Hücredeki Protein Trafiği

Her hücre binlerce farklı türde, bir milyardan fazla protein molekülü içerir.16 Üstelik her insanda bu proteinler, sürekli olarak yenilir; ayda bir kere kendilerini oluşturan amino asitlere ayrıştırılarak, hücrenin ihtiyaçları doğrultusunda tekrar üretilir.17 "Protein sentezi" ismi altında toplanan karmaşık işlemler sonucunda ise yeniden biraraya getirilirler. Burada üzerinde durmak istediğimiz nokta ise, yeni üretilen proteinlerin hücre içinde yer değiştirmeleriyle meydana gelen protein trafiğinin akışıdır. Çünkü bu proteinlerin bir kısmı derhal hücre içinde kullanılmaya başlanacağı için, kullanılacağı yere taşınmaları gerekir. Bir kısmı ise ileride kullanılmak üzere hücrenin protein deposuna gönderilir. Hücre dışında kullanılacak olan proteinler ise hücre zarının denetiminde hücrenin dışına çıkarılırlar. Bu arada, dışarıdan yine hücre zarının denetiminde hücrenin içine giriş yapan proteinler de bu yoğun protein trafiğinin önemli bir parçasını oluştururlar. Kısacası, hücrenin mikro boyutlarının içinde çok büyük bir hareketlilik vardır. (şekil 86)

Bu hareketlilik ise, olağanüstü organize bir sistemle idare edilir. Bilindiği gibi, posta kodu sistemi, mektupların doğru adreslere, en az hatayla, en kısa zamanda gitmesini sağlamak ve böylece insanlar arasındaki haberleşmenin verimliliğini artırmak amacıyla uygulanır. Asıl ilgi çekici olan nokta ise yapılan araştırmaların, hücre içinde benzer bir mekanizmanın varlığını ortaya çıkarmasıdır.18



Şekil 86
Hücreye giriş ve çıkışlar yoğun bir trafik oluşturur. Hücre zarı, bu giriş ve çıkışları denetlemekten sorumludur. Hücre için gerekli ve kullanışlı maddeleri içeri alırken, diğerlerinin girişine izin vermez. Proteinler ise, hücre trafiğinin başlıca unsurlarıdırlar.


Proteinler, yüzlerce amino asidin belirli bir plana göre birleşmesiyle sentezlenir. 10 ile 30 arasında amino asitten oluşan zincir şeklindeki özel bir bölüm de proteinin posta kodunu meydana getirir. Diğer bir ifadeyle zarfın üzerine yazılan posta kodu, rakamlardan proteindeki posta kodu ise değişik amino asitlerden oluşur. Bu kod, proteinin uçlarından birinde veya içinde yer alır. İşte bu sayede, sentezlenen her yeni protein, hücre içinde nereye ve nasıl gideceğine dair talimatları alır. Şimdi proteinin hücre içindeki yolculuğunu daha detaylı inceleyelim. (şekil 87, 88)



Şekil 87, 88
Sentezlenen yeni proteinler, hücre içinde nereye ve nasıl gideceklerine dair talimatları aldıktan sonra, programlandıkları yere giderler. Gözle görülemeyecek kadar küçük bir dünyada mükemmel bir düzen işlemektedir.


Yeni sentezlenmiş bir proteinin, örneğin endoplazmik retikulum bölümüne nasıl geçtiğine baktığımızda şunları görürüz: Öncelikle posta kodu, SRP adı verilen moleküler bir parçacık tarafından okunur. SRP, posta kodunu okumak ve proteinin geçiş kanalını bulmasına yardımcı olmak için en uygun tasarıma sahip bir başka proteindir. Proteindeki özel kodu çözer ve onunla birleşerek adeta bir rehber gibi yol gösterir. SRP parçacığı ile protein, daha sonra endoplazmik retikulum zarı üzerinde bulunan kendilerine özel bir reseptör ve protein geçiş kanalına kenetlenirler. Reseptörün bu şekilde uyarılmasıyla birlikte de zardaki kanal açılır. Bu aşamada SRP parçacığı reseptörden ayrılır. Tüm bu işlemler kusursuz bir zamanlama ve uyum içinde gerçekleştirilir.

Bu noktada protein bir problemle karşı karşıyadır. Bilindiği gibi proteinler, amino asit zincirlerinin kıvrılıp bükülerek üç boyutlu şekil almalarıyla oluşurlar. Bu durumda protein moleküllerinin endoplazmik retikulumun zarından geçmesi imkansızdır. Zira endoplazmik retikulum zarının üzerindeki geçiş kanalı 0.000000002 metre çapındadır. Ancak, burada önceden tasarlanmış kusursuz bir planın varlığı karşımıza çıkar, çünkü bu sorun daha üretim aşamasında çözülmüştür. Proteini üreten ribozom, proteini kıvrılmamış bir zincir şeklinde üretir. Zincir yapı, proteinin kanaldan geçebilmesine imkan sağlar. Geçiş işlemi tamamlandıktan sonra, bir dahaki geçişe kadar kanal kapanır. Protein, endoplazmik retikulum bölümüne girdikten sonra kod bölümünün görevi sona erer. Bu nedenle bu bölüm belirli enzimler tarafından proteinden ayrılır; bunun ardından protein, bükülerek üç boyutlu son halini alır. Söz konusu durum, mektubun alıcısına ulaştıktan sonra, üzerinde posta kodu yazılı zarfın görevinin sona ermesine benzer. Söz konusu enzimlerin proteinin üzerindeki yüzlerce, bazen binlerce amino asitten hangisini kopartacaklarını bilmeleri ve bu şuurla hareket etmeleri de ayrı bir mucizedir. Çünkü kodu oluşturan amino asitler yerine, proteini oluşturan amino asitlerden herhangi birini kopardıkları takdirde protein işe yaramaz hale gelecektir. Görüldüğü gibi her aşamada, birçok parça kusursuz bir uyumla hareket etmektedir. Bu uyumun küçücük moleküllerdeki şuur ve sorumluluk hissinden kaynaklanmadığı ise açık bir gerçektir.

Gerçek şu ki protein, SRP parçacığı, protein posta kodu, ribozom, reseptör, protein geçiş kanalı, enzimler, organel zarı ve burada değinilmeyen diğer karmaşık işlemler sırasında görev alan moleküllerin tümü arasındaki iş birliği kusursuzdur. Hücredeki posta kodu sistemi bile tek başına Allah'ın muazzam bir yaratış delilidir. İnsanlığın henüz son 40 senedir kullandığı bir sistem, milyarlarca insanın vücudunun derinliklerindeki trilyonlarca hücrenin içinde çalışır durumdadır.

Şüphesiz, atomlardan moleküllere, proteinlerden hücrelere kadar herşeyi sonsuz şefkat ve merhamet sahibi olan Allah yaratmış ve hizmetimize vermiştir. O halde bizlere düşen, Rabbimiz'in sınırsız lütuflarını derin bir şekilde düşünerek O'na gereği gibi şükretmektir.

 

DİPNOTLAR

16- Günter Blobel, Intracellular Protein Traffic, 2000, http://www.hhmi.org/research/investigators/blobel.html.

17- Günter Blobel, Intracellular Protein Traffic, 2000, http://www.hhmi.org/research/investigators/blobel.html

18- The Nobel Foundation, Press Release: The 1999 Nobel Prize in Physiology or Medicine, 1999, http:// www.nobel.se/medicine/laureates/1999/press.html