Kahkaha

Bayıldım

Cool

Kızgın

Mahcup

Öğretici

Şaşkın

Suskun

Tatlı

Üzgün

Süper

Seo

DNA’nın Yeniden Keşfi

Ana Sayfa » Diğer » DNA’nın Yeniden Keşfi
DNA’nın Yeniden Keşfi

1950’li yıllarda James Watson ve Francis Crick’in DNA yapısını açıklamış olmalarıyla, genetik mekanizmanın tamamının, protein bilgisini hücrelere işleyerek yeni nesillere aktardığı düşünülmüştü. Yaklaşık on yıl sonra DNA’nın büyük bölümünün aslında proteinleri kodlamadığı, insan genomundaki 3,2 milyar nükleotidin, bu yapının yaklaşık %5’lik kısmını oluşturduğu görüldü. Geriye kalan muazzam bölümün görevi anlaşılmadığı için, bu kısma Protein Kodlamayan DNA adı verildi. Önceleri işlevsel genlerin, evrimsel sürecin devamında bilinmeyen bir nedenle çalışamaz duruma gelip, protein kodlama yeteneğini kaybettikleri sanılmaktaydı. Bu nedenle bu bölümdeki genlere ‘sahte’ anlamına gelen ‘psödo’ ön eki ve ‘gen’ sözcükleri birleştirilerek psödogenler deniliyor. Hiçbir genetik malzeme içermediğinden ‘çöp DNA‘ olarak da adlandırılan bu muazzam boşluk, bilim insanlarının her zaman ilgisini çekmeye devam etti.

İnsan genomunun önemli bir kısmını oluşturan bu yapı, genleri sarmalayarak onların kopyalama esnasında zarar görmelerini engelliyor. Dahası, çok hücreli canlıların karmaşık metabolizmalarını aydınlatabilmek adına önemli bir rol oynadığı bilinen çöp DNA, aslında tüm genetik kodlamaları kontrol eden ve yöneten kısım. Bir hücredeki genetik materyal bilgisine ‘genom’ deniyor. Bu, aynı zamanda canlı bir organizmanın sahip olduğu tüm genetik mirası oluşturmakta. 90’lı yıllarda başlatılan ve DNA yapısının keşfinden sonraki en büyük bilimsel gelişme haline dönüşen uluslar arası İnsan Genom Projesi sayesinde, bilim insanları genomun nükleotid dizilimini aydınlatabildiler. Proje kapsamında 175.000 baz çift genom değeri, bakterilerde çoğaltılarak dizilimleri çözüldü ve her bir parçanın profili kaydedilerek genomdaki yerleri saptandı. Bu çalışmadan elde edilen sonuçların biri de; insan genomunda tahmin edilen miktardan çok daha az genetik kodlama olduğuydu. Yaklaşık 140 bin olduğu sanılan gen sayısı 25-30 bin olarak tescillendi. Dahası proteinleri kodlayan kısmın da tüm DNA’nın %5’ini değil, sadece 1.5’luk kısmını oluşturduğu saptandı. Bu saptama, işlevsiz olduğu düşünülen bölümün de neredeyse tüm genetik malzemenin %99’unu oluşturduğunu gösteriyor.

 

dna

Protein sentezinde kullanılan genlerin değer ve seviyesini kontrol eden mekanizmayı araştıran epigenetik bilimi, konu üzerindeki araştırmalarına devam ettikçe oldukça hayret verici bilgilere ulaştı. 2010 yılında Singapur Genom Enstitüsü (GIS) tarafından yayınlanmış olan çalışmada, çöp DNA olarak adlandırılan bölümde, insanları diğer türlerden ayıran önemli bilgilerin tutulduğuna dair sonuçlar paylaşıldı. Daha önce amaçsızca yinelenen genetik dizilimlerin olduğu görülmüş olan bu bölümün, birçok farklı transkripsiyon (genleri kontrol eden ana proteinler) ile türler arası farklılıkları belirlediği keşfedildi. GIS bilim adamı Dr. Guillaume Bourque ve ekibinin bulguları, evrimin biyolojisi ve genetik oluşumun şekillenmesinin anlaşılması için son on yılın en önemli keşiflerinden birine dönüştü. Araştırma sonuçları, düzenleyici proteinleri bağlayan ve onları bir arada tutan çöp DNA’nın bazen genom çevresinde yeni bölgelere dağılarak yerleştiğini ve o bölgenin tüm etkinliklerini değiştirebildiğini gösteriyor. Bu da türler arası farklılıkların aydınlatılabilmesi açısından büyük önem taşıyor. Çünkü bilim insanları uzun yıllardır, insan ve şempanze arasındaki geniş fenotipik (genetik anlamda dışyapısal) farklılıkların nedenlerini araştırıyorlar. Genomlar haritalandığında, morfolojik olarak birbirinden çok farklı olan türlerin bile genetik kodlama diziliminin şaşırtıcı derecede özdeş olduğu anlaşılmıştı. Genom Projesi sonuçları, tüm farklılıklarına rağmen insanların %99 oranında aynı genetik malzemeyi taşıdığını gösterdi. Ama daha da şaşırtıcı olanı; bir muzla bile insan genetik malzemesinin %50 oranında aynı olması. 2011 yılında Georgia Teknoloji Enstitüsü’nde yapılan başka bir araştırmada; insan ve şempanzelerde genetik bilgilerin saklandığı bölüm çevresindeki DNA parçalarının eklenmesi (insersiyon) ve çıkarılmasında (delesyon) büyük farklar olduğu ve bu durumun iki tür arasındaki ayrımı yaratmış olabileceği tespit edildi. Enstitünün biyoloji anabilim dalı profesörü John McDonald liderliğindeki araştırmada, insan ve şempanze DNA sekanslarının neredeyse özdeş olduğu ancak bu durumun genlerin çalışma sistemini etkileyerek farklılıkları yarattığı doğrulanmış oldu.

Genomda baskın olan fakat önceleri bir yanılgı ile çöp DNA denilen bu genetik materyalin kesinlikle çöp olmadığı gün geçtikçe daha da net olarak anlaşılıyor. Amerikalı moleküler biyoloji uzmanı Len Pennacchio önderliğinde fareler üzerinde yapılan deneylerde, işlevsiz dizilerin silinerek yok edilmesi sonucunda damarlarda daralma görüldü. Deneyin sonuçları kalp hastalıklarının sebepleri konusunda da önemli bir ilerleme kaydedilmesini sağlıyor. Kalp krizlerinin başlıca sebeplerinden biri; kalbi besleyen arterlerin içinde yağ asitlerinin birikmesi sonucunda yaşanan ‘koroner kap hastalığı‘ (CAD). 2007 yılında başlatılan Tüm Genom İlişkilendirme Çalışmaları (Genome Wide Association Study) sırasında, koroner kalp rahatsızlıklarına sahip kişilerin hepsinde, genomun 9p21 olarak adlandırılan bölgesinde tek bir nükleotidin mutasyon geçirdiği saptandı. Mutasyon geçiren nükleotit, protein kodlanmayan alanda yer alıyordu. Len Pennacchio ve çalışma ekibi, Lawrence Berkeley Laboratuarı’nda , farelerde 9p21 bölgesine denk gelen genom bilgilerini sildiklerinde, bu bölgeye 100.000 baz uzaklıktaki iki genin okunmasında ciddi bir düşüş gerçekleşti. Protein kodlamayan genomları silinen tüm farelerde ya erken ölüm yaşandığı, ya da vücutta önemli tümörler oluştuğu görüldü. Araştırmanın sonuçları bir kez daha çöp DNA’nın oldukça işlevsiz özellikleri olduğunu gösteriyordu. Nitekim Princeton ve Indiana Üniversiteleri’nce ortaklaşa gerçekleştirilen bir başka araştırma ile ‘Oxytricha‘ adlı tek hücreli organizma üzerinde yapılan incelemelerde, bu genlerin tüm genomun  yeniden düzenlenmesi işlevini yürüttüğü de görüldü. Princeton’da ekoloji ve evrim profesörü olan Laura Landweber, Oxytricha’nın gelişmesindeki en önemli etkenin merkez konumda çalışan ve genleri bir araya getiren çöp DNA olduğunu belirtiyor.

 

dna

Milyonlarca yıl öncesinde gezegenimizde hayata dair kıpırtıların oluşmaya başladığı zaman, bir daha önüne geçilemeyecek denli güçlü bir aktarım sistemi meydana gelmişti. Bu kimyasal mesaj, nesiller boyunca tüm organizmalarda kendini kopyalayarak türleri yarattı ve onların hücrelerinde günümüze dek ulaştı. Hayatın ilk başladığı zamanla kıyaslandığında bugün artık yaşam formları çok daha karmaşık bir yapıda olsalar da, DNA’da çağlar boyunca taşınmış olan ve yaşamın başlangıç sırrını oluşturan bu mesaj aynı.. Üstelik konu keşfetmeye çalıştıkça, hiç kimsenin öngöremediği sürprizlerle karşılaşıyoruz. Aslında DNA bir veri aktarıcı gibi çalışıyor ve hücrelerimize kaydederek kodlamış olduğu sayısal bilgileri sonraki nesillere ulaştırıyor. Ama bundan daha fazlası da var: Rus biyofizikçi ve moleküler biyoloji uzmanı Pjtor Garjajev ve çalışma arkadaşları Peter Gariaev ile Vladimir Poponin, yeni nesil genetik bilimi adına oldukça önemli araştırmalar gerçekleştirdiler. Dr. Garjajev, insan DNA’sının büyük bölümünün kodlanamaz malzemeden ibaret olmasının bir sebebi olduğunu düşünüyordu. Garjajev’in araştırmasında elde edilen sonuçlara göre; DNA sadece bilgiyi aktarmıyor, elektromanyetik ışıma yoluyla onu alıyor, absorbe ederek işleyebiliyor ve bunun için oldukça gelişmiş bir iletim metodu kullanıyor. Yani DNA’nın son derece karmaşık bir optik biyoçip gibi davrandığını söyleyebiliriz. Genetik kodlarımızın sistematik bir biçimde çalışan bilgi aktarım mekanizmaları olduğu zaten biliniyordu. Dr. Garjarev ve ekibinin elde ettiği sonuçlar ise, onun biyolojik bir internet ağı ve yeniden programlanabilir bir yapı olduğunu gösteriyor. Garjajev’in önderliğindeki biyofizik, moleküler biyoloji, embriyoloji ve hatta dilbilim uzmanlarını içeren kapsamlı araştırma grubu, genetik yapının işleyişi konusunda birçok gizemi çözmekle kalmıyor, şaşırtıcı bilgileri de gözler önüne seriyorlar. DNA’nın titreşim mekanizması, sayısal verileri kodlarken kullandığı iletişim dili ve gerçekleştirdiği veri iletişimine dair sonuçlara ulaşılan devrim niteliğindeki çalışma, aynı zamanda bu alanda şu ana dek yapılan tüm diğer çalışmaların bir sentezini oluşturuyor.

 

  • Popular Science Türkiye Kasım Sayısı’ndan(2012) ilham alınmıştır.

DNA’nın Yeniden Keşfi - Yorumlar

YORUMLARINIZI PAYLAŞIN

 

Yapılan Yorumlar

BENZER İÇERİKLERİlginizi çekebilecek diğer içerikler

Tahammülsüzlük

Tahammülsüzlük 22 Ekim 2017

İklim Niçin değişir?

İklim Niçin değişir? 26 Eylül 2017

Sadece H2o mu İçiyoruz?

Sadece H2o mu İçiyoruz? 25 Eylül 2017

Yapay Zeka Nedir ?

Yapay Zeka Nedir ? 12 Mayıs 2017

  • Dizi İle İlgili Yazılarım

    dizi
  • Son Yorumlar

  • blog sözlük
  • RASTGELE İÇERİKLER

    Almanca’nın Dünya’daki ve Türkiye’deki Yeri DNA’nın Yeniden Keşfi Okumayı Hızlandırmanın 10 Yolu Titan’ın Okyanuslarını Keşfedecek Bir Denizaltı Satış Ortaklığına Katkı Sağlayacak 4 İçerik Pazarlama Çalışması Grid Tekniği

    FACEBOOK SAYFAM

    Hoşgeldiniz

    Ahmet Cem AKTAŞ - Tüm Hakları Saklıdır