Нобелову награду за хемију освојили су Томас Линдал, Пол Модрих и Азиз Санкар за откриће начина на које се поправља ДНК
Текст: Јована Николић
Трећи дан ишчекивања имена нобеловаца. Овог пута за достигнућа у области хемије. Сат на званичном сајту Нобелове награде одбројава секунде до проглашења научника чије је знање довело до највећег открића или напретка у области хемије. Овако је Алфред Нобел формулисао захтеве које треба да испуни добитник престижне награде која је хемичарима додељена 115 пута.
Званични сајт Нобелове награде је омогућио и милионима људи широм света да преко преноса уживо завире у салу у којој се додељује највеће признање у области науке. Одбројавање је завршено и салом одзвањају речи: ДНК, Томас Линдал, Пол Модрих и Азиз Санкар. Овогодишњи добитници Нобелове награде за хемију су дошли до независних отркића на молекуларном нивоу како се ДНК природним путем поправља.
Целокупан генски материјал је свакодневно изложен бројним опасностима. УВ зрачење, слободни радикали, канцерогени материјали угрожавају већ нестабилну структуру ДНК. Осим тога, број промена које се одигравају у ћелијама свакодневно у нормалним условима, био би застрашујући када ДНК не би могла сама да се „поправља“.
Овогодишњи Нобеловци су открили да поправке врши природа и то на хемијском нивоу. Они су упознали свет молекула који прате промене, уочавају грешке и не дозвољавају да се ДНК ланац распадне.
Пратите Нобелову недељу 2015.
Корени
Двадесетдевети Швеђанин који је добио Нобелову награду, Томас Линдал, који ради на Френсис Крик институту и у Клер Хол лабораторији у Великој Британији, показао је још шездесетих година да ДНК није онолико стабилан молекул колико се пре тога мислило. Заправо, нестабилност ДНК је таква да би живот на Земљи био немогућ када не би унутар система постојало нешто што га поправља и поставља нуклеобазе на право место.
Градивни елементи сваког ДНК ланца су добро знане базе: аденин (А), гуанин (G), цитозин (C) и тимин (T), које граде парове и тако чувају информацију. Посматрајући у својим истраживањима ДНК код бактерија, Линдал је установио да цитозин често трпи промене након којих се не може спарити са гуанином. Уместо тога долази до спајања цитозина и аденина што се понавља при свакој наредној деоби ћелија. Међутим, Линдал је код бактерија открио и ензим који уклања оваква оштећења.
Независно од њега, Азиз Санкар са Универзитета Северне Каролине је открио механизам који ”поправља” ДНК оштећену УВ зрачењем. Код људи чији механизам ”поправке” не функционише, повећан је ризик од добијања рака коже уколико су изложени сунцу. Механизам који је открио Санкар не важи само за УВ зрачење, већ и за поправљање ефеката различитих мутагених супстанци.
Санкар је рођен у Турској где је студирао медицину и радио као лекар док није одлучио да се посвети биохемији. Његова прва истраживања ДНК су такође почела са бактеријама код којих је приметио да иако су изложене смртоносним дозама УВ зрачења ипак могу да се под утицајем одређене светлости опораве.
Након неколико година истраживања, открио је да неколико ензима практично детектује УВ зрачење. Након тога они ”режу” ланац ДНК и отклањају оштећене делове. Код људи је читав процес сложенији, али принцип је исти код свих живих бића. Санкара је ово отркиће још једном уверило да је хемија магична.
Деобе
Пол Модрих, истраживач на Ховард Хјус медицинском институту и професор на Дјук Универзитету, добио је Нобелову награду за своја открића о ”исправљању грешака” које се јављају приликом деобе ћелија услед погрешног спаривања база у ДНК ланцу.
Пол Модрих је послушао савет свог оца, наставника биологије, који му је одмах након открића структуре ДНК рекао да о томе треба да учи. Као докторанд на Стенфорду радио је са Метјуом Меселсоном на загонетки како метил група утиче на поправку ДНК. Они су заједно стварали вирусе са низом неправилности у ДНК, а затим су посматрали како ови вируси нападају бактерије. Истраживања су показала да бактерије исправљају свој ДНК ланац који не садржи метил групе.
Уследиле су године рада на тражењу ензима који врши поправке тако што проналази оштећење у ДНК ланцу, обележава га и исправља. Нобелову награду је добио за откриће ензима дам метилаза који након проналажења оштећеног места на њега ”закачи” метил групу која ће наводити остале ензиме из машинерије за поправку ДНК да ово оштећење исеку, замене и залече.
Међутим, процес којим се метил групе додају ДНК, а који се назива метилација, нема исту улогу код бактерија и код човек, тако да је ово за медицину пресудно поље истраживања и даље отворено.
Но, открића овогодишњих добитника Нобелове награде из хемије су у великој мери повећала разумевање и познавање живих ћелија и начина на који оне функционушу. Познавање принципа којима природа штити живот од грешака саме природе има и практичан значај – пре свега, у откривању нових начина лечења рака.
Истражите више о Нобеловим наградама 2015.
Истражите више о Нобелу претходних година