yardım lütfen dönem ödewim :(
- Konbuyu başlatan sadada
- Başlangıç tarihi
*เlкєг
яσ¢к
arkadaş bi de www.maxiodev.com a bak çokl güzel ödevler var
Protein nedir?
Proteinler hücrelerdeki bütün biyolojik olayların yapıtaşıdırlar. Hücreler içerisinde gerçekleşen olaylar; yüzbinlerce farklı proteinin kendilerine verilmiş olan vazifeleri mucizevi bir şekilde yerine getirmeleri ile devam eder. Mesela kanımızda bulunan hemoglobin proteini oksijen taşımacılığında vazife görmekte, antikor denilen proteinler vücudumuzun savunma sisteminin temelini oluşturmakta, insülin hücrelerimize glikoz/şeker alımını sağlamakta, keratin saç ve tırnak yapımızı meydana getirmekte, enzim adı verilen proteinler hücre içi kimyasal reaksiyonları mükemmel bir hız ve doğrulukta yerine getirmektedir. Peki hepsini saymamız imkansız olan bu kadar çok ve birbirinden tamamen farklı vazifeleri yerine getiren proteinler neden yapılmışlardır?
Proteinlerin yapısı
Proteinler, amino asit dediğimiz ve karbon, hidrojen, oksijen ve azot atomlarından meydana gelen moleküllerin tesbih taneleri gibi yan yana dizilmeleri ile oluşur. Yani biraz önce binlercesinden sadece bir ikisini bahsettiğimiz vazifeleri yerine getiren proteinler, hayat sahibi olmayan atomların oluşturduğu dev moleküllerden ibarettir. Amino asitlerden başlıca 20 tanesi protein yapımında vazife alır. Bu standart 20 amino asitin farklı sayıda dizilişleri neticesi yüzbinlerce farklı yapı ve vazifede proteinler oluşmaktadır. Aynı alfabedeki 29 harfin farklı dizilişleri ile farklı kelime ve cümlelerin yazılabilmesi gibi; 20 aminoasit ile de sonsuz sayıda farklı protein üretmek mümkündür. Proteinlerin 50 kadar aminoasit içeren türlerinden, binlerce amino asit içeren türlerine kadar yüzbinlerce çeşidi vardır. Hücrelerde protein sentezi sonrasında üretilen aminoasitlerin birbirine bağlanarak oluşturdukları düz zincir, daha sonra aminoasitler arasındaki kimyasal bağlar neticesi katlanarak proteine nihai bir şekil verir. Proteinlerin bazıları heliks/sarmal yapıda olabileceği gibi küresel veya antikorlar gibi Y şeklinde de olabilirler. Proteinler üç boyutlu yapılarındaki girinti çıkıntılar sayesinde ya başka proteinlere ya da alıcı moleküllere bağlanarak hücre içi faaliyetleri gerçekleştirirler. Anahtar-kilit ilişkisine benzer sistemlerle proteinlerin birbirlerine ya da diğer moleküllere bağlanıp ayrılması, protenlerin üç boyutlu yapılarını çok önemli kılar. Bir proteinin aktif bölgesindeki sadece bir amino asidin bile yerinin değişmesi, proteinin şeklini değiştirip iş görmesini engelemektedir. Bu nedenle protein sentezi sonrası zincir gibi olan aminoasit dizisinin katlanarak asli şeklini alması çok önemlidir.
Bir protein; olması gereken üç boyutlu yapıda nasıl katlanabilir? Ortada milyonlarca farklı ihtimal varken, nasıl oluyor da her zaman proteinler doğru şekli alıyorlar? Eğer protein bu işi deneme yanılma metodu ile yapıyorsa kaba taslak olarak hesaplandığında, 100 aminoasitlik bir proteinin doğrusunu bulmak için olabilecek bütün konformasyonları denemesi 20 milyar yıl alacaktır. Bu ise kainatın yaşından bile uzun bir süredir. Tesadüfe bıraktığımızda küçük bir proteinin bile uygun şekli alması neredeyse 20 milyar yıl sürmesi gerekirken, normalde binlerce amino asit dizisine sahip proteinler bile bir saniyeden daha az bir zamanda mükemmel bir şekilde, şaşırmadan, en ufak bir hata bile olmadan katlanmakta ve vazife yapmaya hazır hale gelmekteler. Bazı proteinler doğru şekli almak için ‘chaperon’ denilen yardımcı proteinlere ihtiyaç duyarlar. Fakat bu yardımcı proteinlerin de çalışma mekanizmaları tam açıklığa kavuşmuş değildir.
Proteinlerin üç boyutlu yapısı sıcaklık değişikliklerine karşı çok hassastır. Pek çok proteinin 100 derecenin çok altındaki sıcaklıklarda yapısı bozulur. Bu genellemenin tek istisnası termofilik bakterilerdir. Bu bakteriler mucizevi bir şekilde neredeyse sıcaklığı 100 dereceye yaklaşan sıcak su kaynaklarında, proteinlerinde herhangi bir bozukluk olmadan yaşamlarını sürdürürler. Eğer laboratuvarda veya endüstride sıcaklığa dayanıklı bir protein gerekiyorsa, aynı proteinin termofilik bakterilerde bulunan versiyonu elde edilip kullanılmaktadır.
Proteinler ve Deli Dana Hastalığı
Proteinlerin üç boyutlu yapılarının öneminden ve protein sentezi sonrasında meydana gelen katlanma olayının hassaslığından bahsetmiştik. Eğer bir protein bir şekilde yanlış katlanmış ise vazife göremeyecektir. Ancak PRION (proteinaceous infectious particle) denilen proteinler yanlış katlandıklarında sadece vazifelerini yapamaz hale gelmiyorlar, aynı zamanda bulundukları organizmalar için tehlikeli hastalıklara sebep oluyorlar. Prion proteinleri normal formda olduklarında beden hücrelerine zararsızdırlar. Proteinin zararsız ile zararlı formu kimyasal olarak tamamen aynı yapıdadır, tek değişiklik kimyasal yapının farklı şekilde katlanarak oluşturduğu üç boyutlu şekildir. Normal prionun bir kere şekli bozuldu mu bir daha eski haline dönemez, aksine diğer prionları da etkileyerek hepsinin şeklini anormal hale çevirir.
Peki nasıl oluyor da tek başına bir protein sanki canlı gibi, kendisini çoğaltıp hastalığı hayvanlar arasında yayıyor? Prionların virüsler gibi yayılıp çoğalmalarını sağlayan bir mekanizmaları yok. Eğer yanlışıkla yenilse veya vücuda enjekte edilseler kan dolaşımı ile bütün vücudu dolaşmaya başlıyorlar. Beyin-kan bariyerini tam olarak nasıl aştıkları bilinmese de, bir kere beyine ulaştılar ve normal bir priona rastladılar mı hemen zincir reaksiyon başlıyor ve onu hastalık yapıcı forma dönüştürüyorlar. Üstelik bir defa tehlikeli duruma dönüşen protein, kimyasal yapı itibariyle sağlamlaşıyor ve normal sterilize metodlarla yok edip bozmak mümkün olmuyor. Bu nedenle bu hastalığın ameliyatında kullanılan aletler tekrar sterilize edilip kullanılmak yerine, tamamen atılıyor ve bir daha kullanılmıyor.
Prion hastalıklarına ‘bulaşabilen süngerimsi ensefalopatiler (transmissible spongiform encephalapathies – TSE)’ denilmektedir. Bu hastalıklar merkezi sinir sistemini etkiler ve beynin süngerimsi bir hal almasına yol açar.
Prion hastalıklarından biri olan ve 1985 yılında sığırlarda ortaya çıkan Deli Dana hastalığı (bovine spongiform encephalopathy - BSE) ilk olarak İngiltere’de tesbit edilmiştir. Koyunlarda ortaya çıkan Scrapie hastalığı da prion hastalıklarındandır. Deli dana hastalığının Scrapie hastası koyun et ve kemik ununun, sığır yemlerine katılması ile ortaya çıktığı tahmin edilmektedir. Hayvanların tabii bitkisel diyetlerine aykırı olarak sadece daha fazla üretim amacıyla hayvansal gıdalarla beslenmeleri dengeyi bozmuş; beş kuruşluk kâr için milyonlarca paranın yanısıra sadece hayvanların telef olmasına değil insanların da can kaybına sebep olmuştur. Bu hastalığın İngiltere’de ortaya çıkması da aslında bir ibrettir. Çünkü yaz kış bol yağmur alan ve çok soğuk olmayan kışları nedeniyle yeşil otu hiç eksik olmayan bu ülkede; insanların yine de tamah edip hayvanları suni yemlerin yanısıra hayvansal katkılı yemlerle beslemesi, bu hırsın hasareti olarak deli dana hastalığını netice vermiştir.
Alzheimer (bunama) ve cystic fibrosis hastalıkları da yanlış katlanan proteinlerin sebep olduğu hastalıklardandır. Yanlış katlanan proteinler, endüstride bakterilere protein üretimi yaptırılırken de problem olabilmektedir. Normalde sıvıda çözünür halde olması gereken proteinler, yanlış katlandıklarında sıvıda çözünmeyip bir araya birikmektedir. Proteinlerin bu şaşırtıcı aktivitesi protein katlanması konusunda detaylı araştırmaları zorunlu kılmıştır.
Normal ve hastalık yapıcı prion’un
model şemada görünümü
Proteinler hücrelerdeki bütün biyolojik olayların yapıtaşıdırlar. Hücreler içerisinde gerçekleşen olaylar; yüzbinlerce farklı proteinin kendilerine verilmiş olan vazifeleri mucizevi bir şekilde yerine getirmeleri ile devam eder. Mesela kanımızda bulunan hemoglobin proteini oksijen taşımacılığında vazife görmekte, antikor denilen proteinler vücudumuzun savunma sisteminin temelini oluşturmakta, insülin hücrelerimize glikoz/şeker alımını sağlamakta, keratin saç ve tırnak yapımızı meydana getirmekte, enzim adı verilen proteinler hücre içi kimyasal reaksiyonları mükemmel bir hız ve doğrulukta yerine getirmektedir. Peki hepsini saymamız imkansız olan bu kadar çok ve birbirinden tamamen farklı vazifeleri yerine getiren proteinler neden yapılmışlardır?
Proteinlerin yapısı
Proteinler, amino asit dediğimiz ve karbon, hidrojen, oksijen ve azot atomlarından meydana gelen moleküllerin tesbih taneleri gibi yan yana dizilmeleri ile oluşur. Yani biraz önce binlercesinden sadece bir ikisini bahsettiğimiz vazifeleri yerine getiren proteinler, hayat sahibi olmayan atomların oluşturduğu dev moleküllerden ibarettir. Amino asitlerden başlıca 20 tanesi protein yapımında vazife alır. Bu standart 20 amino asitin farklı sayıda dizilişleri neticesi yüzbinlerce farklı yapı ve vazifede proteinler oluşmaktadır. Aynı alfabedeki 29 harfin farklı dizilişleri ile farklı kelime ve cümlelerin yazılabilmesi gibi; 20 aminoasit ile de sonsuz sayıda farklı protein üretmek mümkündür. Proteinlerin 50 kadar aminoasit içeren türlerinden, binlerce amino asit içeren türlerine kadar yüzbinlerce çeşidi vardır. Hücrelerde protein sentezi sonrasında üretilen aminoasitlerin birbirine bağlanarak oluşturdukları düz zincir, daha sonra aminoasitler arasındaki kimyasal bağlar neticesi katlanarak proteine nihai bir şekil verir. Proteinlerin bazıları heliks/sarmal yapıda olabileceği gibi küresel veya antikorlar gibi Y şeklinde de olabilirler. Proteinler üç boyutlu yapılarındaki girinti çıkıntılar sayesinde ya başka proteinlere ya da alıcı moleküllere bağlanarak hücre içi faaliyetleri gerçekleştirirler. Anahtar-kilit ilişkisine benzer sistemlerle proteinlerin birbirlerine ya da diğer moleküllere bağlanıp ayrılması, protenlerin üç boyutlu yapılarını çok önemli kılar. Bir proteinin aktif bölgesindeki sadece bir amino asidin bile yerinin değişmesi, proteinin şeklini değiştirip iş görmesini engelemektedir. Bu nedenle protein sentezi sonrası zincir gibi olan aminoasit dizisinin katlanarak asli şeklini alması çok önemlidir.
Bir protein; olması gereken üç boyutlu yapıda nasıl katlanabilir? Ortada milyonlarca farklı ihtimal varken, nasıl oluyor da her zaman proteinler doğru şekli alıyorlar? Eğer protein bu işi deneme yanılma metodu ile yapıyorsa kaba taslak olarak hesaplandığında, 100 aminoasitlik bir proteinin doğrusunu bulmak için olabilecek bütün konformasyonları denemesi 20 milyar yıl alacaktır. Bu ise kainatın yaşından bile uzun bir süredir. Tesadüfe bıraktığımızda küçük bir proteinin bile uygun şekli alması neredeyse 20 milyar yıl sürmesi gerekirken, normalde binlerce amino asit dizisine sahip proteinler bile bir saniyeden daha az bir zamanda mükemmel bir şekilde, şaşırmadan, en ufak bir hata bile olmadan katlanmakta ve vazife yapmaya hazır hale gelmekteler. Bazı proteinler doğru şekli almak için ‘chaperon’ denilen yardımcı proteinlere ihtiyaç duyarlar. Fakat bu yardımcı proteinlerin de çalışma mekanizmaları tam açıklığa kavuşmuş değildir.
Proteinlerin üç boyutlu yapısı sıcaklık değişikliklerine karşı çok hassastır. Pek çok proteinin 100 derecenin çok altındaki sıcaklıklarda yapısı bozulur. Bu genellemenin tek istisnası termofilik bakterilerdir. Bu bakteriler mucizevi bir şekilde neredeyse sıcaklığı 100 dereceye yaklaşan sıcak su kaynaklarında, proteinlerinde herhangi bir bozukluk olmadan yaşamlarını sürdürürler. Eğer laboratuvarda veya endüstride sıcaklığa dayanıklı bir protein gerekiyorsa, aynı proteinin termofilik bakterilerde bulunan versiyonu elde edilip kullanılmaktadır.
Proteinler ve Deli Dana Hastalığı
Proteinlerin üç boyutlu yapılarının öneminden ve protein sentezi sonrasında meydana gelen katlanma olayının hassaslığından bahsetmiştik. Eğer bir protein bir şekilde yanlış katlanmış ise vazife göremeyecektir. Ancak PRION (proteinaceous infectious particle) denilen proteinler yanlış katlandıklarında sadece vazifelerini yapamaz hale gelmiyorlar, aynı zamanda bulundukları organizmalar için tehlikeli hastalıklara sebep oluyorlar. Prion proteinleri normal formda olduklarında beden hücrelerine zararsızdırlar. Proteinin zararsız ile zararlı formu kimyasal olarak tamamen aynı yapıdadır, tek değişiklik kimyasal yapının farklı şekilde katlanarak oluşturduğu üç boyutlu şekildir. Normal prionun bir kere şekli bozuldu mu bir daha eski haline dönemez, aksine diğer prionları da etkileyerek hepsinin şeklini anormal hale çevirir.
Peki nasıl oluyor da tek başına bir protein sanki canlı gibi, kendisini çoğaltıp hastalığı hayvanlar arasında yayıyor? Prionların virüsler gibi yayılıp çoğalmalarını sağlayan bir mekanizmaları yok. Eğer yanlışıkla yenilse veya vücuda enjekte edilseler kan dolaşımı ile bütün vücudu dolaşmaya başlıyorlar. Beyin-kan bariyerini tam olarak nasıl aştıkları bilinmese de, bir kere beyine ulaştılar ve normal bir priona rastladılar mı hemen zincir reaksiyon başlıyor ve onu hastalık yapıcı forma dönüştürüyorlar. Üstelik bir defa tehlikeli duruma dönüşen protein, kimyasal yapı itibariyle sağlamlaşıyor ve normal sterilize metodlarla yok edip bozmak mümkün olmuyor. Bu nedenle bu hastalığın ameliyatında kullanılan aletler tekrar sterilize edilip kullanılmak yerine, tamamen atılıyor ve bir daha kullanılmıyor.
Prion hastalıklarına ‘bulaşabilen süngerimsi ensefalopatiler (transmissible spongiform encephalapathies – TSE)’ denilmektedir. Bu hastalıklar merkezi sinir sistemini etkiler ve beynin süngerimsi bir hal almasına yol açar.
Prion hastalıklarından biri olan ve 1985 yılında sığırlarda ortaya çıkan Deli Dana hastalığı (bovine spongiform encephalopathy - BSE) ilk olarak İngiltere’de tesbit edilmiştir. Koyunlarda ortaya çıkan Scrapie hastalığı da prion hastalıklarındandır. Deli dana hastalığının Scrapie hastası koyun et ve kemik ununun, sığır yemlerine katılması ile ortaya çıktığı tahmin edilmektedir. Hayvanların tabii bitkisel diyetlerine aykırı olarak sadece daha fazla üretim amacıyla hayvansal gıdalarla beslenmeleri dengeyi bozmuş; beş kuruşluk kâr için milyonlarca paranın yanısıra sadece hayvanların telef olmasına değil insanların da can kaybına sebep olmuştur. Bu hastalığın İngiltere’de ortaya çıkması da aslında bir ibrettir. Çünkü yaz kış bol yağmur alan ve çok soğuk olmayan kışları nedeniyle yeşil otu hiç eksik olmayan bu ülkede; insanların yine de tamah edip hayvanları suni yemlerin yanısıra hayvansal katkılı yemlerle beslemesi, bu hırsın hasareti olarak deli dana hastalığını netice vermiştir.
Alzheimer (bunama) ve cystic fibrosis hastalıkları da yanlış katlanan proteinlerin sebep olduğu hastalıklardandır. Yanlış katlanan proteinler, endüstride bakterilere protein üretimi yaptırılırken de problem olabilmektedir. Normalde sıvıda çözünür halde olması gereken proteinler, yanlış katlandıklarında sıvıda çözünmeyip bir araya birikmektedir. Proteinlerin bu şaşırtıcı aktivitesi protein katlanması konusunda detaylı araştırmaları zorunlu kılmıştır.
Normal ve hastalık yapıcı prion’un
model şemada görünümü