• ALTIN (TL/GR)
    2.439,79
    % -0,21
  • AMERIKAN DOLARI
    32,5948
    % -0,62
  • € EURO
    35,0211
    % -0,66
  • £ POUND
    41,3953
    % -0,69
  • ¥ YUAN
    4,4929
    % -0,75
  • РУБ RUBLE
    0,3774
    % 2,09
  • BITCOIN/TL
    2105667,688
    % -2,05
  • BIST 100
    10.471,32
    % 0,76

Bilim İnsanları Küçük Bir Bitkinin İçinde Bilinen En Büyük Genomu Buldu

Bilim İnsanları Küçük Bir Bitkinin İçinde Bilinen En Büyük Genomu Buldu


Geçen yıl Jaume Pellicer, bilim adamlarından oluşan bir ekibi Avustralya’nın doğusundaki bir ada olan Grande Terre’deki bir ormana götürdü. Tmesipteris oblanceolata adlı bir eğrelti otunu arıyorlardı. Sadece birkaç santim boyunda duran onu orman zemininde bulmak hiç de kolay değildi.

İspanya’daki Barselona Botanik Enstitüsü’nde çalışan Dr. Pellicer, “Göze çarpmıyor” dedi. “Muhtemelen üzerine basarsınız ve farkına bile varmazsınız.”

Bilim adamları sonunda sıradan eğrelti otunu tespit etmeyi başardılar. Dr. Pellicer ve meslektaşları onu laboratuvarda incelediklerinde, onun olağanüstü bir sır sakladığını keşfettiler. Tmesipteris oblanceolata, Dünya üzerinde bilinen en büyük genoma sahiptir. Araştırmacıların Cuma günü yayınlanan bir çalışmada açıkladığı gibi, eğrelti otu hücreleri bizimkilerden 50 kat daha fazla DNA içeriyor.

Bu kadar mütevazı bir bitkinin bu kadar devasa bir genoma sahip olmasını garip buluyorsanız, bilim insanları da öyle düşünüyor. Bu gizem, biyologların DNA’nın çift sarmalının genleri kodladığını keşfettiği 1950’lerde ortaya çıktı. Her gen bir dizi genetik harften oluşur ve hücrelerimiz ilgili proteinleri oluşturmak için bu harfleri okur.

Bilim adamları, insanların ve diğer karmaşık türlerin çok sayıda farklı protein ürettiğini ve dolayısıyla daha büyük genomlara sahip olması gerektiğini varsaydılar. Ancak farklı hayvanlardaki DNA’yı tarttıklarında son derece yanıldıklarını keşfettiler. Kurbağalar, semenderler ve akciğerli balıkların genomları insanlardan çok daha büyüktü.

Genomların bilim adamlarının beklediğinden çok daha tuhaf olduğu ortaya çıktı. Örneğin yaklaşık 20.000 protein kodlayan gen taşıyoruz, ancak bunlar genomumuzdaki 3 milyar harf çiftinin yalnızca yüzde 1,5’ini oluşturuyor.

Diğer yüzde dokuz kadarı ise proteinleri kodlamayan ama yine de önemli işler yapan DNA parçalarından oluşuyor. Örneğin bazıları, komşu genleri açıp kapatan anahtarlar gibi hareket ediyor.

İnsan genomunun diğer yüzde 90’ının bilinen bir işlevi yoktur. Bazı bilim adamlarının bu büyük miktardaki gizemli DNA’ya sevgi dolu bir takma adı var: çöp.

Bazı türlerin önemsiz DNA’sı çok azken, bazılarının ise şaşırtıcı miktarda DNA’sı var. Örneğin Afrika akciğer balıkları bizimle hemen hemen aynı sayıda protein kodlayan genlere sahiptir, ancak bunlar toplam 40 milyar çift DNA harfinden oluşan dev bir genomun içine dağılmışlardır; bu, kendi genomumuzun barındırdığı DNA’nın 13 katı kadardır.

2000’li yılların başında, Dr. Pellicer botanikçi olarak eğitim aldığında, birkaç bitki soyunun da devasa genomlara sahip olduğunu öğrenmek ilgisini çekti. Örneğin soğanın genomu bizimkinin beş katı kadardır.

Dr. Pellicer, 2010 yılında Londra’daki Kew Gardens’ta çalışmaya başladığında, büyük genomlara sahip olduğu bilinen ve salkım çiçekleri olarak bilinen bir bitki ailesini inceleme şansı buldu. Aylar boyunca yaprakları bir jiletle doğradı, düzinelerce türden hücreleri izole etti ve DNA’larını tarttı.

Japonya’nın Nagano yakınlarındaki dağlarında yetişen Paris japonica adlı bitkinin genomunu tarttığında sonuç karşısında şok oldu. Sıradan bir çiçeğin 148 milyar çift harf içeren bir genomu vardı; bu bir dünya rekoruydu.

Takip eden yıllarda meslektaşları ona Avustralya ve Yeni Zelanda’dan taze eğrelti otları örneklerini parçalaması için gönderdi. Bu bitkilerin de Paris japonica’nınki kadar büyük olmasa da devasa genomlara sahip olduğunu keşfetti.

Dr. Pellicer, ilgili eğreltiotu türlerinin birkaç Pasifik adasında yetiştiğini biliyordu. 2016 yılında Yeni Kaledonya olarak bilinen takımadaların bir parçası olan Grande Terre’ye bir keşif gezisi için planlar yapmaya başladı.

Nihayet adaya ulaşması 2023 yılına kadar mümkün olmadı. Kew’den meslektaşları, yüksek lisans öğrencisi Pol Fernández ve yerel bitki uzmanlarından oluşan bir ekiple birlikte çok sayıda türü topladı.

Bay Fernández, Barselona’ya döndüğünde, Tmesipteris oblanceolata’nın genomunun yaklaşık 160 milyar çift DNA harfi içerdiğini keşfettiğinde şaşırmıştı. Dr. Pellicer’in rekor kıran genomu keşfetmesinden on üç yıl sonra, yüksek lisans öğrencisi de rekoru kırmanın heyecanını yaşıyordu.

Genomların evrimsel zaman boyunca genişlemesinin iki ana yolu vardır. Birçok tür virüs benzeri DNA parçaları taşır. Genomlarının yeni kopyalarını oluştururken bazen yanlışlıkla bu viral uzantının fazladan bir kopyasını da oluştururlar. Bir tür birçok nesil boyunca binlerce yeni kopya biriktirebilir ve bu da genomunun şişmesine neden olabilir.

Bir türün birdenbire bir yerine iki genoma sahip olması da mümkündür. Fazladan bir genomun ortaya çıkmasının bir yolu, birbirine yakın iki türün çiftleşmesidir. Melez yavruları her iki ebeveynden de tam DNA seti alabilir.

Pellicer ve meslektaşları, Tmesipteris oblanceolata’daki büyük miktardaki genetik materyalden virüs benzeri DNA ve kopyalanmış genomların bir kombinasyonunun sorumlu olduğundan şüpheleniyorlar. Ancak bizim gibi diğer türler çok daha az DNA’ya sahipken bu mütevazı eğrelti otunun neden rekor kıran bir genomla sonuçlandığını bilmiyorlar.

Çoğu türün herhangi bir zarar görmeden yavaş yavaş genomlarında DNA biriktirmesi mümkündür. “Biyolojinin büyük bir kısmı ‘neden olmasın?’ ‘neden’ yerine?” dedi Yeni Zelanda Bitki ve Gıda Araştırma Enstitüsü’nden genom bilimcisi olan ve yeni çalışmada yer almayan Julie Blommaert.

Ancak sonunda genomlar o kadar büyüyebilir ki bir yük haline gelebilirler. Hücrelerin tüm ekstra DNA’yı barındırmak için genişlemesi gerekebilir. Ayrıca dev genomlarının yeni kopyalarını oluşturmak için daha fazla zamana ve daha fazla besine ihtiyaçları var. Büyük genoma sahip bir organizma, daha küçük genoma sahip bir rakibe yenilebilir. Dolayısıyla gereksiz DNA’yı kesen mutasyonlar evrim tarafından tercih edilebilir.

Hayvanların ve bitkilerin gerçekten dev genomları yalnızca özel ortamlarda, örneğin çok az rekabetin olduğu istikrarlı iklimlerde geliştirebilmeleri mümkündür. Dr. Pellicer, “Belki de bu kadar nadir olmalarının nedeni budur; verimli olmadıkları için kazıklanırlar” dedi.

En misafirperver evde bile genomlar sonsuz boyutlara ulaşamıyor. Aslında Dr. Pellicer, Tmesipteris oblanceolata’nın genomun fiziksel sınırına neredeyse ulaşmış olabileceğinden şüpheleniyor. “Yaklaştığımıza inanıyorum” dedi.

Diğerleri o kadar emin değil.

Araştırmaya dahil olmayan George Mason Üniversitesi’nden botanikçi Brittany Sutherland, “Henüz bir üst sınıra ulaşıp ulaşmadığımızı bilmiyorum” dedi. Botanikçilerin yalnızca 12.000 bitki türünde genom boyutlarını ölçtüğünü, geriye kalan 400.000 türün inceleneceğini belirtti. “Tahminlerimiz kovada bir düşüş” dedi.



< Web sitemizi ziyaret ettiğiniz için teşekkür ederim. Yorum yapmayı unutmayınız :-)

YORUMLAR YAZ