Domuz ve Primatların Gizli Evrimsel İlişkisi

Eskiden genetikçiler, türler arası ilişkiyi inceleyebilmek için öncelikli olarak genlerin evrimine odaklanıyorlardı. Son dönemlerde ise SINE (İng. Short INterspersed Elements) adı verilen genetik elemanların (DNA içerisine serpiştirilmiş kısa nükleotit dizisi grupları) memeli filogenisini takip etmek ve haritalamak için daha geçerli bir yöntem haline geldi (en azından son 60 milyon yıllık ciddi büyüklükteki yayılma süreci için). Bunun nedeni, hızlı türeyen SINE ailesinin farklı soylarda -her türün kendi genomu için- ayrı ayrı evrimleşmiş olmasıdır.

SINE'ler DNA içindeki çok hareketli (gezen/yer değiştiren) işaretler (İng. highly mobile markers) olmakla kalmayıp, spesifik işlevlere de sahiptirler. Bu işlevlerin nasıl ve neden öyle gezdiklerini, araştırmacılar yeni yeni çözmeye başlıyor.

İnsan türünde en bilinen ve bol bulunan SINE, Alu adı verilen bir yeri değişebilen eleman yani transpozondur (genom içinde hareket edebilen DNA bölümü). Tüm genomumuzun %11'ini kaplayacak şekilde bir milyondan fazla kopya ile DNA'mıza dağılmış halde bulunan Alu girdileri, sitoplazmada bulunan küçük bir sinyal tanıma kümesi olan 7SL RNA'dan (*) türemiştir. Primat üst-ailesindeki Alu girdileri (ve bir de sıçandaki normal dışı gibi görünen 'B1' SINE) hariç olmak üzere, tüm diğer SINE'lerin 7SL RNA'dan değil de, tRNA'dan türediği düşünülüyor.

Geçtiğimiz haftalarda bioRxiv dergisinde yayımlanan yeni bir çalışma, domuzların bizim SINE'lerimize paralel şekilde evrimleşmiş olan özel bir SINE ailesine sahip olduğunu ortaya koydu. Amerika ve Çin'den araştırmacıların ortaklaşa yürüttükleri çalışmada, PRE-1 (domuzdaki tekrarlı DNA birimleri olarak düşünülebilir) olarak bilinen domuzgil SINE'lerinin de yüksek bir ihtimalle 7SL RNA'dan türediği raporlandı. Bu araştırma ile birlikte, 7SL RNA ürünlerinin çeşitlenme tarihi 80 ila 100 milyon yıl geriye ötelenmiş oldu. Dolayısıyla, 7SL RNA çeşitlenmesi ya da hibritleşmesi olaylarının zamanı, boreoeutherian adı verilen canlı grubunun (arkaik plasentalıların) Laurasiatheria ve Euarchontoglires gruplarına ayrılmasından önceki bir tarihe konumlandırılmış oldu.

Laurasiatheria, Pangea'nın (dünya kıtalarının ayrılmalarından önceki tek parça halleri olan süper tek kıta) iki parçaya bölündükten sonra, kuzeyde kalan Lavrasya bölgesinden yayılmış olduğu düşünülen plasentalı memelilerdir. Kardeş grup Euarchontoglires ise güney kıta Gondwana'lı Supraprimatlar'ı tanımlamaktadır. Genel kabul görmüş olan bu sınıflandırma, SINE ve SINE'lerin uzun benzerleri LINE'lerin bulunduğu büyük retrotranspozonların - yeri değişebilen (çevrilebilir/tersinebilir/hareketli) nükleik asit parçaları - geniş ailesi kullanılarak yapılmıştır.

İlk keşfi 1987'de yapılan Suidae PRE elemanları, eskidünya domuzgillerini tanımlamada kullanılan Suidae ismi ile anılmaktadır. PRE1 elementi 300 baz çiftinden oluşan polimorfik (çokbiçimli) girdi olarak tespit edilmişti (**). İlgili veri tabanlarını kullanarak primatlardaki Alu sekansları (DNA baz dizgeleri) ile bu 300 bazlık girdi sekansını karşılaştıran araştırmacılar, aradaki benzerliği ve ilişkiyi anlamaya çalıştı.

Benzer sekansların farklı veritabanlarında araştırılması ile yeni PRE-1 elementleri keşfedildi. RNA yapı Webserver'ları araştırmaları ile de PRE-1 RNA'nın bileşik ikincil yapısı da öngörülebildi. Tüm bu uğraşılar, eski domuzgillerin, primatların ana eleman oldukları bir aileye dahil edilebileceğini ortaya çıkardı. Araştırmacıları buna ikna eden etmen ise 7SL RNA'dan türetilmiş SINE'lerin - PRE-1 - genomik performanslarının gözlemlenmesi oldu.

Hibrid Orijinler Kuramı'nı ortaya atan Eugene McCarthy araştırma ile ilgili şunları söyledi: "SINE çalışmasında bazı insanlar, insan kökenlerinin hibrid teorisi bir şekilde kanıtlanmış gibi beni kutlamaya başladı. Nezaket gösteriyorlar ancak bu çalışma koca bir maçtaki ilk pozisyon niteliğinde. Evet, araştırma domuzların primatlara daha önce düşünülenden çok daha yakından akraba olduğunu ve dolayısıyla domuz ve şempanze arasındaki hibrid geçişin çok daha uygulanabilir ve geçerli olduğunu gösterdi. Ancak bizim çok eski bir domuz ve primat çaprazlanmasının devamı olduğumuz fikri, insan genomunun yalnızca SINE'lere dayanmayan daha geniş çaplı incelenmesini gerektirmektedir."

Notlar:

(*) 7SL RNA: Burada anlaşılması yeterli olacak bilgi, farklı RNA yapılarının sinyal taşıyıcı ve algılayıcı proteinlerin üzerinde (ribonükleoproteinler), bazı bilinen ve bilinmeyen mekanizmalarla DNA içine girdi üretebileceklerinin anlaşılmasıdır. 7SL RNA bu proteinlerin üzerinde bulunabilecek RNA parçalarından biridir. Örnek olarak 6s, 4.5S gibi entegre RNA'larda mevcuttur.

(**) - Elementin keşfedildiği tam lokasyon "insulin growth factor binding protein (IGFBP7)"nin geninin 5' ucundan -başlatıcı kodonun aynı yönlü ucundan itibaren 686~985 bazları arasındaki kısım.

Kaynak : Phys.org, "The hidden evolutionary relationship between pigs and primates revealed by genome-wide study of transposable elements"
< http://phys.org/news/2015-09-hidden-evolutionary-relationship-pigs-primates.html >

Referans: http://biorxiv.org/content/biorxiv/early/2015/08/31/025791.full.pdf

Ek Okuma: Hibrid Orijinler Kuramı ile ilgili ayrıntılı bilgi için şu yazıları inceleyebilirsiniz: