Prionlar, diğer proteinlere de bulaştırabildikleri yapısal bozuklukları olan proteinlerdir. Virüslerden bile daha küçük olan prionlar, ancak birikip kümelendiklerinde elektron mikroskobu altında görülebilir. Nükleik asit içermemeleri dolayısıyla, diğer tüm patojen türlerinden (bakteri, mantar, virüs vb.) farklılardır. Nükleik asitleri olmadığı için diğer patojen türlerini yok etmek için kullanılan hiçbir nükleik asit parçalama yöntemi prionlarda işe yaramaz. Dahası, prionlar beden tarafından kodlanan normal bir proteinin anormal şekilde katlanmış versiyonu olduğundan, herhangi bir bağışıklık tepkisi de üretmezler.
Normal prion proteininin alfa burguları (İng. alpha helices) denilen esnek bobinlerden oluştuğu, fakat anormal katlanmış biçimdekilerde bu burguların gerilerek beta levhaları (İng. beta sheets) denilen sıkı yapılar şeklinde oldukları düşünülüyor. Proteaz adı verilen hücresel enzimler normal proteini kırabilir ama prion proteinler buna dayanıklıdır ve nihayetinde beyin dokusunda çoğaldıkça birikirler.
Prion benzeri davranış, bazı mantar türlerinde de görülür. Böyle mantarsı prionlar üzerinde yoğun olarak çalışılıyor ve her ne kadar mantarsı prionlar konaklarına zararlı olmasa da, prionların memelileri nasıl etkilediğine ilişkin ipuçları aranıyor. Patojen prionların neden oldukları hastalıklara örnek olarak Deli Dana hastalığı, Scrapie hastalığı, Kuru hastalığı ve Creutzfeldt-Jakob hastalığı sayılabilir. Ayrıca Parkinson (beyinde alfa-sinüklein içeren Lewy cisimcikleri birikir) ve Alzheimer (beyinde amiloid beta plakları birikir) hastalıklarında da prion benzeri davranışlar görülüyor. Son zamanlarda yapılan çalışmalar, prionların hastalık yapmaktan başka, normal hücresel süreçler açısından da önem taşıdığı anlaşıldı; örneğin virüslerle savaşan bağışıklık yanıtları gibi.
Stowers ekibinden Randal Halfmann, bir proteini prion yapan şeyin tam olarak ne olduğunu anlamak amacıyla, prion oluşumunun ilk adımı olan "çekirdeklenme" (nükleasyon) olayına odaklandıklarını belirtiyor. Ekmek mayası hücrelerinde ifade edilen proteinlerin çekirdeklenmesinde kilit rol oynayan biyofiziksel özelliklerin bazılarını belirlemek için DAmFRET adını verdikleri hücre bazlı yeni bir floresan deneyi tasarladıklarını anlatıyor.
Halfmann ve çalışma arkadaşları, prion oluşturan proteinleri diğerlerinden ayıran en önemli özelliğin, süper-doymuş hâle gelme becerileri olduğunu belirledi. "Hücre içinde yeterince konsantre olur olmaz birikmeye başlayan başka proteinlerden farklı olarak, prion oluşturan proteinler çözünebilir kalıyor ve ancak birkaç moleküldeki çok ender rastgele çalkalanmalar bir taslak sağladığında birikiyorlar," diyor Halfmann.
Halfmann, prion oluşumunu, üşüyen elleri ısıtmak için ısı üreten el ısıtıcı paketlerinin yaptığı şeye benzetiyor. Bu paketler, sodyum asetat tuzu içeren süper-doymuş bir su çözeltisi içerir. Plastik kesenin içindeki bir metal diski bükmek, tuz moleküllerinden birazının kristal şekil almasını sağlar. Çekirdeklenme - el ısıtıcının içinde ilk minik kristalin oluşumu - tüm diğer tuz moleküllerinin kristalize olması için bir şablon sağlar. Moleküllerin büyüyen kristaldeki koşuşturmacası dolayısıyla salınan enerji, ısı üretir ve eli ısıtır.
Yapılan çalışmada, bilimciler prion oluşturan proteinlerin tuz kristalleri gibi olduğunu keşfetti; nihayetinde birikecekler ama sadece nadiren kendiğinden olan belirli bir düzenlenme şekliyle. Prionlara ilişkin daha önce yapılan incelemeler, niceliksel deneylerin olmaması nedeniyle yetersiz kalıyordu. DAmFRET kullanarak, Halfmann Laboratuvarı, hücrelerin içindeki protein derişiminin bir fonksiyonu olarak çekirdeklenme sıklığını başarıyla ölçebilen ilk araştırma grubu oldu. Ekip şimdi bu yaklaşımı kullanarak, Alzheimer hastalığından ve başka beyin hastalıklarından sorumlu olan prion benzeri proteinlerde çekirdeklenmenin nasıl olduğunu inceliyor.
- Phys.org, "New assay reveals biophysical properties that allow certain proteins to infect others" https://phys.org/news/2018-07-assay-reveals-biophysical-properties-proteins.html
Dilediğiniz miktarda aylık veya tek seferlik bağış yapabilirsiniz.Destek Ol