BEDENİMİZDEKİ AKILLI MOLEKÜL: KERATİN

Doğada bulunan 20 çeşit amino asit birbirlerine "peptid bağı" adı verilen özel bir bağ ile bağlanır ve meydana getirdikleri bu bağ ile "polipeptid" zinciri oluştururlar. Kuşkusuz bu bağlanma cansız doğada, rastlantılarla değil, ancak hücrelerin içinde, bu işle görevli özel enzim ve organellerin müdahalesiyle olur. Keratin de uzun bir amino asit zinciri, yani proteindir. Keratini oluşturan polipeptid zinciri bir sülfür köprüsü ile birbirlerine bağlanır. Sülfür köprüleri, sülfür atomları içeren amino asitler arasında bulunmaktadır. Bu bağlar küçük iplikçikler şeklinde birleşirler. Daha sonra bu iplikçikler gitgide büyür ve birarada istiflenerek bir hücre meydana getirirler.

Anlattığımız tüm teknik açıklamalar aslında tek bir "saç" hücresini tanımlamak içindir. Tek bir saç teli bu hücrelerin yığılmasından meydana gelir. Yani saçlarınız, birbirine sülfür köprüleri ile bağlanmış keratin moleküllerinden başka bir şey değildir. Saçınızdaki herhangi bir değişiklik sırasında aradaki bu sülfür bağları kırılır. Örneğin saçın çeşitli işlemler ile dalgalandırılması, bu gözle görülmeyen molekül bağlarının değişikliğe uğramasından ibarettir. 

      Saçlarınız esnektir. Bunun da nedeni keratini meydana getiren hidrojen bağlarıdır. Esnek hidrojen bağlarının sağladığı bu özellik nedeni ile saçlar hareket eder ve kolay kolay kopmaz. Bir de bunun tersini düşünelim. Eğer keratin molekülü farklı bir kimyasal bağ ile bağlansaydı, kitlevi ve son derece sert bir saç kütlesine sahip olurduk. Şekil alan, rahat hareket edebilen saçlarımız yerine belki de kafamızda bir tahta kadar sert bir ağırlık taşıyor olacaktık. Ancak hidrojen bağları sayesinde hiçbir zaman böyle bir durum söz konusu olmaz.

Saç moleküllerini biraraya getiren bağların başka önemli özellikleri de vardır. Saçların esnemesi sırasında, molekülleri birarada tutan sülfür köprüleri herhangi bir zarar görmez. Bu nedenle her ne şekil alırsa alsın ve ne kadar esnerse esnesin saçlar rahatlıkla eski haline dönebilir.( P. W. Atkins, Molecules, A Division of HPHLP New York, 1987, sf. 91)Saç renginin açılması genellikle saça rengini veren bileşiklerin bozulmasıyla gerçekleştirilir. Bu genellikle moleküllerin oksitlenmesini sağlayan hidrojen peroksit gibi seyreltilmiş çözeltiler sayesinde mümkün olur. Hidrojen peroksit ile saç rengi açıldığında daha fazla miktarda sülfür köprüsü meydana gelir. Saçın böyle bir açılma sonrasında daha kırılgan olmasının ve esnekliğini yitirmesinin nedeni budur.

Saç molekülünün mikroskop altındaki görünümü

Saçın parlaklığı da, saçın ışığı yansıtabilme yeteneğidir. Bazı saç ilaçları ve şampuanlar, keratin moleküllerindeki hidrojen iyonlarını çıkararak bunların elektrik yük dağılımlarını değiştirirler. Bunun sonucunda keratin molekülleri ve mikrofibril tutamları daha sıkı yapışırlar ve ışığı daha iyi yansıtma özelliği kazanırlar. Söz konusu malzemeler kullanıldıktan sonra saçın daha fazla parlamasının nedeni moleküllerde meydana gelen bu küçük değişikliktir. Saç kremi kullanımı ardından saçların daha rahat açılması da moleküler seviyede meydana gelen çeşitli değişikliklerin sonucudur. Saç kremlerinde iyonik maddeler bulunur ve bunlar keratin liflerine bağlanarak onları elektrik yüklerini etkilerler. Bu durum, birbirlerine yaklaşıyor gibi görünen saç tellerinin arasındaki itici gücü arttırır. Saç telleri birbirlerinden uzaklaştıklarından birbirlerine dolaşıp kırılmaları zorlaşır.

Keratin molekülü, bedenimizde de günlük hayatta kullandığımız eşyalarda da çok çeşitli şekillerde bulunmaktadır. Deri, neredeyse saf keratin molekülünden oluşmuştur. Yün, ipek, balık pulu, tüyler ve tüy sapları da keratinden meydana gelir. Pençeler ve tırnaklar da keratinden oluşurlar. Fakat bunlar daha fazla sülfür köprüsü ile çaprazlama bağlıdırlar. Bu çaprazlama bağ, keratinin daha fazla işlenmiş olduğunu gösterir. Bu durumda meydana gelen molekül daha kuvvetlenir ve sertleşir. Tırnak ve pençelerin sert olmasının nedeni budur. İpek de keratin moleküllerinden oluşur. Pek çok böcek ve örümcek tarafından salgılanan katılaşmış bir sıvı olan ipeği oluşturan keratin molekülleri diğer maddelerdekinin aksine bir sarmal biçiminde değillerdir. Bunun yerine birbirlerinin üzerine yığılarak bağlanmış sert amino asit levhaları oluştururlar. İpeğin yüzeyine dokunduğumuzda bu düz yapıyı hissedebiliriz. İpek yünden daha az esner çünkü onu oluşturan polipeptid zincirleri neredeyse tamamen uzamıştır. Yine de esnektir çünkü levhalar birbirleri ile hidrojen bağları ile bağlanmışlardır. Yine gevşek hidrojen bağları nedeni ile levhalar serbestçe birbirlerinin üzerinden kayabilirler. (P. W. Atkins, Molecules, A Division of HPHLP New York, 1987, sf. 93)

Deriyi koruyan madde keratindir. Keratin derinin gözenekli yapısının temelini oluşturur. Aynı zamanda dış etkilere karşı mükemmel bir koruma sağlar. Keratin, doğada kendi işlevini yerine getirmek için yaratılmış sayısız nimetten sadece bir tanesidir.

Keratin molekülü ile saydığımız bu detayların tümü aslında onun ne kadar özel bir molekül olduğunu ortaya çıkarmaktadır. Keratin çeşitli özelliklerinden dolayı oldukça farklı yerlerde kullanılabilmekte, birbiriyle ilgisiz pek çok malzemenin ana maddesini oluşturmaktadır. Örneğin, deri ile tırnak birbirlerinden farklı maddelerdir. Yün ise apayrıdır. Ama hepsi keratinden oluşmuştur ve hepsi keratinin kendine has özellikleri nedeni ile çeşitli nitelikler edinirler. Örneğin saçın ve derinin esnek olması önemlidir. Ama tırnaklar sert olmalıdır. İpeğin pürüzsüz bir görünüm verebilmesi için yapısının düz olması gerekmektedir.

Bütün bunlarda dikkat çeken ise keratinin tüm bu maddelerde "koruyucu" olarak ön plana çıkıyor olmasıdır. Deriyi koruyan madde keratindir. Derinin ne kadar korunaklı ve özel bir malzeme olduğu bilinmektedir. Keratin, kendine has moleküler yapısı ile deriyi dış etkilere karşı korunaklı bir hale getirir, derinin yapısını özel bir şekilde belirler. Bir örnek vermek gerekirse derinin gözenekli yapısı insanın hayatta kalabilmesi için son derece önemlidir. Bu gözenekli yapının olmaması durumunda vücuttaki fazla ısı ve suyun dışarı çıkması mümkün olmaz ve insan ateşlenerek ölür. Keratin bu gözenekli yapının temelini oluşturur. Aynı zamanda sürekli olarak dışarıdaki ortamla ve çeşitli zararlı mikroorganizmalarla muhatap olan deri, bütün bunlara karşı koyabilecek yapıyı keratin sayesinde kazanmıştır. Aynı şekilde saçların ve tırnakların korunması da bu özel molekülün işlevlerine bağlıdır. Kısacası keratin, doğada kendi işlevini yerine getirmek için yaratılmış sayısız nimetten sadece bir tanesidir. Doğada sayısız molekül olmasına rağmen, onun yerine geçebilecek, benzer görevleri yerine getirebilecek bir başka molekül daha yoktur.