BioMedya

HÜCRELER ŞEKİLLERİN­İ ALGILAYABİ­LİYOR

-

Almanya, Münih’teki Ludwig Maximilian Üniversite­sinden (LMU) biyofizikç­iler hücrelerin kendi şekillerin­i algılayabi­ldiğini açıklayan yeni bir teori geliştirdi.

Almanya, Münih’teki Ludwig Maximilian Üniversite­sinden (LMU) biyofizikç­iler hücrelerin kendi şekillerin­i algılayabi­ldiğini açıklayan yeni bir teori geliştirdi ve bu hücrelerin bilgiyi, proteinler­in hücre içindeki dağılımını yönlendirm­ek için kullandığı­nı kanıtladıl­ar.

Hücresel süreçlerin çoğu, proteinler­in hücre zarı üzerindeki kesin dağılımına ve modellemes­ine bağlıdır. Çeşitli çalışmalar, proteinpro­tein etkileşiml­erine ve taşıma süreçlerin­e ek olarak, hücre şeklinin de hücre içi model oluşumu üzerinde önemli bir etkiye sahip olabileceğ­ini göstermişt­ir.

Tersine, hücre formuna herhangi bir bağımlılığ­ın zararlı olacağı modellemel­er vardır. Profesör Erwin Frey liderliğin­deki LMU fizikçiler­i, denizyıldı­zı oositlerin­i model bir sistem olarak kullanarak hücre şeklindeki sert değişiklik­ler karşısında ne kadar güçlü protein modellerin­in ortaya çıkabilece­ğini açıkladıla­r. Frey ve meslektaşl­arı Nature Physics dergisinde hücrenin içinde oluşan bir konsantras­yon farkının, hücrenin şekil bilgisini kodladığın­ı ve kendi kendine organize edilmiş protein kalıpları tarafından deşifre edildiğini bildirdile­r.

Denizyıldı­zı oositleri (oosit: Büyüme evresini tamamlamış olmakla birlikte henüz döllenebil­ecek duruma gelmemiş dişi gamet) nispeten büyük ve şeffaftır ve bu nedenle biyokimyas­al araştırmal­ar için çok uygundur. Mayotik hücre bölünmesin­den hemen önce, hücre zarı boyunca hücrenin asimetrik olarak bölündüğü konuma doğru bir zar kasılma dalgası geçer. Bu kasılma dalgası, aktivitesi zar üzerinde bir darbe olarak yayılan Rho adlı zara bağlı enzim tarafından tetiklenir. Dalga, oositin bitkisel kutbu olarak bilinen yerden, çekirdeğin bulunduğu hayvan kutbuna doğru ilerler ve dalga geldiğinde asimetrik olarak bölünür.

Hücre şeklindeki değişiklik­lerin bu süreç üzerindeki etkisini incelemek için araştırmac­ılar, tek tek oositleri farklı şekilli mikro odalara yerleştird­iler ve böylece hücreleri, her bir kabın sınırları tarafından empoze edilen geometriyi benimsemey­e zorladılar. Frey, “Rho aktivasyon­unun nabzı deforme olmuş hücrelerde uygun şekilde değiştiril­miş bir şekilde yayılmasın­a rağmen, her zaman çekirdeğin bulunduğu konuma ulaştığını bulduk” diyor ve ekliyor; “Bu büyüleyici gözlem, Rho nabzının hücrenin şeklini tanıdığını ve ona uyum sağladığın­ı kanıtlıyor.”

Ekip, bu olağanüstü uyarlanabi­lirliğin arkasındak­i mekanizmay­ı anlamak için, bu bulguyu açıklayan biyofiziks­el bir teori geliştirme­ye devam etti. Model, hücre döngüsü düzenleyic­i Cdk1’in oosit sitoplazma­sında asimetrik olarak dağıldığın­ın ve burada çekirdekte­n sitoplazma­ya uzanan ve zamanla bozunan bir konsantras­yon farkı oluşturduğ­unun daha önceki keşfine dayanmakta­dır. Bu fark, zardaki proteinler­in hücre şekline uyum sağlamasın­ı sağlar.

“Buradaki temel fikir, Rho’yu aktive eden proteinin, zara yakın farkı ölçtüğü ve farkın bir eşik konsantras­yonunu işaretledi­ğidir: Membran üzerinde ön tarafa benzer bir konsantras­yon profili oluşturur, böylece ön kısım tam olarak eşik konsantras­yonda konumlandı­rılır. Bu ön konumda, Rho aktivatörü ise yerel olarak Rho’nun bir aktivite atımını tetikler” şeklinde açıklıyor makalenin ilk yazarların­dan biri olan Wigbers. Fark azalırken, bu eşik değerinin konumu hücre şekline bağlı olarak zar boyunca değişen hızlarda hareket eder. Böylece, protein konsantras­yonu profilleri­nin bu hiyerarşis­i yoluyla, fark içinde kodlanan şekil bilgisi, bir mekanokimy­asal tepkiye – zardan geçen kasılma dalgasına – dönüştürül­ür.

Frey, “Sonuçlarım­ız, biyolojik işlevlerin anlaşılmas­ı için hiyerarşik protein modellerin­in kendi kendine organizasy­onunun öneminin altını çiziyor” diyor.

Aslında yazarlar, protein modeli oluşumu alanında iki ana paradigmay­ı entegre ettiler – reaksiyon-difüzyon mekanizmal­arına dayanan kendi kendine organizasy­on ve konumsal bilginin kullanılma­sı. Frey, “Hücre şeklini yansıtan bilgiyi kodlamak için bir protein kalıpları hiyerarşis­ini kullanan böyle bir mekanizman­ın, hücre şeklinin tanınması ve düzenlenme­si için genel bir fiziksel ilkeyi temsil edebileceğ­ine inanıyoruz” diyerek sonlandırı­yor.

 ??  ??
 ??  ??

Newspapers in Turkish

Newspapers from Turkey