“Çöp DNA” Olarak Düşünülen DNA Parçasının Yeni Bir Rolü Keşfedildi

Kaynak: Pictures of Junk: VW Beetle Vik Muniz 2009

Araştırmacılar, “çöp DNA” olarak tanımlanan uydu DNA’nın genomu bir arada tutmada önemli bir rol oynadığını belirledi.

DNAmızın büyük bir kısmı “junk DNA” yani “çöp DNA” olarak tanımlanır. Bilim insanları 50 yıldan fazla bir süredir genomumuzdaki sadece 22.000 genin işlevsel olduğu, geri kalanının ise bilgi içermeyen, herhangi bir protein kodlamayan “çöp DNA” olduğunu düşünüyordu.

26 Mart’ta (2018) eLife‘da yayımlanan bir araştırma ise, çöp DNA’nın bir kısmının hayati bir rol üstlendiğini ortaya koydu. University of Michigan’dan araştırmacıların yürüttüğü çalışmaya göre, bu genetik “çöp”, hücrenin hayatta kalabilmesi için önemli bir mekanizma olan kromozomların hücre çekirdeği içerisinde doğru şekilde bir arada bulunmasını garanti altına alıyor. Dahası, görünüşe göre bu fonksiyon, pek çok türde de korunmuş halde bulunuyor.

Uydu DNA (satelit DNA), oldukça basit ve çok kere tekrar eden nükleotit dizilerinden oluşan bir DNA parçasıdır. Bu uydu DNA, her ne kadar, genomumuzun azımsanmayacak kadar fazla bir kısmını karşılıyor olsa da, herhangi bir özel protein yapımını sağlayacak bilgiler içermez. Dahası, tekrar eden bir nükleotit yapısına sahip oluşunun, genomu daha kararsız yaptığı ve hasara veya hastalıklara daha açık hale getirdiği düşünülmektedir. Yakın zamana kadar da, bilim insanları, “çöp” olarak isimlendirilen bu DNA parçasının herhangi bir gerçek amaç taşımadığını düşünüyordu.

University of Michigan, Yaşam Bilimleri Enstitüsü’nden araştırmacılar, bu DNA parçasının yalnızca genomik çöp olduğu fikrini ikna edici bulmadılar. Eğer bu yapıya aktif olarak ihtiyaç duymuyorsak ve ona sahip olmak bize bir avantaj sunmuyorsa, o halde evrim, bu parçadan kurtulmuş olmalıydı fakat görünüşe göre bu durum gerçekleşmedi.

Araştırma ekibi, hücrelerin bu uydu DNA’yı kullanmadığında neler olabileceğini görmek istedi. Uzun ve tekrarlı halde bulunuyor olmasından kaynaklı, araştırmacılar, basitçe bu uydu DNA’sının tamamını genomdan kesip çıkaramadı ya da mutasyona uğratamadı. Bunun yerine, ekip, soruna, uydu DNA’sına tutunmuş halde bulunan bir protein olan D1 aracılığıyla yaklaştı.

Araştırmada, yaygın olarak kullanılan bir model organizma olan Drosophila melanogaster (meyve sineği) hücrelerinden D1 proteini çıkarıldı. Bu işlemin hemen ardından, araştırma ekibi, sperm veya yumurta hücresi geliştiren kök hücrelerin ölmeye başladıklarını fark etti.

Yapılan detaylı analizler, ölen bu hücrelerin, mikro çekirdeği ya da çekirdeğin dışında genom parçalarını bulunduran minik tomurcukları oluşturduğunu ortaya koydu. Araştırma ekibi, uydu DNA’ya tutunmuş haldeki D1 proteininin, çekirdek içerisindeki bütün kromozomları bir araya getirdiğini düşünüyor. Eğer D1 proteini uydu DNA’yı bir arada tutamasaydı, hücre tam bir çekirdek oluşturma yetisini kaybeder ve nihayetinde de ölürdü.

Bu durumu bir çiçek buketi oluşturmaya benzetebilirsiniz. Protein, bağlanacak birden fazla bölgeye sahiptir, dolayısıyla birden fazla kromozoma bağlanabilir ve onları bir arada tutarak tekil düzeyde kromozomların çekirdek dışına sürüklenmesini engeller.

Araştırma ekibi, benzer deneyleri fare hücreleri kullanarak da tekrarladı ve aynı sonuçlara ulaştı. Fare hücresinin uydu DNA’sına normal olarak tutunan bir protein çıkarıldığında, hücre tekrar mikro-çekirdek oluşturduğu ve hayatta kalamadığı görüldü. Hem meyve sineğinde hem de fare hücrelerinde elde edilen benzer sonuçlar neticesinde, araştırma ekibi, uydu DNA’sının hücresel hayatta kalabilme mekanizması için gerekli olduğunu, yalnızca model organizmalarda değil insanları da içeren pek çok türde görüldüğünü ileri sürüyor.

Kaynak:

Orjinal yazı: Bilimfili

Facebook Yorumları