DNA'nın Biyolojik Nöbetçileri

DNA uzun yıllardan beri araştırılmasına rağmen son yıllarda çalışmalara daha da ağırlık veriliyor. Amaç DNA zarar gördüğünde kısa sürede onu tedavi edebilmek ve genetik hastalıkların kökenini araştırarak onlara çözüm bulmak. NASA’da artık DNA’yla daha fazla ilgilenmeye başladı. Çünkü astronotlar uzayda radyasyona maruz kalıyorlardı ve bu onların DNA’larında çok büyük hasarlar meydana getiriyordu. Biliyoruz ki, DNA bu tür tahribatları onaramıyor. NASA’nın desteklediği Berkeley Üniversitesi biyoloji mühendisi Susan Muller araştırmaları sonucu yeni bir teknik buldu.

DNA, çekirdeğin içinde birbirine dolanmış iplikler halinde bulunduğu için tek bir parçasını veya ipliği alıp analiz etmek oldukça kompleks ve zaman alan bir işlem. Çünkü araştırmacılar DNA’yı parçalara ayırdıktan sonra klonlayıp parçaları sıraya diziyorlar ve daha sonra onları büyüklüğüne göre tasnif edip, en son onları tekrar birleştirerek DNA analizi yapıyorlar. Bu yüzden Muller ve meslektaşı Eric Shaqfeh daha kısa ve doğrudan bir analiz metodu geliştirmeye çalıştılar. Muller’in hedefi DNA’nın ipliğini esneterek onu bir standart laboratuar mikroskobuyla incelemek. Muller tek bir ipliği incelemek için içinde akışkan sıvı bulunan birkaç mm uzunluğundaki dikkatlice tasarlanmış bir aleti kullandı. Bu alet, çok küçük havuz ve kanallardan oluşmaktaydı ve çarpı şekline benzemekteydi. Mesela sıvı akışı iki kolun içine doğruyken diğer iki kolun dışına doğruydu bu da DNA ipliklerinin bağlarının esnemesinde oldukça etkili olmaktaydı. Akışkan sıvı aleti daha önce de bir çok araştırmada kullanılmıştı ama Muller’ in kullandığı alet biraz daha kompleksti. Bu alet sadece DNA’nın esnemesine yardımcı olmuyor aynı zamanda DNA’yı florasanla etiketleyerek , ipliklerin ışık vermesiyle fotoğraflarını da çekebiliyordu.


(A) Deshmukh ve çalışanları tarafından dizayn edilmiş mikro akışkan aleti. Merkezdeki element hareket edebilmekte ve sıvı tarafından taşınabilmektedir. (B)ışık veren çubuklar sıvının aletin içinde yolunu bulmasını sağlıyorlar. “Akış, florasan mikro partiküllerinden kaynaklanmaktadır” diye açıklıyor Muller. ”Partiküllerin fotoğrafları akışın detaylarını ortaya çıkarmak için çekilmiştir.”

Muller’in çalıştığı DNA, bakterilere bulaşan bir virüse aitti ve bir çok biyoloji mühendisi tarafından kullanılan 48.000 basamaklı bir merdivene sahipti. DNA eğer hareketsiz bir ortamda sadece solüsyonun içinde akıyorsa 7 mikron uzunluğunda eğer ipliklerin bağları esnerse 22 mikron uzunluğunda elde ediliyor (buda tipik bir bakterinin DNA’sından 10 kat daha uzundur.)

İplikleri esnetmek ve koparmadan tutmak için dikkatlice yerleştirilmiş bir dizi nöbetçi akışı engeller. ”Eğer akış esnasında bir çok engel varsa DNA onların etrafına dolanır ve sıkışır engellerden kopmaya çalışırken esner” diye açıklıyor Muller.

Bir kere esnediler mi Muller florasan etiketlerini kullanmaya başlar ve DNA’nın ilginç yerlerini kilitler. İpliğin esnemesi etiketleri yerleştirmek için araştırmacıların işini kolaylaştırır. Aynı zamanda işaretleyicilerinde işini kolaylaştırır çünkü DNA esnediği zaman etiketler dolanmış karmaşık ipliklere nüfuz etmek zorunda kalmazlar.

Sağda: DNA molekülünün mikro akışkan aletinde ki görüntüleri harflerle gösterilmiştir. Akış yönü A’dan G’ye doğrudur. ”DNA esnemiş ve akış ile döndürülmüştür.İvmenin fazla olduğu alanlarda DNA esnekliği de fazladır,” diyor Muller.

Astronotları radyasyondan korumak hala çözülememiş bir problemdir. Bu probleme olan bir çok yaklaşım koruyucu elbiseye ve astronotların maruz kalacağı radyasyonunun sınırlandırılmasına dayanmaktadır. Uzayın derinliklerinin güvenli bir şekilde keşfedilmesinden önce radyasyon problemi çözülmelidir.

Bazı genler mutasyon geçirmeye eğilimlidir ve hastalıklara sebep olurlar. Sözgelimi, meme kanseri gen mutasyonu sonucu oluşan bir hastalıktır. Bazı genlerse radyasyona maruz kalınmadan çok daha kolay hasar görebilir . Muller’in çalışmaları da yukarıdaki örnekler gibi radyasyona ve mutasyona daha dayanıklı astronotlar bulmayı öngörüyor, bu yüzden çalışmalar belli sayıdaki astronotla sınırlı kalmıştır. Muller : ”Bu alet, yüksek risk taşımayan mutasyona uğramış genleri araştırmak için kullanılabilir çünkü belirli bir gen veya dizi için bakılıyor olacak. Radyasyondan zarar görmüş genler gibi.”

Muller’in metodu kompleks olmadığı ve alet taşınabilir olduğu için DNA analizörü olarak geleceğin teknolojisi olabilir. Böylelikle astronotlar kendi DNA’larını inceleyebilir bir sorunla karşılaştıkları zaman önlem alabilirler. Fakat ilk etapta astronotların DNA’larının uğrayacakları zarardan korunmaları için uzay yürüyüşlerinden kaçınmalı ve yolculuğun geri kalan kısmını gemilerinin en korunaklı yerlerinde geçirmeleri gerekmektedir.

Muller’in DNA “nöbetçileri “ diye adlandırdığı aletten astronotların dışında bir çok insanda yaralanabilecek. Bu alet genlerin herhangi bir kısmının incelenmesinde, belli bir hastalığın seyrini gözlemlemede kullanılabilecek. Hatta tıbbi araştırmacılar, kriminoloji uzmanları ve ilaç üreticileri bu metottan yararlanabilecek. Muller’e göre bu işi yapmak için bir çok neden var çünkü bir çok temel bilim akışla büyük moleküllerin nasıl oluşturulacağını anlamaya başlayacaklar ve yanıtlanmamış bir çok soruya yanıt arayacaklar.


Çeviri :
Nazmiye AKÇA ve Yasemin ALTUN