Nobelovu nagradu za hemiju osvojili su Tomas Lindal, Pol Modrih i Aziz Sankar za otkriće načina na koje se popravlja DNK
Tekst: Jovana Nikolić
Treći dan iščekivanja imena nobelovaca. Ovog puta za dostignuća u oblasti hemije. Sat na zvaničnom sajtu Nobelove nagrade odbrojava sekunde do proglašenja naučnika čije je znanje dovelo do najvećeg otkrića ili napretka u oblasti hemije. Ovako je Alfred Nobel formulisao zahteve koje treba da ispuni dobitnik prestižne nagrade koja je hemičarima dodeljena 115 puta.
Zvanični sajt Nobelove nagrade je omogućio i milionima ljudi širom sveta da preko prenosa uživo zavire u salu u kojoj se dodeljuje najveće priznanje u oblasti nauke. Odbrojavanje je završeno i salom odzvanjaju reči: DNK, Tomas Lindal, Pol Modrih i Aziz Sankar. Ovogodišnji dobitnici Nobelove nagrade za hemiju su došli do nezavisnih otrkića na molekularnom nivou kako se DNK prirodnim putem popravlja.
Celokupan genski materijal je svakodnevno izložen brojnim opasnostima. UV zračenje, slobodni radikali, kancerogeni materijali ugrožavaju već nestabilnu strukturu DNK. Osim toga, broj promena koje se odigravaju u ćelijama svakodnevno u normalnim uslovima, bio bi zastrašujući kada DNK ne bi mogla sama da se „popravlja“.
Ovogodišnji Nobelovci su otkrili da popravke vrši priroda i to na hemijskom nivou. Oni su upoznali svet molekula koji prate promene, uočavaju greške i ne dozvoljavaju da se DNK lanac raspadne.
Pratite Nobelovu nedelju 2015.
Koreni
Dvadesetdeveti Šveđanin koji je dobio Nobelovu nagradu, Tomas Lindal, koji radi na Frensis Krik institutu i u Kler Hol laboratoriji u Velikoj Britaniji, pokazao je još šezdesetih godina da DNK nije onoliko stabilan molekul koliko se pre toga mislilo. Zapravo, nestabilnost DNK je takva da bi život na Zemlji bio nemoguć kada ne bi unutar sistema postojalo nešto što ga popravlja i postavlja nukleobaze na pravo mesto.
Gradivni elementi svakog DNK lanca su dobro znane baze: adenin (A), guanin (G), citozin (C) i timin (T), koje grade parove i tako čuvaju informaciju. Posmatrajući u svojim istraživanjima DNK kod bakterija, Lindal je ustanovio da citozin često trpi promene nakon kojih se ne može spariti sa guaninom. Umesto toga dolazi do spajanja citozina i adenina što se ponavlja pri svakoj narednoj deobi ćelija. Međutim, Lindal je kod bakterija otkrio i enzim koji uklanja ovakva oštećenja.
Nezavisno od njega, Aziz Sankar sa Univerziteta Severne Karoline je otkrio mehanizam koji ”popravlja” DNK oštećenu UV zračenjem. Kod ljudi čiji mehanizam ”popravke” ne funkcioniše, povećan je rizik od dobijanja raka kože ukoliko su izloženi suncu. Mehanizam koji je otkrio Sankar ne važi samo za UV zračenje, već i za popravljanje efekata različitih mutagenih supstanci.
Sankar je rođen u Turskoj gde je studirao medicinu i radio kao lekar dok nije odlučio da se posveti biohemiji. Njegova prva istraživanja DNK su takođe počela sa bakterijama kod kojih je primetio da iako su izložene smrtonosnim dozama UV zračenja ipak mogu da se pod uticajem određene svetlosti oporave.
Nakon nekoliko godina istraživanja, otkrio je da nekoliko enzima praktično detektuje UV zračenje. Nakon toga oni ”režu” lanac DNK i otklanjaju oštećene delove. Kod ljudi je čitav proces složeniji, ali princip je isti kod svih živih bića. Sankara je ovo otrkiće još jednom uverilo da je hemija magična.
Deobe
Pol Modrih, istraživač na Hovard Hjus medicinskom institutu i profesor na Djuk Univerzitetu, dobio je Nobelovu nagradu za svoja otkrića o ”ispravljanju grešaka” koje se javljaju prilikom deobe ćelija usled pogrešnog sparivanja baza u DNK lancu.
Pol Modrih je poslušao savet svog oca, nastavnika biologije, koji mu je odmah nakon otkrića strukture DNK rekao da o tome treba da uči. Kao doktorand na Stenfordu radio je sa Metjuom Meselsonom na zagonetki kako metil grupa utiče na popravku DNK. Oni su zajedno stvarali viruse sa nizom nepravilnosti u DNK, a zatim su posmatrali kako ovi virusi napadaju bakterije. Istraživanja su pokazala da bakterije ispravljaju svoj DNK lanac koji ne sadrži metil grupe.
Usledile su godine rada na traženju enzima koji vrši popravke tako što pronalazi oštećenje u DNK lancu, obeležava ga i ispravlja. Nobelovu nagradu je dobio za otkriće enzima dam metilaza koji nakon pronalaženja oštećenog mesta na njega ”zakači” metil grupu koja će navoditi ostale enzime iz mašinerije za popravku DNK da ovo oštećenje iseku, zamene i zaleče.
Međutim, proces kojim se metil grupe dodaju DNK, a koji se naziva metilacija, nema istu ulogu kod bakterija i kod čovek, tako da je ovo za medicinu presudno polje istraživanja i dalje otvoreno.
No, otkrića ovogodišnjih dobitnika Nobelove nagrade iz hemije su u velikoj meri povećala razumevanje i poznavanje živih ćelija i načina na koji one funkcionušu. Poznavanje principa kojima priroda štiti život od grešaka same prirode ima i praktičan značaj – pre svega, u otkrivanju novih načina lečenja raka.
Istražite više o Nobelovim nagradama 2015.
Istražite više o Nobelu prethodnih godina