. Tesadüflerin böylesine muhteşem ve sistemli bir yapıyı oluşturması kuşkusuz ki mümkün değildir. Bunu iddia etmek ciddi bir mantık bozukluğuna işaret eder. Bu yapılar ve hayranlık uyandırıcı sistemlerin her biri, her an, kusursuz ve muhteşem bir şekilde, eksiksiz ve hatasız olarak Yüce Allah tarafından yaratılmaktadır. Rabbimiz bir ayetinde şöyle buyurur:

… (Allah) her şeyi yaratmış, ona bir düzen vermiş, belli bir ölçüyle takdir etmiştir. (Furkan Suresi, 2)

KAYNAK:

University of Würzburg. (2016, October 6). Ribosomal quality control. ScienceDaily. www.sciencedaily.com/releases/2016/10/161006122726.htm