Televizyonda insanı hayretler içinde bırakan bir belgesel seyrediyordum. Bir kuş, yazın ihtiyacından fazla sahip olduğu palamut veya fındığı bir yere gömüyor. Aradan aylar geçiyor ve yaklaşık bir metre kadar kar yağıyor. Toprakta işaret olabilecek taş, çalı gibi her şey karla kaplanıyor. Ancak kuş, inanılmaz bir şekilde karın ve toprağın altındaki önceden sakladığı yiyeceği bulup çıkarıyor ve gıda olarak alıyor. Hayvanlardaki bu yer bulma kabiliyetine kısmen benzer şekilde, bugün de GPS teknolojileri ile yeryüzündeki herhangi bir nokta kolayca bulunabilmektedir.
Artık bu teknoloji ile dağlarda, mağaralarda, denizlerde kaybolan insanlar, uçaklar, helikopterler takip edilip, yerleri bulunabiliyor. Şehir içinde bir arabanın nerede olduğu anında tespit ediliyor. Çocukları hakkında endişeli ve hassas veliler onları kolayca takip edebiliyor.
Ancak hücrelerimiz içindeki mikro yapıların ve kompleks moleküllerin mucizevî faaliyetlerini takip etmek istediğimizde işimiz zorlaşıyor. Hücrelerimiz ve hücre içi yapılar mikro ve nanometre ölçeğindedir. Bu sebeple bildiğimiz âletlerle incelenmeleri ve görüntülenmeleri son derece zordur. Derimizdeki delikleri gözümüzle görürüz, ancak hücrelerimizi bir arada tutan kaderin molekülünü ancak elektron mikroskoplarıyla müşahede edebiliriz. Organizma içerisindeki faaliyetleri görülebilir alana taşımak ve hücre içi kimyevî değişmeleri fotoğraflamak, bilim adamlarının hayalleri arasındadır. Etiket, işaretleyici veya bir binek molekül vasıtasıyla mikro ve nanoâlemleri görünür âleme taşımak birçok araştırmacının peşinde koştuğu bir şeydir. Bunun için ışık yaydığı için görünebilen veya fotoğrafı çekilebilen bir molekülün, incelenecek maddeye bağlanması sağlanır. Böylece görünmeyen nesneler bu ışıkla işaretleme sayesinde görünür hale getirilebilir.
Denizde yaşayan bazı organizmalardan renkli ışıklar yayıldığı görülür. Biyokimyevî faaliyetler neticesinde bu tip ışık üretimine biyolüminesans adı verilir. Denizin derinliklerinde yaşayan canlıların birçoğunda, ateş böceklerinde ve bazı mantar türlerinde biolüminesans vardır. Floresans ve Fosforesans olmak üzere iki şekilde gözlenebilen biolüminesans faaliyetinde, özel proteinlere sahip canlılar, ışık üretirken bu enerjinin az bir kısmını soğurur, kalan kısmını ise yansıtırlar. 1960’lı yıllarda denizanasından izole edilerek çıkarılan yeşil flüoresanlı proteinler, insan hücresinde işaretleme ve görüntüleme sahasında bir çığır açmıştır. Bu moleküllerin kimyevî yapılarını çözen araştırmacılar, 2008 yılının Nobel Kimya mükâfatını aldılar. Yeşil ışık yayan proteinlere sahip canlıların en önemlilerinden biri Aequorea victoria adı verilen denizanasıdır. 1962 yılında ilk defa Shimomura ve ekibi tarafından denizanasından kimyevî yollarla elde edilen proteinin, yeşil ışık yaydığı keşfedilmiştir. Bu yeşil floresan proteinler, günümüzde moleküler biyoloji ve biyokimyada çok geniş olarak kullanılmaktadır. Gen ve hücre işaretleyici olarak kullanılan proteinler, genlerin içerisine eklenerek bu genlerin farklı organizmalardaki miktarlarının tayininde işe yaramaktadırlar. Bunlara, canlı hücreler içerisindeki genleri ve proteinleri gösterdiklerinden işaretleyici denilir. Mesela, GAD67 proteini hususiyetle beyinde önemli vazifeleri olan bir proteindir. GAD67, sinir sistemindeki haberleşme faaliyetinde çalışan bazı mesajcı moleküllerin üretiminde görevlidir. Beyinde ve sinir sistemindeki bir yerde GAD67 olup olmadığı görülmek istendiğinde, önce yeşil flüoresanslı protein, işaretleyici olarak hücreye enjekte edilir. Daha sonra yeşil flüoresanslı proteine bağlanan özel antikorlar kullanılarak, mikroskop altında inceleme yapılır. Eğer baktığımız dokuda GAD67 var ise, yeşil flüoresanslı protein buna bağlanmış olduğundan, GAD67 proteinini üstteki şekildeki gibi yeşil renkli görürüz. Aslında biz GAD67’yi değil, ona işaretleyici olarak bağlanan yeşil flüoresanslı proteini görmekteyiz. Bu şekilde görmediklerimiz de görünür hale gelmiş olur.
Kompleks yapılı dev moleküller olan bu tip proteinler, çok özel bir geometriye ve desene sahip olup, ancak sonsuz bir ilim ve kudretin tecellisiyle sentezlenebilen, tesadüfen meydana gelmeleri imkânsız olan mükemmel yapılardır. Bu tip moleküler yapıların matematik modelini çıkarmak bile çok büyük gayretler gerektirirken, başka bir canlının ürettiği farklı renkteki diğer bir molekül araştırmacıların kolayca incelemesine vesile olmaktadır. Böylece genlerin çalışıp çalışmadığı, protein üretiminde aktif olup olmadığı anlaşılabilir. Hücre bağlantıları takip edilebilir ve proteinler arası reaksiyonlar gözlenebilir ve sinyal oluşturan mekanizmalar ortaya çıkarılabilir. Yeşil flüoresanslı proteinden ışık yayılması esnasında, oksijen haricinde başka bir maddeye (metal iyon, fosfat vs. gibi) ihtiyaç duyulmaması başka bir kolaylıktır. Ultraviyole ışık altında tutulduğunda yeşil ışık yayan protein kullanılarak gerçekleştirilen araştırmalar, mikroskop altında kolayca yapılabilmektedir. Yeşil flüoresanslı proteinin ışığı soğurma spektrumunun sınırı 395 nm ve 470 nm arasındadır. Bu aralık gözle gördüğümüz ışık dalga boyları içerisindedir. Normal proteinler 300 nm’de ışıma yaparlar ve gözle görülmezler. Burada hikmetli yaratılışın bir tecellisine daha şahit olmaktayız. Diğer proteinler gözle görülmeyen 300 nm ışık yayarken, yeşil flüoresanslı protein neden gözle görülen 450 nm boyunda ışık yaymaktadır? Bu ancak Rahmeti Sonsuz Rabbimizin bir lutfu olabilir. Bir denizanasında ürettiği molekülü, insanların genetik çalışmalarına yardımcı olması için hizmetlerine sunmuştur. Kim bilir yeşil flüoresanslı proteinler gibi daha nice faydalı moleküller yaratılmıştır. Henüz keşfetmediğimiz birçoğu da keşfedilmeyi beklemektedir.
Yeşil Floresanlı Proteinlerin Kullanımı 1970’li yıllardan sonra floresan özellikli proteinler, hücre biyolojisi, biyokimya ve malzeme bilimi araştırmalarında işaretleyici olarak kullanılmaktadır. Bu açıdan yeşil flüoresanslı protein, hücre içi (in vivo) araştırmalarda yeni bir dönemin açılmasına sebep olmuştur. Bakteriler, nematodlar (yuvarlak solucanlar), böcekler ve memelilere ait hücre içi çalışmalarda canlı organizmalardaki biyokimyevî çalışma sistemleri bu metodla aydınlatılmaktadır. Mesela embriyoların gelişimi sırasında genlerin açılmalarını gözlemlemede, insan karaciğerindeki kanser metastazının izlenmesinde, yeşil flüoresanslı protein kullanılmaktadır. Kanserli hücre dizisi çok parlak bir yeşil ışık ürettiği için, kolayca belirlenebilir. Ayrıca bazı bitki virüslerinin meydana gelişi izlenmiş, bitki genlerinin aydınlatılmasında, polen gelişmesinin takip edilmesinde yeşil flüoresanslı proteinleri kullanılmıştır. Bunlara paralel olarak bitki ve hayvanlara gen aktarımının takip edilmesinde faydalı olmuştur. İnşallah yakın bir gelecekte kanserli hücrelere bağlanması sağlanan floresan protein sayesinde, ameliyat sırasında kanserli hücreler gözle görülür hale gelebilecek ve ameliyatların çok daha hassas yapılması sağlanabilecektir.
Karada yaşayan organizmalarda ışığın soğurulma dalga boyu aralığı ve renkleri, denizdeki canlılarınkinden farklıdır. Denizde yaşayan organizmalar 450-490 nm dalga boyunda ışığı en iyi şekilde yayarlar. Molekül görüntüleme metotlarında yeni bir çağ açan floresan proteinlerin gerçek sahibi olan denizanalarının, etrafa ışık saçmasının bir hikmeti, yaratıldığı ortama uyum sağlamalarına yönelik olup bu ışığa doğru yönelen küçük balık vs. gibi avları yakalayabilirler. Göz organına ve görme duyusuna sahip olmayan denizanası sahip olduğu aequorean maddesi ile her ne kadar mavi ışık soğursa da, bu ışık yeşile dönüştürülür ve düşmanların görme şansı azaltılır. Bütün bu hikmetli hadiselerin tesadüflerle ilgisi olmadığı açıktır. Canlıları incelediğimizde biz sadece birkaç hikmeti idrak edebilirken, bizim bilmediğimiz daha binlerce hikmetin varlığı muhakkaktır.
