buzlu.org

DNA’nın kimlik kartı, ana hatlarıyla çıkartıldı. Bu iÅŸin kolay yanı. Åžimdi sıra genlerin ürettiÄŸi proteinlerin gizini çözmeye geldi. Esas zor kısım ÅŸimdi baÅŸlıyor. Ä°nsanın genetik yapısını deÅŸifre etmeye çalışan bilim adamları konularında ne kadar uzman olursa olsunlar, daha iÅŸin başında olduklarını kabul ediyorlar.

Son birkaç yıldır bir düzineden fazla genomu çözümleyen uzman ekipler, bulgularının tahminleriyle örtüşmemesi üzerine gelecek hakkında daha temkinli konuşma kararı aldılar.

İnsanlarda 100.000 civarında gen olduğu yolunda tahminlerde bulunan bilim adamları, bu sayının 34.000 civarında seyrettiğini görünce tahminlerinde ne denli yanıldıklarını anladılar.

Halkalı solucanda 19.099, meyve sineÄŸinde 13.601, hardal bitkisinde bile 25.000 gen bulunduÄŸunu öğrenmek bilim dünyasında farklı bir tartışmayı gündeme getirdi: ”Bu kadar az sayıda gen ile bu kadar karmaşık bir yapıya sahip olmamızın altında ne yatıyor?”

Ä°nsan genomu üzerinde uzun yıllardır çalışmalarını sürdüren kuruluÅŸlar, (biri Amerikan Hükümeti’nin finanse ettiÄŸi konsorsiyum, diÄŸeri ise Celera adlı özel biyoteknoloji ÅŸirketi) son bulgularını geçtiÄŸimiz hafta, dünyanın 5 büyük kentinde düzenledikleri basın konferanslarıyla dünya kamuoyuna duyurdular.

Sanayi kuruluşları ve bilim adamları, insan genomu projesinin bir bilgi hazinesi olduğunu kabul etmekle birlikte, projenin su yüzüne çıkarttığı beklenmedik sonuçlar karşısında şaşkınlıklarını gizlemiyorlar.

En şaşırtıcı olanı, yüzlerce genin uzun süren bir süreç sonucunda bir bakteri vasıtasıyla insan genomuna karışması. Büyük bir olasılıkla söz konusu bakteri, omurgalı bir atamızı enfekte etmekle işe başlamış olabilir. Bu yabancı genler artık bizim bir parçamız; bunların bazıları çok önemli işlevler yüklenirken, bazıları hiçbir işe yaramıyor.

Whitehead Enstitüsü’nden David Page, insan genomunun incelenmesi sonucu, spermdeki mutasyon katsayısının, yumurtadakinin iki misli olduÄŸuna dikkat çekiyor. Mutasyonun, evrimin hammaddesi olduÄŸunu düşünürsek, insanoÄŸlunun bir yarısının ilkellikten kurtulmanın tüm sorumluluÄŸunu yüklendiÄŸini söylemek mümkün ve genomdaki 3 milyar kimyasal harfin (ünlü A’lar, T’ler, C’ler ve G’ler) içinde çok fazla varyasyon olduÄŸunu söylemek de çok zor. Bu da bir Sumo güreşçisi ile Britney Spears’ın yüzde 99.95 oranında benzeÅŸtiÄŸi anlamına geliyor.

Bu temel bulguların yarattığı karmaÅŸa içinde ÅŸimdi sıra genomun ikinci basamağında. Yeni oyunun adı ”proteom”. Genom sözcüğünün bir organizmadaki DNA’ların tümünü tanımlaması gibi, proteom da proteinlerin tümünü ifade ediyor; proteom bilimi ise proteinleri bütün olarak inceleyen bilim dalı anlamına geliyor.

Genomun çok karmaşık bir yapıya sahip olduÄŸunu düşünüyorsanız, bir de proteomu görmeniz gerekecek. ”Ä°nsan genomu ile karşılaÅŸtırıldığında proteom bilimi, bunun 1.000 misli daha fazla veri içeriyor”diye konuÅŸan IBM DoÄŸa Bilimleri Bölümü’nden Caroline Kovac, ”KaraciÄŸer hücresindeki bir DNA, deri hücresindeki veya beyin nöronundaki DNA’ya benzer. Oysa proteinler birbirine benzemez. Ä°ÅŸleri biraz daha ilginç kılan, hücre proteinlerinin (ki bunlar hemoglobin veya insülin gibi moleküller, serotonin ve dopamin gibi beyin kimyasalları, östrojen veya testosteron gibi hormonlar veya vücudumuzun iÅŸlevselliÄŸini saÄŸlayan diÄŸer enzimlerden oluÅŸur) hücrenin tipinden bağımsız olarak deÄŸiÅŸiklik göstermesidir.

Bir hücrenin içerdiği proteinler sağlıklı veya hastalıklı olduğuna, yaşına, stres düzeyine, hatta günün saatine bağlı olarak değişir. Bilim adamlarına göre vücudumuz, 500.000 ile 1 milyon arasında protein içeriyor. Sayının büyüklüğüne karşın bilim adamları proteom konusunu çözmeye kararlı; çünkü proeinler hakkında elde edilecek en ufak bir bilgi hastalıkların teşhisine, tedavisine ve nedenlerinin ortaya çıkmasına yardımcı olacak.

Rockefeller Ãœniversitesi’nden Brian Chait, bu konuda şöyle konuÅŸuyor: ”Genom daha iÅŸin baÅŸlangıcı. Esas peÅŸinde olduÄŸumuz insandaki 100 milyar hücrenin hangi proteinleri ürettiÄŸi. Ne var ki bu baÄŸlamda genom yeterli deÄŸil. Genom proteinlerin üretimi için gerekli olan direktifleri veriyor. Ancak direktifleri bilmek bizi fazla uzaÄŸa götürmez. Çünkü insan hücresindeki 34.000 gen sipariÅŸ formu gibi birÅŸey. Bazı sipariÅŸler proteinlerimizi üreten hücresel fabrikalara kadar ulaÅŸmaz bile.

Fabrikaya ulaÅŸanların bazıları ise üretim bandını terkeder etmez parçalara ayrılır, kullanılmaz hale gelir. Oysa bazı mallar o kadar popülerdir ki, fabrika bunlardan milyonlarca üretmek zorunda kalır. Bütün bunları sipariÅŸ formlarına bakıp söyleyemezsiniz. Üç gen, kurye vazifesi görerek protein A, protein B veya protein C için sipariÅŸ formunu taşır. Ancak fabrika bunları kabul etmek kibarlığını göstererek, Protein A,B ve C’yi üretir, ancak iÅŸi ilerleterek AB, AC, BC, AAB, ABC gibi daha geliÅŸmiÅŸ ve hi-tech modelleri de üretir. Bu karıştırma ve birleÅŸtirme yeteneÄŸi insan genomunu diÄŸer canlılarınkinden ayrırır.”

California Institute of Technology’den John Richards, tek bir genden 10′dan fazla sayıda farklı protein elde edebileceÄŸimizi söylüyor. Bu durumda genom analizi tek başına hangi proteinin üretileceÄŸi konusunda yeterli bilgiyi saÄŸlamaz. Proteinleri teÅŸhis etmenin ana gerekçesi hastalığa hasarlı genlerin deÄŸil, hasarlı proteinlerin yol açması.

Ciphergen adındaki biyoteknoloji ÅŸirketinin yetkililerinden William Rich, ”Bir hastalık hakkında bilgi edinmek istiyorsanız, proteinlere bir gözatmanız gerekiyor”diye konuÅŸuyor. Alzheimer hastalığı, proteom biliminin, genomdan ne kadar üstün olduÄŸunu göstermesi açısından çok önemli bir örnek.

Yaklaşık yarım düzine gen alzheimera yakalanma eÄŸlimine yolaçıyor. Beta amiloid parçaları denilen yapışkan proteinlerin varlığı, hastalığın kesin teÅŸhisi için yeterli. Ciphergen, ProteinChip’lerinin kısa süre sonra bu katil amiloidleri teÅŸhis edebileceÄŸini umut ediyor. Ancak beta amiloid geni diye bir gen olmadığı için alzheimer, bir DNA çipi ile teÅŸhis edilemiyor.

Halihazırda Merck&Co., Ciphergen’in çipleriyle alzheimer hastalığını tedavi edecek ilacı geliÅŸtirmeye çalışıyor. Çip, ilacın beta amiloid parçaları yok ettiÄŸini kanıtlarsa, ÅŸirket bu iÅŸten kârlı çıkacak. Molecular Staging adında bir baÅŸka biyoteknoloji ÅŸirketi, kanser ve artrit gibi hastalıkların seyrini izleyen bir çip geliÅŸtirdi. Bu çip, proteinlerin deÄŸiÅŸken düzeylerini izleyerek hastalığın tehlikeli bir boyuta ulaşıp ulaÅŸmadığını bildiriyor.

Millennium Predictive Medicine isimli bir diÄŸer ÅŸirket ise teÅŸhisi zor olan yumurtalık kanserini teÅŸhis ediyor. ABD’de hükümetin finanse ettiÄŸi bir kuruluÅŸ, normal akciÄŸer, yumurtalık, göğüs ve kolon dokusundan alınan proteinleri, kanserli dokudaki protein ile karşılaÅŸtırıyor. Benzer ÅŸekilde PSA prostat kanserine iliÅŸkin ilk bulguları gün ışığına çıkartıyor.

Eğer proteinler hücrelerin kontrolsüz bir şekilde bölünmesine izin veriyorsa, proteini etkisiz hale getiren bir antikor etkin bir kanser ilacı olarak çözüm üretebilir. Large Scale Proteomics Corp. (LSP) ve Johns Hopkins Üniversitesi şimdiden depresyon, iki kutuplu psikolojik bozukluk ve şizofreniye yol açan proteinlerin bir listesini hazırladı.

Geçen ay LSP, insan proteinleri üzerine ilk veritabanını açıkladı. 157 dokuda 15.693 protein olduÄŸunu açıkladı. LSP’nin baÅŸkanı Leigh Anderson, bu açıklamanın bütün ile karşılaÅŸtırıldığında çok küçük bir parça olduÄŸunu ileri sürüyor.

ABD Enerji Bakanlığı’na baÄŸlı Joint Genome Institute’dan Trevor Hawkins, protein bilimi konusunda iyimser: ”Protein bilimi ÅŸu anda insan genom projesinin sırtında geliÅŸimini sürdürmeye çabalıyor. Bir süre sonra bağımsız bir bilim dalı olarak 21.yüzyılın temel taÅŸlarından birini oluÅŸturacak.”