İLK KEZ ORTAYA ÇIKAN HÜCRE NÜKLEOSKELETRESİNİN MOLEKÜLER YAPISI
yapısal tabakanın 3 Boyutlu görünümü, hücrenin yapısal zarı ve yapısal gözenek komplekslerinin altında lamin filamentlerden yapılmış narin ağ örgüsünün mimarisinin bir bölümünü göstermektedir.
Zürih Üniversitesi'nden biyologlar, 3 boyutlu elektron mikroskobu kullanarak, moleküler çözünürlükte hücre çekirdeği tabakasının mimarisini ilk defa aydınlatmayı başardı. Bu iskelet, yüksek ökaryotlarda hücre çekirdeğini sabitleştirir ve genetik materyali organize etme, aktive etme ve çoğaltma işlemlerine katılır. Laminin temel bileşeni olan lamin genindeki mutasyonların neden olduğu kas distrofisi ve erken yaşlanma gibi hastalıklar artık daha etkili bir şekilde incelenebilir.
Bakterilere kıyasla, ökaryotlarda genetik materyal hücre çekirdeğinde bulunur. Dış kabuğu, çok sayıda yapısal gözenekli yapısal zardan oluşur. Moleküller bu gözenekler vasıtasıyla hücre çekirdeğine veya dışına taşınırlar. Zarın altında yapısal tabakalar bulunur, İplik benzeri bir ağ, sadece milimetrenin birkaç milyonda biridir. Bu hücre çekirdeğini stabilize eder ve altında bulunan DNA'yı dış etkilerden korur. Dahası, lamina, hücre bölünmesinden önce kromozomların organizasyonu, gen etkinliği ve genetik materyalin çoğaltılması gibi hücre çekirdeğindeki önemli süreçlerde önemli bir rol oynamaktadır.
Şimdi, UZH Biyokimya Bölümü'nden hücre biyolojisi profesörü Ohad Medalia'nın liderliğinde bir takım araştırmacı, memeli hücrelerindeki yapısal tabakanın moleküler mimarisini ayrıntılı bir şekilde aydınlatmayı başardı. Bilim adamları cryo-elektron tomografi kullanarak farelerin fibroblast hücreleri üzerinde çalışmışlardır. Araştırmanın ilk yazarı Yağmur Turgay, "Bu teknik elektron mikroskopisi ve tomografiyi birleştiriyor ve hücre yapılarının doğal olarak doğal bir halde 3D olarak görüntülenmesini sağlıyor" diye açıklıyor. Hücreler, zararlı kimyasallarla ön işleme tabi tutulmadan eksi 190 derece sıvı etan içinde şokla dondurulur. Böylece hücre yapılarını orijinal hallerinde muhafaza eder.
Yagmur Turgay, "Lamin ağ yapısı, 14 nanometre kalınlığında, yapısal zarın gözenek komplekslerinin hemen altında bulunan ve az ya da çok yoğun paketlenmiş bölgelerden oluşan bir tabaka" diyor. İskele uzunluğu lamin filamentleri farklı ince, ipliksi yapılardan yapılır. Yalnızca 3. 5 nanometre kalınlıktaki lamin filamentler, yüksek organizmalarda hücre çekirdeğinin dışındaki hücre iskeletini oluşturan yapılara kıyasla çok daha incedir ve daha hassastır.
Filamentlerin yapı taşları, polimerlerin içine yerleşen iki protein (tip A ve B lamin proteinleri) dir. Bunlar, başlı bir iğne gibi, uzun bir sap ve küresel bir alana sahiptir. Lamin gen içindeki bireysel mutasyonlar, erken yaşlanma (progeria), kas israfı (kas distrofisi), lipodistrofi ve sinir sisteminin hasarlanması (nöropatiler) gibi semptomlarla birlikte şiddetli hastalıklar ortaya çıkarmaktadır. Ohri Medalia, “Cryo elektron tomografisi, sağlıklı insanlardaki yapısal tabakadaki yapısal farklılıkları ve gelecekte lamin geninde mutasyona sahip hastalarda yapısal farklılıkları incelememize olanak tanıyor” diye belirtiyor. Biyologa göre bu yöntem, yeni terapötik müdahalelerin yolunu açan moleküler düzeyde yeni hastalık modellerinin geliştirilmesine izin verir.
Daha fazla:Chong Zhang et al. Synthesis and characterization of the pentazolate anion-N- in (N)(HO)(NH)Cl, Science (2017). DOI: 10.1126/science.aah3840.
Çeviri: Celal DEMİRTAŞ
Daha Fazlası: Yagmur Turgay et al, The molecular architecture of lamins in somatic cells, Nature (2017). DOI: 10.1038/nature21382
Yayınlama tarihi: 04.03.2017
Referans Dergi:Nature
Provided by: University of Zurich