İnsan hücreleri, yaşamları boyunca bölünür ve yeni hücreler meydana getirir. Bu süreçte, yeni DNA'nın oluşması için mevcut DNA yapı taşlarının düzenli --hatta ritmik-- bir desteğine ihtiyaç duyulur. İnsan hücrelerinde, yeni DNA, RNR isimli bir enzim tarafından üretilen nükleotid isimli çok küçük seviyedeki yapı taşlarından oluşturulur. Ancak şimdiye kadar, RNR ritminin ve doğru miktardaki nükleotid varlığının, DNA eşlenmesinin ilerleme hızıyla nasıl tam olarak aynı tempoya nasıl sahip olduğunu tamamıyla anlayamamıştık.

University of Copenhagen'den araştırmacılar, ilk kez insan hücrelerinin bu süreci herhangi bir hastalığa ve hataya neden olmadan tam olarak nasıl düzenlediğini gösterdikleri bir çalışma yürüttü. Çalışma, aynı zamanda da söz konusu bu ritmin nasıl değiştirilebileceği ve kanser hücrelerini öldürmek için bunun gelecekte nasıl kullanılabileceğine ilişkin de ipuçları sunuyor.

Science'da yayımlanan araştırmada, nükleotidlerin düzenleme ve akışı haritalandırıldı. Yapılan analizler, akışın, DNA replikasyonundakiyle aynı ritmi takip ettiğini ve bu ritim takip edilmediğinde de hücrelerin bu ikisinin birbirine uyumlu olması için süreci düzenlediğini ortaya koydu. Bu iki süreç, aynı periyodik ritmi takip ediyor. Araştırmacılar, hücrelerimizdeki nükleotid fabrikası olan RNR'nin, ritmini kaybettiğinde, DNA eşlenmesini de anında yavaşlatan bir mekanizma keşfettiler. Ancak bu durumun, nükleotid desteğinin kritik derece düşük seviyelerde olmadan çok önce gerçekleştiği görüldü.

Geride Kalan Yapı Taşları Süreci Yakalıyor

Hücre, nükleotid akışındaki en küçük bir değişime bile tepki oluşturuyor. Eğer ki, üretim yavaşlarsa, reaktif oksijen türlerinden (ROS) oluşan kimyasal bir sinyal, DNA eşlenmesini yavaşlatma mesajını yayıyor.

Araştırma makalesinde, nükleotid desteği ve DNA eşlenme hızı arasındaki bu tarz bir iletişimin, DNA'yı aktif olarak kopyalayan insan genomundaki tüm alanların, bu kimyasal uyarıyı algılayan PRDX2 adlı bir protein içerdiği gerçeğinden yola çıkarak mümkün olduğuna değiniliyor.

Bu durum meydana geldiğinde, PRDX2 proteini, DNA'dan TIMELESS isimli bir hızlandırıcı salıyor ve bu salınım, hücrenin DNA kopyalanma sürecindeki hızı yavaşlatıyor. Yavaşlayan DNA replikasyonları, nükleotid üretiminin sürece yetişmesini mümkün hale getiriyor ve aynı DNA sentezi ritmine geri dönüyor. İşte bu sebepten dolayı, neredeyse her zaman DNA yapımı için yeterli nükleotid bulunuyor. Bu durum da herhangi bir hata olmaksızın sağlıklı genomun kopyalanmasını mümkün kılıyor.

Yüksek Hız Kanser Öldürüyor

Araştırmada elde edilen bu bulgu, özellikle de kanserle ilişkili çeşitli hastalıklara da ışık tutuyor. Araştırma ekibi, nükleotid üretimiyle ilgili problemlere yönelik uyarı veren bu kimyasal sinyali devre dışı bırakabileceklerini ileri sürüyor. Bu tip koşullar altında, hücreler replikasyon sürecini yavaşlatamıyor ve araştırmacılar, kimyasal sinyali devre dışı bırakabildikleri bu durumun, çok yüksek bir hızda çoğalmaya yatkınlık gösteren kanser hücrelerinin çoğalmasını engellemede kullanılabileceğini ileri sürüyor.

Araştırmacılar; kanser hücrelerinin, anormal genomlara sahip oluşu ve dolayısıyla DNA eşlenmesininin de pek çok engeli aşmak zorunda olmasından kaynaklı DNA'larını yavaş yavaş kopyaladıklarını buldu. Ekip, bu hücrelerin, genomlarını yavaş kopyalama yetilerini ortadan kaldırabildiklerinde; DNA kalıplarında çok fazla darbe ile baş edemediği için kanser hücrelerinin öldüğünü ileri sürüyor.