Isı Şok Proteinleri Mucizesi

Vücudumuzun en küçük canlı birimi hücrelerdir. Bir şehir gibi düşünebileceğimiz hücreler, pek çok tehlikeyle karşı karşıyadır. 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 bütün bunlara karşı hücrelerimizi koruyan bir molekül topluluğu vardır. Bu moleküller Isı Şok Proteinleri ya da HSP proteinleri olarak bilinen protein topluluklarıdır. 1 Allah hücrelerimizde bu proteinleri bizim yararımıza çeşitli işlerde çalıştırır. Bir proteinin bu derece şuur gerektiren işlerde çalıştırılması üzerinde düşünülmesi gereken bir durumdur.

Isı Şok Proteinlerinin Sıcaklıklardan Koruma Özelliği

Isı şok proteinlerinin bu adla adlandırılmasının sebebi ilk önce bu proteinlerin ısıya karşı koruma özelliklerinin keşfedilmesidir.  2 Ancak daha sonra bu proteinlerin ultaviyole radyasyon, iskemi (belli bir bölgenin geçici kansızlığı) gibi çeşitli etkilere karşı da koruma sağladığı ortaya çıktı. 3

Toplumun güvenliği için itfaiyeciler fedakarca davranırlar, kendi canlarını tehlikeye atarak yangın gibi tehlikelere karşı bizleri korurlar. Vücudumuzdaki proteinlerin yüksek sıcaklıklara karşı direnci azdır. Yüksek sıcaklıkta, proteinleri bir arada tutmaya yarayan bağlar zayıflar ve proteinler dağılmaya başlar. Ancak buna karşı mucizevi bir sistem devreye girer. Sıcaklığın artmasıyla, dakikalar içinde HSP adlı proteinler üretilir. Bu proteinler diğer proteinlerin bütünlüğünün korunmasına yardımcı olurlar. 4

Pek çok etkiye karşı hücreyi korumalarından dolayı bu proteinlere bunalım proteinleri adı da verilmiştir. Nitekim dünyanın en çok okunan tıp kitaplarından birinde ısı şok proteinlerinin özellikleri şu şekilde anlatılmaktadır.

“Isı şok 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.” 5

Isı Şok Proteinlerinin Şaperon Özelliği

Isı şok proteinlerinin önemli bir diğer özelliği, proteinlerin katlanmasına yardımcı olmasıdır. Böyle moleküllere şaperon adı da verilir. Proteinler aminoasit adlı moleküllerin birbiri ardınca özel bir kimyasal bağ olan peptid bağlarıyla bağlanmasıyla oluşur. Proteinlerin hücrede sayısız görevleri vardır. Hücrede adeta 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.

Origami adlı Uzakdoğu kökenli sanatıyla ilgilenenler kağıtları birbiri üzerinde katlayarak 3 boyutlu şekiller yaparlar. Şaperon molekülleri de origami ustaları gibi proteinlere 3 boyutlu şekillerini verirler. Onlarda bu sanatı tecelli ettiren Sani ve Hakim olan Allah’dır.

Önceleri proteinlerin aminoasit dizilimleri sonucu kendiliğinden katlanarak 3 boyutlu şekillere sahip oldukları düşünülüyordu. Ancak ısı şok proteinlerinin, proteinlerin katlanmasında görevli oldukları ortaya çıktı.

Nitekim proteinlerle ilgili bu ilginç bilgi Genetik Kavramlar adlı referans kitapta şu şekilde özetlenmektedir:

“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.” 6

Şaperon Moleküllerinin Eksikliğinde Ne Olur

Proteinlerin düzgün katlanması çok önemlidir. Bunun yapılmadığı durumlarda Alzheimer, Parkinson, Deli Dana, Sistik Fibroz gibi hastalıklar ortaya çıkmaktadır. 7

GroEL-GroES kompleksi adlı yukarıda resimleri görülen moleküller, proteinlerin katlanmasından sorumludur.  Bir molekülün bu derece şuurlu iş yapıyor olması hayret verici bir mucizedir.

Isı Şok Proteinleri ve Savunma Sistemi

Yapılan araştırmalar göstermektedir ki ısı şok proteinlerinin hem hücre içinde hem de hücre dışında hücrenin savunmasında önemli rolleri vardır. Isı şok proteinleri hücre içindeki görevlerinden dolayı hücre içinde neredeyse her proteinle bağlar kurarlar. Isı şok proteinleri, bağlandıkları bu proteinleri görevli bir başka proteine iletirler. Eğer proteinde normal olmayan peptidler (aminoasit zinciri) varsa bunlar hücrenin yüzeyine çıkarılırlar. İşte hücrenin yüzeyinde sergilenen bu anormal peptidlere antijen denir. 8 Antijenler hücrede virüs bulunduğuna dair bilgiyi dışarıya vermeye yararlar.

Isı Şok Proteinlerinin doktorlar gibi sağlığımıza önem vermeleri şaşılacak bir durumdur. Atomlardan ibaret bir topluluk olan bu moleküllerin bu duyarlı görevi yapamayacağı açıktır. Onlarda tecelli eden şefkat, dikkat, zeka, işini süratle ve eksiksiz yerine getirme Allah’ın bizler için bir sunduğu lütfüdür. Görüldüğü üzere hücrelerimizde son derece şuurlu işler gerçekleşmektedir. Hücrelerdeki yüksek şuur tesadüfü ilah edinen evrim teorisini yerle bir etmektedir.

Dikkat işareti tehlikeli bir duruma dikkat çekmek için konur. Aynı bunun gibi hücre yüzeyindeki antijenler hücrede hastalıklı bir durum olduğunu haber verirler. Hücre yüzeyinde antijenlerin meydana getirilmesi, ısı şok proteinlerinin de yer aldığı kompleks bir süreç ile gerçekleşir.

Isı Şok Proteinleri bir yolla daha hücre savunmasına katkıda bulunur. Normal şartlarda ısı şok proteinleri hücrenin içinde bulunur. Hücre beklenmedik bir şekilde ölürse, hücre içi etrafa kontrolsüz bir şekilde dağılır. Hücre dışındaki ısı şok proteinleri ise bağışıklık sistemi için en etkili tehlike sinyallerindendir. 9

Evrim Teorisi’nin Isı Proteinleri ve Proteinler Karşısındaki Açmazı

Yaşamın tesadüflerle var olamayacağı çok açık bir gerçektir. Hücremizde sayısız protein, enzim ve DNA, RNA gibi nükleik asitler koordineli bir şekilde çalışırlar. Halbuki bir proteinin bile tesadüfen meydana gelemeyeceği matematiksel olarak bilinen net bir gerçektir. Bununla birlikte evrim teorisinin ilginç bir açmazı daha vardır. Proteinler ve DNA birbirlerine muhtaç bir şekilde yaratılmışlardır. Biri olmadan diğeri var olamaz. Nitekim bu gerçeği kendisi de bir evrimci olan Dr. Leslie Orgel 1994 tarihli bir makalesinde şöyle belirtmektedir.:

“Son derece kompleks yapılara sahip olan enzimlerin ve nükleik asitlerin (RNA ve DNA) aynı yerde ve aynı zamanda rastlantısal olarak oluşmaları aşırı derecede ihtimal dışıdır. Ama bunların birisi olmadan diğerini elde etmek de mümkün değildir. Dolayısıyla insan, yaşamın kimyasal yollarla ortaya çıkmasının, asla mümkün olmadığı sonucuna varmak zorunda kalmaktadır.” 10

Paradoks terimi çelişkili ve mümkün olmayan durumları anlatmak için kullanılır. Örneğin yukarıdaki meşhur çizim, paradoksa örnek olarak verilir. Elbette ki, resmin içindeki öğeler olan iki elin birbirlerini çizerek ortaya çıkmalarına imkan yoktur. Bu resmi gördüğünüzde resmin dışından birinin bunu çizmiş olabileceğini hemen anlarsınız. İşte evrim teorisinin içine düştüğü durum bu resme benzer. Bir proteinin üretimi için DNA’da bilgisinin yazılı olması gerekir. DNA’nın olması için ise proteinlere ihtiyaç vardır. Bunlardan sadece birinin olması diğerini meydana getiremez. Dolayısı ile bu iki yapının birden yaratılmış olması gerekir.

Isı proteinlerinin ortaya çıkardığı bir önemli gerçek daha vardır. Bir proteinin matematiksel olarak var olmasının mümkün olmadığını ispatlayan hesaplamalar amino asitlerin doğru sayıda, doğru tipte ve doğru dizilimle bir araya gelmesi gerekliliği üzerine kuruludur. Ancak artık görülmektedir ki sadece bunlar bile yetersizdir. Ortaya çıkan aminoasit zincirine şekil veren başka moleküllerin de varlığı şarttır. Bu şekil veren proteinlerin de tesadüfen oluşması imkansız olduğuna göre herhangi bir proteinin tesadüfler eseri oluşması için imkansız kelimesi de yetersiz kalmaktadır.

Şekil verme sanatı şekil veren birisini gerektirir. Tesadüflerin kendisi bir çömlekçi ya da heykeltıraş gibi iş yapamaz. Aminoasit zincirlerinden 3 boyutlu işlevsel proteinleri üretmek için yaratılan Şaperonlar Allah’ın Şekil ve Suret Veren isimlerinin tecellilerindendir.

O Allah ki, yaratandır, (en güzel bir biçimde) kusursuzca var edendir,
'şekil ve suret' verendir. En güzel isimler O'nundur. Göklerde ve yerde
olanların tümü O'nu tesbih etmektedir. O, Aziz, Hakimdir.
(Haşr Suresi, 24)

Kaynak:

1) Neil A. Campbell, Jane B. Reece, Biology, Sixth Edition,Sayfa 935
2) Heat shock proteins and heat adaptation of the whole organism. ,Moseley, P. L. (1997), J. Appl. Physiol. 83: 1413-1417.
3) Heat shock proteins and heat adaptation of the whole organism. J. Appl. Physiol. 83: 1413-1417
4) Neil A. Campbell, Jane B. Reece, Biology, Sixth Edition,Sayfa 935
5) Tıbbi Fizyoloji, William F. Ganong, Nobel Tıp Kitabevleri, 20. Baskı, Sayfa 37
6) Genetik Kavramlar, Sayfa 401, William S. Klug, Michael R. Cummings, Palme Yayıncılık, Altıncı Baskıdan Çeviri
7) www.kultur.k12.tr/biyosemp/pdf/05__protein_bilimi_2.pdf
8) http://qs-21.com/products/tech/hsp/
9) http://qs-21.com/products/tech/hsp/
10) Leslie E. Orgel, "The Origin of Life on Earth", Scientific American, cilt 271, Ekim 1994, s. 78.