BIZIM IÇIN HAYATI ÖNEME SAHIP BIR PROTEIN 'HEAT SHOCK PROTEIN'I
Bildiğiniz gibi vücudumuzun en küçük canlı birimi hücrelerdir. Hücreleri bir fabrika gibi düşünebilirsiniz, pek çok tehlikeyle karşı karşıya olan bir fabrika. Hücrelerin her şeyi eksiksiz olsa bile tehlikelere karşı bir koruma sistemi olmazsa, sonu süratli bir biçimde ölüm olur. Hücrenin baş etmesi gereken problemleri arasında sıcaklık artışı, toksinler (zehirli maddeler), hızlı asit baz değişimi ve virüsler bulunur. İşte tüm bunlara karşı hücrelerimizi koruyan bir molekül topluluğu vardır. Bu moleküller Heat Shock Proteinleri ya da HSP proteinleri olarak bilinen protein topluluklarıdır.
Heat Shock Proteinlerinin Sıcaklıklardan Koruma Özelliği
Heat Shock Proteinlerinin bu adla adlandırılmasının sebebi ilk önce bu proteinlerin ısıya karşı koruma özelliklerinin keşfedilmesidir. Ancak daha sonra bu proteinlerin ultaviyole radyasyon, iskemi (belli bir bölgenin geçici kansızlığı) gibi çeşitli etkilere karşı da koruma sağladığı ortaya çıktı.
Vücudumuzdaki proteinlerin yüksek sıcaklıklara karşı direnci azdır. Yüksek sıcaklıkta, proteinleri bir arada tutmaya yarayan bağlar zayıflar ve proteinler dağılmaya başlar. Ancak buna karşı hemen bir sistem devreye girer. Sıcaklığın artmasıyla, dakikalar içinde HSP adlı proteinler üretilir. Bu proteinler diğer proteinlerin bütünlüğünün korunmasına yardımcı olurlar.
Pek çok etkiye karşı hücreyi korumalarından dolayı bu proteinlere bunalım proteinleri adı da verilmiştir ve dünyanın en çok okunan tıp kitaplarından birinde Heat Shock Proteinlerinin özellikleri şu şekilde anlatılmaktadır.
“Heat Shock Proteinleri, hücreler ısı ve diğer bunalımlarla karşılaştığında, miktarları artan bir grup hücre içi proteindir ve bunlar, çeşitli bunalım durumlarında hücrenin hayatta kalmasına yardım eder. Sonuç olarak, bunları bunalım proteinleri olarak adlandırmak belki de daha uygundur.” Tıbbi Fizyoloji, William F. Ganong, Nobel Tıp Kitabevleri, 20. Baskı, Sayfa 37
Heat Shock Proteinlerinin Şaperon Özelliği
Heat Shock Proteinlerinin önemli bir diğer özelliği, proteinlerin katlanmasına yardımcı olmasıdır. Proteinler aminoasit adlı moleküllerin birbiri ardınca özel bir kimyasal bağ olan peptit bağlarıyla bağlanmasıyla oluşur. Proteinlerin hücrede sayısız görevleri vardır, birer işçi gibi çalışırlar. Ancak bu görevlerini yerine getirmeleri için 3 boyutlu görünümleri çok önemlidir. Aminoasitlerin birbirleri üzerinde katlanmaları ile 3 boyutlu görünümleri ortaya çıkar. Ancak bu 3 boyutlu yapılarında ufak bir hata, proteinin işlevini yitirmesine sebep olur. Şaperon molekülleri origami ustaları gibi proteinlere 3 boyutlu şekillerini verirler. Önceden proteinlerin aminoasit dizilimleri sonucu kendiliğinden katlanarak 3 boyutlu şekillere sahip oldukları düşünülüyordu. Ancak Heat Shock Proteinlerinin, proteinlerin katlanmasında görevli oldukları ortaya çıktı.
Proteinlerle ilgili bahsettiğimiz bu bilgi Genetik Kavramlar adlı referans kitapta şu şekilde özetleniyor:
“Bir proteinin özgül işlevini kazanması açısından yukarıda anlatılan posttranslasyonel (proteinin ribozomda üretilmesinden sonraki evre) değişimler kesinlikle önemlidir. Proteinlerin üç boyutlu yapıları fonksiyonlarını belirlediği için, polipeptitlerin son konformasyonlarını (şekillerini) almak üzere nasıl katlandıkları da önemli bir konudur. Yıllarca, protein katlanmasının, maksimum termodinamik dayanıklılık sağlayacak biçimde gerçekleşen, kendiliğinden (spontan) bir işlem olduğuna inanılmıştır ve katlanmanın, proteini oluşturan polipeptit zincirindeki (zincirlerindeki) amino asitlerin tümünün kimyasal özelliklerinin toplamına bağlı olduğu düşünülmüştür. Ancak, çeşitli çalışmalar birçok proteinin katlanmasında şaperonlar adı verilen ubikuit (yaygın, her hücrede bulunabilen) bir protein ailesinin elemanlarının rolü olduğunu ortaya koymuştur. Şaperon proteinler diğer proteinlerin katlanmasına yardımcı olur. Şaperonların etki mekanizması henüz tam aydınlatılmamıştır. Bu moleküller, enzimler gibi katıldıkları reaksiyondan değişmeden çıkarlar. Şaperonlar ilk kez Drosophila’da bulunmuş ve ısı-şoku proteinleri olarak adlandırılmıştır. Sonraları, bakteri, hayvan ve bitkiler gibi çok çeşitli organizmalarda da şaperonların bulunduğu gösterilmiştir.” Genetik Kavramlar, Sayfa 401, William S. Klug, Michael R. Cummings, Palme Yayıncılık, Altıncı Baskıdan Çeviri
Şaperon Molekülleri Olmazsa ne Olur?
Proteinlerin düzgün katlanması çok önemlidir. Bunun yapılmadığı durumlarda Alzheimer, Parkinson, Deli Dana, Sistik Fibroz gibi hastalıklar ortaya çıkmaktadır.
Bildiğiniz gibi vücudumuzun en küçük canlı birimi hücrelerdir. Hücreleri bir fabrika gibi düşünebilirsiniz, pek çok tehlikeyle karşı karşıya olan bir fabrika. Hücrelerin her şeyi eksiksiz olsa bile tehlikelere karşı bir koruma sistemi olmazsa, sonu süratli bir biçimde ölüm olur. Hücrenin baş etmesi gereken problemleri arasında sıcaklık artışı, toksinler (zehirli maddeler), hızlı asit baz değişimi ve virüsler bulunur. İşte tüm bunlara karşı hücrelerimizi koruyan bir molekül topluluğu vardır. Bu moleküller Heat Shock Proteinleri ya da HSP proteinleri olarak bilinen protein topluluklarıdır.
Heat Shock Proteinlerinin Sıcaklıklardan Koruma Özelliği
Heat Shock Proteinlerinin bu adla adlandırılmasının sebebi ilk önce bu proteinlerin ısıya karşı koruma özelliklerinin keşfedilmesidir. Ancak daha sonra bu proteinlerin ultaviyole radyasyon, iskemi (belli bir bölgenin geçici kansızlığı) gibi çeşitli etkilere karşı da koruma sağladığı ortaya çıktı.
Vücudumuzdaki proteinlerin yüksek sıcaklıklara karşı direnci azdır. Yüksek sıcaklıkta, proteinleri bir arada tutmaya yarayan bağlar zayıflar ve proteinler dağılmaya başlar. Ancak buna karşı hemen bir sistem devreye girer. Sıcaklığın artmasıyla, dakikalar içinde HSP adlı proteinler üretilir. Bu proteinler diğer proteinlerin bütünlüğünün korunmasına yardımcı olurlar.
Pek çok etkiye karşı hücreyi korumalarından dolayı bu proteinlere bunalım proteinleri adı da verilmiştir ve dünyanın en çok okunan tıp kitaplarından birinde Heat Shock Proteinlerinin özellikleri şu şekilde anlatılmaktadır.
“Heat Shock Proteinleri, hücreler ısı ve diğer bunalımlarla karşılaştığında, miktarları artan bir grup hücre içi proteindir ve bunlar, çeşitli bunalım durumlarında hücrenin hayatta kalmasına yardım eder. Sonuç olarak, bunları bunalım proteinleri olarak adlandırmak belki de daha uygundur.” Tıbbi Fizyoloji, William F. Ganong, Nobel Tıp Kitabevleri, 20. Baskı, Sayfa 37
Heat Shock Proteinlerinin Şaperon Özelliği
Heat Shock Proteinlerinin önemli bir diğer özelliği, proteinlerin katlanmasına yardımcı olmasıdır. Proteinler aminoasit adlı moleküllerin birbiri ardınca özel bir kimyasal bağ olan peptit bağlarıyla bağlanmasıyla oluşur. Proteinlerin hücrede sayısız görevleri vardır, birer işçi gibi çalışırlar. Ancak bu görevlerini yerine getirmeleri için 3 boyutlu görünümleri çok önemlidir. Aminoasitlerin birbirleri üzerinde katlanmaları ile 3 boyutlu görünümleri ortaya çıkar. Ancak bu 3 boyutlu yapılarında ufak bir hata, proteinin işlevini yitirmesine sebep olur. Şaperon molekülleri origami ustaları gibi proteinlere 3 boyutlu şekillerini verirler. Önceden proteinlerin aminoasit dizilimleri sonucu kendiliğinden katlanarak 3 boyutlu şekillere sahip oldukları düşünülüyordu. Ancak Heat Shock Proteinlerinin, proteinlerin katlanmasında görevli oldukları ortaya çıktı.
Proteinlerle ilgili bahsettiğimiz bu bilgi Genetik Kavramlar adlı referans kitapta şu şekilde özetleniyor:
“Bir proteinin özgül işlevini kazanması açısından yukarıda anlatılan posttranslasyonel (proteinin ribozomda üretilmesinden sonraki evre) değişimler kesinlikle önemlidir. Proteinlerin üç boyutlu yapıları fonksiyonlarını belirlediği için, polipeptitlerin son konformasyonlarını (şekillerini) almak üzere nasıl katlandıkları da önemli bir konudur. Yıllarca, protein katlanmasının, maksimum termodinamik dayanıklılık sağlayacak biçimde gerçekleşen, kendiliğinden (spontan) bir işlem olduğuna inanılmıştır ve katlanmanın, proteini oluşturan polipeptit zincirindeki (zincirlerindeki) amino asitlerin tümünün kimyasal özelliklerinin toplamına bağlı olduğu düşünülmüştür. Ancak, çeşitli çalışmalar birçok proteinin katlanmasında şaperonlar adı verilen ubikuit (yaygın, her hücrede bulunabilen) bir protein ailesinin elemanlarının rolü olduğunu ortaya koymuştur. Şaperon proteinler diğer proteinlerin katlanmasına yardımcı olur. Şaperonların etki mekanizması henüz tam aydınlatılmamıştır. Bu moleküller, enzimler gibi katıldıkları reaksiyondan değişmeden çıkarlar. Şaperonlar ilk kez Drosophila’da bulunmuş ve ısı-şoku proteinleri olarak adlandırılmıştır. Sonraları, bakteri, hayvan ve bitkiler gibi çok çeşitli organizmalarda da şaperonların bulunduğu gösterilmiştir.” Genetik Kavramlar, Sayfa 401, William S. Klug, Michael R. Cummings, Palme Yayıncılık, Altıncı Baskıdan Çeviri
Şaperon Molekülleri Olmazsa ne Olur?
Proteinlerin düzgün katlanması çok önemlidir. Bunun yapılmadığı durumlarda Alzheimer, Parkinson, Deli Dana, Sistik Fibroz gibi hastalıklar ortaya çıkmaktadır.