Virüslerin, bakterilerin, genlerin küçük dünyasını keşfediyoruz. Bu mu, Amerika’nın keşfi mi daha önemli, bilmiyorum. Hayatın yapı taşlarını lego parçaları gibi ekleyip çıkarıyor, kurup bozabiliyoruz. Buna genetik mühendisliği diyorlar; veya moleküler biyoloji. Cuma yazımda Venter’in önce virüs, sonra bakteri imal ettiğini anlatmıştım. Şimdi gündemde Şahin ve Türeci’nin molekül düzeyinde çalışarak buldukları COVID-19 aşısı ile Emmanuelle Charpentier ve Jennifer Doudna’nın CRISPR-Cas9 ile aldıkları Nobel var.
CRISPR NE? CAS9 NE?
Hikâye heyecanlı. Bilim heyecanlıdır zaten. Nedir bu CRISPR ve ucuna eklenen Cas9?
Bilim insanları, bakteri DNA’sında tuhaf diziler gözlüyor. DNA’nın harfleri var ya, onlarla yazılmış palindromlar. Palindrom, soldan sağa, sağdan sola aynı okunan ibarelerdir. “Kapak”, “kepek”, “yatay” gibi. Anastas’ın bir Rum adı olduğunu biliyorsanız, “Anastas mum satsana” cümlesinin de palindrom olduğunu görürsünüz.
İşte bakteri DNA’sında bir yere toplanmış, düzenli, aralıklı, kısa, palindromlar buluyorlar. Bunlar bir değil birkaç tane; tekrar ediyorlar. CRISPR işte bu saydığım özelliklerin İngilizcesinin baş harfleri: Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats. DNA alfabesi dört harfli ya, A-G-C-T’den ibaret. Bir CRISPR dizisi mesela şöyle gidiyor: AGGTTCC-X-CCTTGGA. İşte bu tip diziler bakteri DNA’sının belli bir yerinde tekrarlanıyor. Acaba niçin? (Yine niçinler başladı!) X ile gösterdiğim bölge de hayatın şifresinin harfleriyle yazılı ama bu palindromlardan farklı ve 20 harf civarında. Araya girmiş başka bir şey. Ne ola ki?
SUÇLU SİCİLLERİ
Niçin’in cevabı bulundu. Bakteri yiyerek yaşayan, bakteriden küçük canlılar var. Virüs seviyesinde. Bunlara bakteriofaj, yani bakteri-yiyen diyorlar. Bakteriler bizim mikroplarımız ya, bakterilerin mikropları da fajlar. Bizi bakterilere karşı bağışıklık istiyoruz. Bakteriler de fajlara karşı. İşte bu CRISPR bölgeleri bakterinin bağışıklığını sağlıyor. Aradaki X, daha önce saldırıp işi bitirmeden yenilmiş bir fajın geninden koparılmış 20 harflik bir parça. Bir tane değil, bir dizi böyle parça var. Her biri başka bir fajın. Aralarında da palindromlar. Ve bu bilgi nesilden nesilde geçiyor, çünkü bakterinin DNA’sına yerleşmiş. Bakteri âdeta düşmanlarının parmak izlerini almış. Almakla kalmamış. Çocuklarına da öğretiyor: Bakın, fajları böyle tanıyacaksınız!
Bir kaynakta hoş bir benzetme gördüm. Hani Amerikan filmlerinde suçlunun bir önden, bir de yandan fotoğrafı çekilir ya. İşte CRISPR’daki X bölgeleri, fajların fotoğrafı gibi diyordu. Bir daha gelirse tanınsın diye. Ben fotoğraf değil de parmak izi dedim.
Peki palindromlar? Faj saldırdığında palindromlar katlanıyor ve bir tarafında fajın parmak izi olan bir molekül parçası haline geliyor ve düşmanın genini taramaya başlıyor. Düşman mı hakikaten diye. Eğer yeni gelen fajda o yirmi harflik dizi varsa tamam! Ve Cas-9 düşmanı tam da o X dizisinin olduğu noktadan kesiyor! Faj, sizlere ömür.
MOLEKÜL MAKASI
Biraz daha karışık aslında. Arada RNA’lar, proteinler falan var. Fakat hikâyenin ana fikri bu. Ve burası biyoloji kitabı değil, köşe yazısı.
Peki Cas9? Bu Crispr’la Alakalı Seri’nin baş harfleri. (Crispr Associated Sequence- bu yüzden alakalı dedim, ilgili yerine.) Cas9, CRISPR’ın hemen yakınında yer alıyor ve fajı veya virüsü kesen makası imal ediyor. Türkçe’de bir şansımız var, Cas’ı “kas” diye okursak, bunun makas kelimesinin ikinci hecesi olduğunu fark ederiz!
Sonuçta CRISPR’ın ürettiği molekül gidip düşmanı tanıyor, Cas9 da gelip onu ikiye bölüyor, öldürüyor. Bu kadar… mı? Değil. Bir molekül daha kaldı: gRNA. Guide = rehber RNA. Bu sonuncusu da CRISPR’a ekleniyor. İşi şu: Hani savaş filmlerinde görürüz. Hedef bir lazer ışınıyla işaretlenir, füze de gidip tam o ışığın işaretlediği yeri vurur ya. İşte CRISPR, bu düşman benim atalarıma saldırmış düşman diye fajı tanıyor, gRNA Cas9’a “buradan keseceksin” diye işaretliyor ve o da F-16 gibi gelip işi bitiriyor.
Ve Charpentier ile Doudna Nobellerini alıyorlar.
HER TÜRLÜ CANLI İTİNAYLA YAPILIR?
Şimdi diyeceksiniz ki, niçin başımı bu kadar ağrıttın. Bakteri virüsü tanısa ne olur, tanımasa ne olur? Biz CRISPR’la mı alışveriş yapıyoruz? Şu X var ya, fajın kesilecek bölgesinin kopyası hani. İşte Charpentier ve Doudna o X yerine insan veya hayvan veya bitki genomundan bir diziyi yerleştiriyor. Ve CRISPR gidip orayı kesiyor. Genlerimizin istenen bölgesini söküp atmak, istenen bölgesini değiştirmek bu sayede mümkün oluyor! İnsanda veya hayvanda veya bitkide. Hızlı ve ucuz. Genetik hastalıkları daha embriyoda yok etmek, kanserli DNA’yı bulup kesmek mümkün. Veya canlının sahip olmadığı özellikleri DNA’sına eklemek.
Nobel yararlı buluşlara verilir!
NOT: EBA’nın düzeldiğinin müjdesini vermiştim. Dünyadaki siteleri izleyen siteler var. Similarweb.com, Alexa.com gibi. EBA yani eba.gov.tr, eğitim kategorisinde dünya birincisi olmuş. brainly.co.id, blackboard.com, schoology.com, quizlet.com ve quizzz.com onun arkasından geliyor. Kategorisiz karşılaştırmada Türkiye’nin 6., dünyanın 112. sitesi.
