Tasarımcı Proteinler Ve Dna Sarmalı | İnovatif Kimya Dergisi

Deoksiribonükleik asit yani kısaltması DNA, bizim genetik bilgilerimizi taşır. Fakat Münih
Teknik Üniversitesinden Prof. Hendrik Dietz ve Florian Praetorius’ a göre DNA ayrıca
nanoyapılar için kusursuz bir yapı malzemesidir. Bu bağlamda üç boyutlu DNA sarmalını
yapmak için “DNA origami” olarak bilinen bir tekniği kullanmak uzun zamandır kullanılan
bir metoddur. Prof. Hendrik Dietz bu yaklaşımın sınırlılıkları olduğunu açıkladı: Bu yapı
çalışması genellikle biyolojik sistemlerin ve kimyasal olarak sentezlenmesi gereken çoğu
bileşiğin dışında oluşur. Bir hücre içinde 10 nanometreden 100 nanometreye kadar
büyüklükte kullanıcı tanımlı yapılar oluşturmak büyük bir mücadele olmaya devam ediyor.
Yeni geliştirilen teknik araştırmacıların çift sarmallı DNA’yı istenen üç boyutlu şekillere
sokmak için protein kullanımına izin veriyor. Burada hem DNA hem de ihtiyaç duyulan
proteinler genetik olarak kodlanabiliyor ve hücre içinde üretilebiliyor.
Proteinler bağlayıcı olarak hareket eder
TAL(transcription activator-like) efektörlerine dayanılarak tasarlanan “bağlayıcı proteinleri”
bu metod için kilit noktadır. TAL efektörleri bitkilere bulaşan bazı bakteriler tarafından
doğal olarak üretilir ve bitki DNA’sındaki özel dizilere bağlanabilir, böylece bitkinin
savunma mekanizması etkisiz hale gelir. Prof Dietz “DNA’daki farklı yerlerde aynı anda iki
İnovatif Kimya Dergisi kaynak gösterilmeden paylaşılamaz.
özel hedef sekansı tanıyan ve sonra temelde onları birbirine zımba gibi bağlayan çeşitli TAL
proteinleri ürettiklerini” ve “tam da ihtiyaçları olan özelliğin; DNA’yı birlikte bağlayabilen
proteinler olduğunu” söyledi.
Bu sistemin ikinci unsuru bir dizi farklı bağlayıcı protein tarafından tanımlanabilen ve
bağlanabilen çoklu bağlama dizileri içeren bir DNA çift sarmalıdır. Praetorius “DNA’daki en
basit bir spiralin iki noktanın birbiri ile bağlanarak oluştuğunu” ve “DNA’da bu bağlanma
noktalarından birkaçının olması durumunda daha karmaşık yapıların yapılmasının mümkün
olduğunu” açıkladı. Araştırmacıların çalışmasının en temel yönü bağlayıcı proteinlerin
düzenlenmesi için bir dizi kuralların tanımlanması ve istenilen yapıyı oluşturmak için DNA
çift sarmalındaki bağlanma dizilerinin nasıl dağıtılacağının belirlenmesi idi.
Bağlayıcı proteinler ilave proteinler için bağlantı noktaları olarak işlev görürler: İstenen
herhangi bir fonksiyonel protein alanını eklemek için genetik füzyon olarak adlandırılan bir
yöntem kullanılabilir. DNA ve proteinlerden oluşan hibrit yapılar daha sonra diğer protein
alanlarını belirli bir uzaysal pozisyona yerleştirebilen üç boyutlu bir çerçeve olarak işlev
görürler. DNA protein hibrit yapıları için bütün yapı blokları hücrenin kendisi tarafından
üretilebilir ve daha sonra kendiliğinden toplanırlar. Araştırmacılar genetik bilgilerden
başlayarak hücre benzeri ortamlarda bu hibritleri üretebiliyorlardı ve Prof. Dietz bunun
gerçek hücrelerde de işe yaraması ihtimalinin oldukça yüksek olduğunu söyledi.
Bu yeni yöntem, canlı sistemlerde moleküllerin uzaysal düzenlenişinin kontrol altına alınma
yolunu açıyor ve bu da temel süreçleri araştırmaya imkan sağlıyor. Örneğin, genomun
uzaysal düzeninin, genlerin okunabildiği ve okuma işleminin ne kadar etkili olduğu üzerinde
önemli bir etkiye sahip olduğu kabul edilmektedir. Genomik DNA’daki TAL-DNA hibrit
yapılarını kullanarak spirallerin oluşturulma amacı bu tür işlemlerin araştırılması için bir
araç sağlayabilir.
Uzaysal yakınlığın, örneğin hücredeki bilgi işlemeye olan etkisini araştırmak için, hücrenin
içinde ve dışında bir dizi proteinin geometrik olarak konumlandırılması da mümkündür. Bazı
enzimlerin uzaysal yakınlığı, biyoteknolojideki işlemleri daha verimli hale getirebilir. Son
olarak, örneğin birden fazla antijenin belirli geometrik düzenlemesine bağlı olarak
hücrelerin bağışıklık tepkisini daha iyi uyarmak için protein-DNA hibrit yapılarından
yararlanmak da düşünülebilir.
Kaynak: sciencedaily.com
Yorumlar
İnovatif Kimya Dergisi kaynak gösterilmeden paylaşılamaz.