Post Author Avatar
Sevkan Uzel
Yıldız Teknik Üniversitesi - Çevirmen/Editör

Texas A&M Üniversitesi Ekosistem Bilimleri bölümü araştırmacıları çam ağacı, köknar ve diğer kozalaklı ağaçlarda bulunan bir grup DNA diziliminin, bu ağaçların 340 milyon yıl önce yaşamış olan ortak atasına böceklerden aktarıldığını keşfetti. Çalışmanın ayrıntılarının derlendiği makale Genome Biology and Evolution dergisinde yayımlandı.

DNA dizilimlerine 'orman perileri' (İng. Dryads) adını veren araştırmacılar, Yunan mitolojisinde ağaçlarda yaşayan perilere bu adın verildiğini ve orman perileri, DNA yinelemeleri olarak bilinen çok sayıdaki DNA dizilim gruplarından biri olduğu şeklinde açıklıyor.

Orman Perileri Genomdan Genoma Konuyor

Yeri değişebilen elemanlar (transpozon adı da verilen ve genom içinde hareket edebilen DNA bölümleri) olan DNA yinelemeleri, özellikle kendilerinin yeni kopyalarını yapmakta iyidirler. Sonuç olarak, kozalaklılar ve başka bitkiler de dahil olmak üzere bazı türlerde genomun yarıdan fazlasını oluşturabilir. Başka bitkiler üzerinde yapılan araştırmalarda, yeri değişebilen elemanlar genlerin hem etkinliğini, hem de yapısını etkiliyor. Dolayısıyla bazı üzüm türlerinin renginden, domateslerin ovalliğine kadar kimi özelliklerin biçimlenmesinde rol oynayabiliyor.

Yeri değişebilen elemanlar kozalaklı ağaçların DNA'sının büyük bölümünü oluşturduğundan, bu elemanların ne olduklarının ve ağaç genleri ile ağaç fenotipik özelliklerini nasıl etkilediklerinin daha iyi anlaşılması çok önemli. Yeri değişebilen elemanları 'genomik parazitler' olarak düşünebiliriz. Virüslerin insandan insana yayılması gibi, bu elemanlar da yeni genomlara bulaşır. Fakat grip ve diğer viral hastalıklardan farklı olarak, bu 'genomik enfeksiyonlar' nadiren gerçekleşir. Bir kez olduğunda ise milyonlarca yıl dayanabilirler.

Retrovirüslerin Atası Transpozonlardı

Transpozonlardan bazılarının bazı virüslerle olan benzerliği hiç de yüzeysel ve öylesine yapılmış bir benzetme değil. Örneğin HIV virüsünün de içinde bulunduğu bir grup olan retrovirüsler uzun zaman önce yeri değişebilen elemanlardan evrimleşti. Öte yandan içten büyüyen (endojen, ) retrovirüsler olarak bilinen çok sayıda yeri değişebilen eleman, bir zamanlar primatları ve diğer memelileri enfekte etmiş retrovirüslerin 'DNA fosilleri'ni temsil ediyor.

Bizim genomumuzun içten büyüyen retrovirüslerden oluşan bölümü %8'den az değil. Retrovirüsler, içten büyüyen retrovirüsler (ERV) ve diğer DNA yinelemeleri (örneğin Penelope benzeri dizilimler1,2) kendilerinin yeni kopyalarını yapmak için benzersiz bir yöntemi paylaşıyor. Bu işlem sırasında tek bir DNA yinelemesi, çok sayıda RNA molekülü yapmak için kalıp görevi görüyor. Bu RNA'ların daha sonra DNA kopyalarına geri dönüştürülmesi ile ev sahibi genoma dikilmiş gibi oluyorlar.

RNA'lardan yeni DNA kopyalarının üretilmesine retropozisyon (geri konumlanma) adı verildiği için, bu mekanizma ile çoğaltılan yeri değişebilen elemanlara 'retroelemanlar' (geri elemanlar) denir. Retroelemanların DNA'larındaki bazı belli özelliklere bakarak, onları farklı aileler ve alt aileler olarak sınıflandırmak mümkündür.

Orman Perileri Hayvanlar Aleminden Bitkiler Alemine Geçiş Yapabiliyor

Orman perileri, daha geniş olan Penelope benzeri retroelemanlar ailesi içinde kozalaklı ağaçlara özgü bir alt aileyi temsil ettiği için makale başlığını 'Penelope benzeri retroelemanların eklembacaklılardan kozalaklılara âlemlerarası yatay geçişi' olarak belirleyen araştırmacılara göre, orman perilerini tanımlamadan önce, Penelope benzeri retroelemanlar sadece hayvanlarda biliniyordu.

Orman perilerinin, uzun zaman önce bir biçimde kozalaklıların genomlarına giren Penelope benzeri retroelemanlardan türemiş olabileceğini düşünen araştırmacılar, bunu doğrulamak için, hayvan veya kozalaklı olmayan 1.029 türün genom dizilimlerini bilgisayarda analiz etti. Bu başka tür canlıların bazıları Penelope benzeri retroelemanları içeriyor gibi görünüyordu; ancak DNA dizilimlerinin ayrıntılı bir incelemesi yapılınca, bunların ya hayvanlardan ya da kozalaklılardan bulaşan DNA'dan ileri geldiği sonucuna varıldı. Ayrıca orman perilerinin yapay (İng. artifact) olmadıklarını ve böceklerdeki Penelope benzeri retroelemanlardan türemelerinin muhtemel olduğunu göstermek için daha başka pek çok analiz daha yapıldı.

bitkiler-ile-hayvanlar-arasinda-dna-aktarimi-gerceklesebiliyor-bilimfilicom
Araştırmacılar, "fluoresan in situ hibritleştirme" (FISH) tekniği ile
Kuzey Carolina Çamı(Lat. Pinus taeda) kromozomları üzerindeki orman perisi
DNA dizilimlerinin konumlarını görselleştirdi.
Kırmızı: PtRPX_125 Dryad örnekleri. Mavi: DAPI. Yeşil: 18S-28S rDNA.
Küçük resim: Evreler arası çekirdek.

Orman Perisi Kozalaklıları Nasıl Etkiledi?

Diğer laboratuvar deneyleri de kozalaklılara yakın akraba olan diğer bitkilerde (sikad ve ginkgo vb.) orman perilerine rastlanmadığını ortaya koydu. Bu durum, orman perilerinin ortaya çıkış zamanı olarak, kozalaklıların atasının diğer bitkilerden ayrılması ile modern kozalaklı gruplarının yayılımı (340 milyon yıl önce olduğu biliniyor) arasındaki bir tarih olduğunu belirlenmesine yardımcı oldu. Orman perisi işgalinin, kozalaklı evrimi üzerindeki sonuçları ise henüz açıklığa kavuşmadı.

DNA bir genomda orman perisi çoğalması gibi yinelendiğinde, kromozomların yapısı değişebilir ve genlerin etkinliği farklılaşabilir. Bunun organizma için olumsuz sonuçlar doğurma olasılığı bulunur. Bu nedenle çoğu tür, DNA yinelemelerinin çoğalmasını yavaşlatıcı genetik mekanizmalar geliştirmiştir. Ama yeni bir ev sahibi genoma sıçradıklarında, bu savunma mekanizmaları henüz yoktur ve yeni bir çoğalma çevrimi ortaya çıkar.

Bu olay büyük olasılıkla orman perilerinde de olmuştur. Geçtiğimiz 340 milyon yıl boyunca yüzbinlerce yeni kopya üretmekle beraber, şimdilerde nispeten etkinlikleri düşüktür; en azından Kuzey Carolina çamında durum bu. Ekip çalışmalarını sürdürerek, konuya ilişkin daha fazla yanıt bulmayı umuyor.
Kaynak ve İleri Okuma
Etiket

Projelerimizde bize destek olmak ister misiniz?

Dilediğiniz miktarda aylık veya tek seferlik bağış yapabilirsiniz.

Destek Ol

Yorum Yap (0)

Bunlar da İlginizi Çekebilir