Telomerik DNA’nın yapısı, araştırmacılar tarafından fizik yasaları ve küçük bir mıknatıs kullanılarak ortaya çıkarıldı. Bazı insanlar telomerlerin yaşamı uzatmanın sırrını taşıdığına inanıyor. Her hücre bölünmesinde biraz küçülmelerine rağmen genleri zarardan korurlar. Eğer çok fazla küçülürlerse, hücre yok olur. Yeni bulgu sayesinde hastalık ve yaşlanma hakkında daha fazla şey öğreneceğiz.
DNA konusu açıldığında akla gelen ilk bilim dalı fizik değildir. Ancak yeni DNA yapısını keşfeden araştırmacılardan biri Leiden Fizik Enstitüsü’nden (LION) John van Noort. Kendisi fizik tekniklerini kullanarak biyolojik çalışmalar yürüten bir biyofizikçi. Singapur’daki Nanyan Teknoloji Üniversitesi’ndeki biyologlar da bu konuyla ilgilendi. Sonuçları ünlü yayın organı Nature dergisinde yayınladılar.
Özelliklerimizi belirleyen genleri içeren kromozomlarımız vücudumuzun her hücresinde bulunur (örneğin nasıl göründüğümüz). Kromozomları zarar görmeye karşı koruyan telomerler, bu kromozomların uçlarında yer alır. Bazı yönlerden plastik ayakkabı bağı uçları olan agletlere benzerler.
DNA’nın hücre içine sığabilmesi için katlanması gerekir çünkü telomerler arasında iki metre uzunluğundadır. Bu, nükleozom olarak bilinen bir yapı oluşturmak üzere protein ve DNA paketlerinin birbirine sarılmasıyla gerçekleştirilir. Bir nükleozom, bir parça serbest (ya da bağlanmamış) DNA, bir nükleozom ve benzerleri boncuk dizisi gibi bir düzende sıralanır.
Boncuk dizisi daha sonra daha da büzülür. Nükleozomlar (dizideki boncuklar) arasındaki DNA’nın uzunluğu bunu nasıl başaracağını belirler. Katlanma sonrası bilinen iki yapı zaten vardı. Bunlardan birinde, birbirine yapışan yakındaki iki boncuk arasındaki boşlukta asılı duran serbest DNA vardır (Şekil 2A). Aralarındaki DNA boşluğu çok küçükse yakındaki boncuklar birbirine bağlanamaz. O zaman yan yana iki yığın oluşmaya başlar (şekil 2B).
Van Noort ve arkadaşları araştırmalarında ek bir telomer yapısı keşfettiler. Burada nükleozomlar birbirine çok daha yakın olduğu için boncuklar arasında artık serbest DNA yoktur. Sonuçta bu, tek bir büyük DNA sarmalı veya spirali oluşturur (Şekil 2C).
Elektron mikroskobu ve moleküler kuvvet spektroskopisi birleştirilerek yeni yapı bulundu. İkinci yöntem Van Noort’un laboratuvarında geliştirildi. Burada, DNA’nın bir ucuna küçük bir manyetik top yapıştırılıyor ve bu top diğer ucundan bir cam lama bağlanıyor. İnci dizisi daha sonra bu topun üzerinde bulunan bir dizi güçlü mıknatıs tarafından parçalanıyor. Her bir boncuğu ayırmak için ne kadar kuvvet gerektiğini sayarak ipin nasıl katlandığı hakkında daha fazla bilgi edinebilirsiniz. Singapurlu araştırmacılar yapıyı daha iyi anlayabilmek için daha sonra bir elektron mikroskobu kullandılar.
Van Noort yapıyı “moleküler biyolojinin kutsal kasesi” olarak adlandırıyor. Moleküllerin yapısını bilmek, genlerin nasıl aktive ve inaktive edildiğini ve hücresel enzimlerin DNA’yı onarırken ve kopyalarken olduğu gibi telomerlerle nasıl başa çıktığını anlamamıza yardımcı olacaktır. Vücuttaki yapısal bileşenler hakkındaki bilgimiz, yeni telomerik yapının bulunmasıyla artacaktır. Ve nihayetinde bu, yaşlanmayı, kanser gibi hastalıkları anlamamıza ve bunları tedavi edecek ilaçların geliştirilmesine yardımcı olacaktır.
Kaynak: phys.org/