NOBEL YOLUNDA BİR TÜRK 2015 Nobel Kimya

DİLARA KARACA
NOBEL YOLUNDA BİR TÜRK
2015 Nobel Kimya ödülünü Türk bilim insanı Prof. Dr. Aziz Sancar, Tomas Lindahl ve
Paul Modrich aldı. Bu ödülle beraber, ilk kez bir Türk bilim insanı fen bilimleri dalında Nobel
Ödülü almış oldu. Ayrıca Aziz Sancar, yurtdışında yaptığı çalışmalarla Amerikan Ulusal
Bilimler Akademisi'ne kabul edilen üç Türk’ten de birisidir. Ülkemizin gurur kaynağı olan Aziz
Sancar, İstanbul Tıp Fakültesi mezunudur. Üniversite ikinci sınıftayken hem kimyaya olan
ilgisi hem de o zamanki biyokimya hocasının etkisiyle biyokimya alanında araştırma yapmaya
karar verdi. Kendi bölümünden birincilikle mezun olan Aziz Sancar, mezun olduktan sonra
doğduğu yörede iki yıl boyunca pratisyen hekim olarak çalıştı. Bu süre zarfında temel bilim
araştırmacısı olma kararlılığını ve biyokimya alanında çalışma yapma kararını değiştirmedi.
Sancar, daha genç bir doktorken fotoreaktivasyon adı verilen konuya ilgi duymaktaydı.
(Fotoreaktivasyon; morötesi ışın ile meydana gelen mutasyonları içeren hücrelerin, mavi
spektrum içeren görünür ışığa maruz bırakıldıklarında geriye dönüşüm yapıp düzelmeleridir.)
Sancar’ ın aklında, bu konu ile ilgili çok kritik bir soru vardı. Sancar, bakterilerin öldürücü
dozda morötesi ışınlara tabi tutulduğunda, görünür mavi ışık sayesinde hayata döndüklerini
(fotoreaktivasyon) biliyordu. Fakat onun aklını karıştıran, bu ani dönüşümün temelinde yatan
kimyasal süreçti. Bu konuyu derinlemesine araştırmak isteyen Sancar, ülkemizin verdiği
imkânlar yetersiz gelince, TÜBİTAK bursu alarak ABD’ye gitti. Sancar’ın Nobel yolculuğu da
bu olayla başladı. Sancar, fotoreaktivasyon konusundaki araştırmalarını daha ileriye götürmek
amacıyla aynı alanda çalışan Claud Rupert’in Texas Üniversitesi'ndeki ekibine katıldı.
Fotoreaktivasyon olayı için gerekli olan enzim fotoliyaz enzimidir. Fotoliyaz enzimi,
Sancar’ın doktora hocası Profesör Claud Rupert tarafından 1958’ de keşfedilmişti. Fotoliyaz
enzimi, güneş ışığında bulunan morötesi ışınların DNA’ da oluşturduğu timin dimeri (ikilisi)
1
DİLARA KARACA
denilen DNA hasarını onarır. Fotoliyaz enzimini diğer enzimlerden ayıran en önemli özellik
ışık enerjisini kullanabilmesidir. Fotoliyaz enzimi, mor/mavi ışık enerjisini kimyasal enerjiye
çevirir ve fotoreaktivasyon olayında da bu kimyasal enerjiyi kullanır. Calud Rupert ve bu
konuda çalışan diğer araştırmacıların bütün çabalarına rağmen -fotoliyaz enzimini
saflaştıramadıklarından- enziminin, DNA’daki timin dimerini onarma mekanizması
çözülememişti. Sancar doktora çalışması için fotoliyaz enzimin genini klonladı ve genin yaptığı
proteini bulmak - enzimi saflaştırabilmek - için Maxicell Yöntemini ( Büyük Hücre ) keşfetti.
Ardında da ışık enerjisini kimyasal enerjiye çevirmeyi keşfetti.
Maxicell, genetik mühendisliğinde kullanılan temel bir yöntemdir ve bu yöntemi
doktora öğrencisi iken Aziz Sancar icat etmiştir. Sancar’ın DNA onarımında görevli enzimleri
saflaştırmak için keşfettiği bu yöntem pek çok araştırmacı tarafından, pek çok proteinin
saflaştırılması için kullanıldı ve kullanılmaya devam ediyor.
Bakterilerde, kromozomdan ayrı olarak bulunan, kendini eşleyebilen, daha küçük
dairesel DNA parçasına, plazmid denir. Maxicell yönteminde, bakteri hücresi içindeki
kromozom, UV ışınlarının etkisiyle yok edilip plazmid sağlam ve tek başına hücre içinde
bırakılır. Bu yöntemle plazmide aktırılan genler ve protein ürünleri ile bakterinin kendi genleri
ve proteinleri bir araya karışmadan incelenebiliyor. Sancar’ın Maxicell yöntemi ile ilgili yazdığı
iki sayfalık makalesine 1000 üzerinde atıf yapıldı ve Sancar’ın en çok atıf yapılan makalesi
oldu. Maxicell, Aziz Sancar’ın, keşfettiği yönteme verdiği ve kendisinin ürettiği bilimsel bir
sözcüktür. Ayrıca Maxicell kavramı Sancar’ın Oxford Dictionary of Biochemistry and
Molecular Biology’e yaptığı ilk katkıdır.
Sancar, Maxicell yöntemi kullanarak fotoliyaz enzimin miktarını artırdı ve çalışma
mekanizmasını çözdü. Sancar’ın verdiği emekler boşa çıkmadı ve hayatının yaklaşık 35 yılını
2
DİLARA KARACA
harcadığı fotoliyaz enzimi, Sancar’ın Amerikan Bilim Akademisi üyeliği almasına büyük katkı
sağladı.
Vücudumuzu oluşturan hücrelerin çekirdeğinde bulunan kromozomların içerisinde
paketlenmiş halde DNA bulunur. DNA’da biyolojik şifremiz gizlidir. DNA sarmal yapıdadır.
DNA’nın sarmallarının her basamağında nükleotid adı verilen protein yapı taşlarının dizilişiyle
genler oluşur. Bu sıralamada oluşacak hatalar kanser, doğuştan sakat doğma gibi
ciddi sağlık sorunlarına yol açabilir.
DNA’daki nükleotid sıralamasındaki hatalardan birisi de, yan yana gelmiş olan ikili
Timin nükleotidlerin, Adenin nükleotidlerini bırakıp birbiriyle birleşmesidir. ( Adenin ve Timin
nükleotidleri karşı karşıya gelerek birbirleriyle birleşirler. Timin nükleotidinin diğer bir Timin
nükleotidiyle birleşmesi DNA’daki bir hatadır, bir mutasyondur. ) Sancar, DNA’daki bu
hatanın “nükleotid kesim onarım” yöntemiyle onarıldığını buldu. Bu onarım mekanizması,
1964 yılında tespit edilmesine rağmen detayları bir türlü çözülememişti. Daha sonra bu
yöntemin başka onarımlarda da kullanıldığı keşfedildi.
Bu mekanizmada, özel bir enzim DNA boyunca dolaşıp hasar tespit ettiği bölgede,
DNA’nın hasarlı bölümü ve yakındaki birkaç nükleotid kesip atılır. Oluşan boşluk DNA
sarmalının öteki zinciri kullanılarak DNA polimeraz enzimi tarafından doldurulur. ( Polimeraz
enzimi DNA eşleşmesini sağlayan enzimdir. ) Nükleotid kesim onarım mekanizmadaki başrol
oyuncusu eksinükleaz enzimi - fotoliyaz gibi ikili timin nükleotidlerini onarmanın yanı sıra DNA sarmalında kimyasal ve fiziksel etkenler sonucu oluşan diğer hasarları da tamir eder.
Bunu yaparken de fotoliyaz enziminin kullandığı gibi ışık enerjisini kullanmaz, kimyasal
enerjiyi kullanır.
3
DİLARA KARACA
Çalışmasına ilk önce bakterilerle başlayan Sancar, enzimin bakteri DNA’sındaki hasarlı
nükleotidleri çıkarırken, bu nükleotidlerin çevresindeki 12 nükleotidi de kesip attığını keşfetti
fakat insanlarda durum daha karışıktı. O zamanlar, genetik araştırmalar sonucunda en az 7 genin
gerekli olduğu biliniyordu ve birçok araştırmacı bu genleri klonlayıp sorunu çözmeye çalıştılar.
Fakat Aziz Sancar biyokimyasal yöntemlerle bu konuyu aydınlatmaya karar verdi. Sancar,
onarım mekanizmasını anlamak için geliştirdiği hassas bir test ile insanlardaki DNA’nın nasıl
onarıldığını, yani hasarlı nükleotidlerin çevresindeki 27 nükleotidin nasıl kesilip atıldığını,
yerine yeni ve sağlam nükleotidlerin bu boşluğa nasıl konulduğunu buldu. Bu mekanizmanın bilinenin aksine- 7 değil 16 gen tarafından sentezlenen 16 protein ile işlediğini keşfetti.
Sancar bu enzim aktivitesine Excision Nuclease ( Excinuclease ) ( Eksinükleaz ) adını
verdi. Bu kavram da Sancar’ın, Oxford Dictionary of Biochemistry and Molecular Biology’e
yaptığı ikinci katkıdır. Bu kavram, biyokimya ve moleküler biyoloji kitaplarına girdi. Ayrıca
ünlü Science dergisinin “Yılın Molekülü: DNA Onarım Enzimi” sayısında Sancar’ın bu konu
ile ilgili yazdığı makalesi yayınlandı.
Keşfettikleriyle Sancar, DNA onarımının bilinmeyen birçok noktasını aydınlattı. Daha
önce bakterileri kullanarak kanıtladığı olayların insanlarda nasıl çalıştığını da ortaya çıkardı. O
yıllarda fotoliyaz enzimin, pek çok canlıda bulunmasına rağmen insanda bulunmadığı
düşünülüyordu. Sancar yaptığı araştırmalar ve testler sonucunda insanda fotoliyaz onarımına
rastlamadı. Buna ek olarak, insanda fotoliyaz enzimin olmadığına dair bir makale bile
yayımlandı. İnsan hücresinde DNA onarımında ışık gerektiren fotoliyaz olayının
kullanılmadığını başka bir yöntemin kullandığını buldu. Hücrelerin DNA hasarının yapacağı
zararı önlemek için geliştirdikleri kontrol mekanizmalarını keşfetti.
Sancar’ın üzerinde çalıştığı Nucleotide Excision Repair ( Nükleotid Kesim Onarım )
büyük, küçük her türlü nükleotid hasarını tamir eder. Bu nedenle bu mekanizmaların varlığı
4
DİLARA KARACA
hayatı sürdürebilmek için çok önemlidir. Sancar’ın aklında olan soru ise; enzimin ufak bir
bozukluğu olan DNA nükleotidlerini, normal ve doğru olan bir DNA nükleotidinden nasıl ayırt
ettiğiydi.
Sancar’ın önerdiği modelde DNA nükleotid tanım sorunu,
16 proteinden oluşan
enzimin nükleotidinde bulunan bazları 3-4 kez tekrar tekrar kontrol etmesiyle çözülür. Bu
sayede hata yapma olasılığı az olur. Ancak, bu onarım mekanizmasında, enzim tekrar tekrar
kontrol etmesine rağmen hasarlı bazı tanınmayabilir. Nadiren de olsa doğru baz yanlışlıkla
hasarlı baz sanılıp kesilebilir. Bu iddia, Sancar’ın modelinin temel taşıdır. Sancar Nucleotide
Excision Repair enzim sisteminin nadiren de olsa normal ve doğru DNA’yı kesip atabileceğini
gösterdi. Kesilip atılan normal 27 bazın yerine çoğu zaman tekrar normal bazlar DNA
polimeraz enzimi tarafından sentezlenir. Bazen sentezleme işlemi sırasında DNA polimeraz
nadiren de olsa yanlış bazı koyabilir, o zaman mutasyon olur.
Sancar, DNA hasarının hücre döngüsünü nasıl etkilediği ve bu etkilemenin kanser
tedavisinde nasıl kullanılabileceği araştırmasında adım adım ilerlemeler yapmış durumda.
Ayrıca nükleotid kesim onarımı bozuklukları ile deri kanseri arasında doğrudan nedensel ilişki
bulunmuştur. Bu mekanizmanın bilinmeyen yönlerini çözülmesi, özellikle genetik mutasyonlar
sonucu doğan, başta kanser gibi hastalıklarla mücadeleye çok büyük yarar sağlayabilir.
Sancar ABD’de kaldığı süre boyunca çok çalışır. Fakat kültürel uyuşmazlıklar, sosyal
çevresinin olmaması nedeniyle büyük zorluklar çeker. Türkiye geri döner, yeniden ABD’ye
gider. TÜBİTAK bursunu kaybeder ve ABD’de bulunan Türklerin desteğiyle çeşitli işlere girer
çıkar, hayatını sürdürmeye çalışır. Daha sonra bir çalışma laboratuvarına gider. Ancak
burssuzdur, parasızdır ve gittiği yerde ona destek olacak başka Türk de yoktur. Sancar geceleri
laboratuvarda uyur, neredeyse bütün gününü orada geçirir. Fakat bu sefer hem zihinsel olarak
daha hazırlıklıdır hem de daha tecrübelidir, zorluklarla başa çıkar. Hocası Prof. Rupert,
5
DİLARA KARACA
Sancar’ın özverili ve başarılı çalışmasını karşılıksız bırakmaz ve onun için gereken bütçeyi ve
bursu yaratır. Sancar’ın, ona mesafeli yaklaşan ve yaptığı deneyleri yerli yersiz
eleştiren laboratuvar arkadaşları ile mücadele etmek zorunda kaldığı zamanlar da olur. Kısacası
Sancar bugün olduğu yere gelebilmek için hem maddi hem de manevi açıdan büyük zorluklar
çeker. Fakat umudunu yitirmez ve hedeflerine odaklanır.
Sancar’ın genç yaşta kendine bir hedef belirlemesi, çektiği zorluklara rağmen
kararlılığını sürdürmesi onun takdire şayan ve örnek alınması gereken davranışlarındandır.
Ayrıca Sancar’ın ne istediğini bilmesi ve amacına ulaşmasını sağlayabilecek ortamlara girmek
için çalışması ve bunu başarması, onun bu günlere gelmesindeki büyük etkenlerden birisidir.
Aziz Sancar, Nobel ödülünü aldıktan sonra bu ödülü Türkiye Devleti’ne, Atatürk’ün ve
Cumhuriyet devrinin başlattığı eğitime borçlu olduğundan bahsetti. Aziz Sancar, aldığı ödülün
Türkiye için hayırlı olmasını dileyerek, " İnşallah bundan sonra daha büyük övgüler kazanırlar.
Türkiye'de bilime çok büyük katkıda bulunurlar. " dedi. Fakat bazı çevreler tarafından yapılan
spekülasyonlarda – ki ben katılmıyorum- Sancar’ın Mardinli olmasından dolayı Türk değil
Arap kökenli olduğu ve Kürt olduğu yer almaktadır. Bu çevrelere mensup kişi ve kurumlar,
Nobel ödülünü Türkiye’nin gurur duyması gereken bir başarı olarak görmemektedirler.
SÖZCÜK SAYISI: 1433
6
DİLARA KARACA
KAYNAKÇA:
https://www.kademvakfi.org/ContentDetail/751/71/aziz_sancar.html
http://blog.turkcell.com.tr/aziz-sancara-nobel-odulunu-getiren-cozum-dna-tamiri-nedir
http://www.milliyet.com.tr/aziz-sancar-in-ornek-yasami/gundem/ydetay/2133656/default.htm
https://serkanbolat.com/2016/06/08/aziz-sancar/
http://www.cumhuriyet.com.tr/haber/teknoloji/389259/Aziz_Sancar_in_bilime_alti_buyuk_ka
tkisi.html
7