Nature dergisinin 17 Ocak 2002 tarihli sayısında X ışınlı kristalografi tekniği kullanılarak elde edilen klorid iyon kanalının üç boyutlu görüntülerine yer verildi. Howard Hughes Tıp Enstitüsü araştırmacısı, Rockefeller Üniversitesi'nden Roderick MacKinnon ve ekibi, klorid iyonlarının hücre zarından en verimli şekilde geçmeleri için tasarlanmış protein mimarisini ortaya çıkardılar.1 Roderick MacKinnon karşılaştığı kompleks yapı hakkında şunları ifade etmiştir:
Bu karmaşık bir yapı. Bilim adamları klorid iyon kanalının birçok yönünü ortaya çıkarırken mükemmel bir iş yaptılar... anyon [eksi yüklü atom] seçiciliğinin fiziksel prensiplerini anlamak için atom yapısını bilmek gerekir. Bu yapı ne kadar karmaşık olsa da, doğada klorid gibi bir anyonu hücre zarı içinde dengede tutmak için proteinin nasıl düzenlendiğini gösteren yalın bir mesajdır.2
Elektrik yüklü iyonlar canlılar tarafından çeşitli sinyalleşme, kalp ritminin kontrolü, sinir uyarılarının oluşturulması ve hormonların salgılanması için kullanılır. Daha evvel de belirttiğimiz gibi hücreler, hücrenin içi ve dışı arasında elektrik yükü farklılığı oluşturarak sinyal göndermek için iyonları kullanırlar. İyonlar yüklü olduklarında yağdan oluşan bir zar yerine, suyun içinde olmayı tercih ederler. Bir iyonu diğerinden ayırt edebilen iyon kanalları da bu soruna adeta çözüm sunarlar.
İnsanlarda dokuz farklı klorid iyon kanalı bulunmaktadır ve bunlar böbreklerde tuzun alımından, kas kasılmalarına kadar farklı görevlere sahiplerdir. Klorid iyon kanalı, potasyum iyon kanalından tamamıyla farklı bir yapıya sahitir. Potasyum iyon kanalı su dolu, piramit şeklinde bir boşluğu olan büyük tek bir boşluk iken, klorid kanalının iki boşluğu vardır ve her biri ortada dar bir büzülmeye sahip kum saati şeklindedir. Bilim adamları aynı zamanda kanalı oluşturan protein alt ünitelerinin her iki kanal çeşidinde tamamıyla farklı şekilde düzenlendiğini gördüler. Potasyum kanalında dört protein alt ünitesi bir tek boşluğu oluşturur. Klorid iyon kanalında ise her bir protein alt ünitesinin kendi boşluğu bulunur ve alt ünitenin iki yarısı iki-katlı dönüş simetrisi olarak bilinen zıt yönlere sahiptir.
Bu yapının bilinmesinin bilim adamlarına hücrenin içinde doğru iyon konsantrasyonunu korumak için kanalın nasıl açılıp kapandığının anlaşılmasında yardım edeceği düşünülmektedir. Görüldüğü gibi bilim adamları yüksek teknoloji imkanlarına rağmen, kendi bedenlerinin bir parçası olan hücre zarında olup biten kompleks işlemleri tam olarak çözebilmiş değildirler. Nitekim klorid iyon kanallarını araştıran R. MacKinnon, hücre kapısı olarak bilinen bu yapıların daha yeni anlaşılmaya başlandığını, iyon kanalının kapı olarak nasıl işlev gördüğünü anlamak için deneyler yapmaya devam etmeleri gerektiğini ifade etmiştir.3
Hücre zarı klorid iyonunu hücre içine almak için özel bir tasarıma sahiptir. Hücre zarı her türlü engele rağmen istisnai çözümler sunarak, ihtiyacı olan iyonu içine alabilmektedir. Elbette ki sunulan bu çözüm akıl ve bilinçten yoksun moleküllere ait olamaz. Buradaki düzen Allah'ın hücrelerimizde yarattığı kompleks sistemin bir parçasıdır.
1. R. Dutzler, E.B. Campbell, M. Cardene, B.T. Chait & R. Mackinnon, "X-ray structure of a ClC chloride channel at 3.0 A reveals the molecular basis of anion selectivity", Nature, no. 415, 17 Ocak 2002, ss. 287-294.
2. http://www.hhmi.org/news/mackinnon5.html; “Images Reveal How Body Regulates Salt Uptake in Cells”, Howard Hughes Medical Institute News.
3. http://www.hhmi.org/news/mackinnon5.html; “Images Reveal How Body Regulates Salt Uptake in Cells”, Howard Hughes Medical Institute News.