Alfabesinde 8 Harf Olan DNA Molekülü Üretildi

Yeni moleküler sisteme Japonca "sekiz harfli DNA" anlamında "haçimoji DNA" adı verildi.
Görsel Telif: Millie Georgiadis/ Indiana University School of Medicine

Florida’daki Uygulamalı Moleküler Evrim Kuruluşu’ndan Steven Benner liderliğinde bir bilim ekibi, NASA’nın desteğiyle gerçekleştirdikleri bir çalışma kapsamında, DNA’ya benzeyen yeni bir enformasyonel moleküler sistem üretmeyi başardı. DNA’daki 4 nükleotite ek olarak 4 başka nükleotit daha içeren yeni moleküler sisteme Japonca “sekiz harfli DNA” anlamında “haçimoji DNA” adı verildi. Texas Üniversitesi Austin Yerleşkesi ve Indiana Üniversitesi Indianapolis Yerleşkesi Tıp Okulu laboratuvarlarından bilimcilerin ve Michigan’daki Ann Arbor’da bulunan DNA Software yazılım şirketi çalışanlarının katkıda bulunduğu çalışmayı özetleyen makale Science dergisinde yayımlandı.

Haçimoji DNA, tıpkı normal DNA gibi bilgi depolayıp iletebilen bir moleküler sistem olması dolayısıyla, evrenin başka yerlerinde oluşmuş olabileceği düşünülen farklı yaşam biçimleri tarafından kullanılabilme potansiyeli taşıyor. Sekiz harfli bu DNA’yı sentezleyen araştırmacılar, haçimoji DNA’nın yeni bir yaşam formu değil, sadece yeni bir moleküler sistem olduğunu vurguluyor.

DNA’nın bilgi depolamasını sağlayan genetik kod 4 harflidir: adenin, sitozin, guanin, timin. Haçimoji DNA, normal DNA’daki bu dört standart baza (A-T, G-S)  ilaveten, dört başka baz (S-B, P-Z) daha içerebiliyor. Ortaya çıkan yapı ise yine çift sarmallı oluyor. Orijinal nükleotitleri model olarak kullanarak dört yeni nükleotit geliştirmek için bilimciler temel kimya ilkelerine güvendi. Böylece orijinallerin büyüklüğüne ve biçimine uyan yeni genetik harfler üretebildiler. Ekip, bu yeni sekiz harfli genetik sistemin, canlılık için gereken beş koşulun dördünü sağladığını belirtiyor: bilgi, depolama, bilgi aktarma (ekip, yapay DNA’larının yazımını yapabilen bir de sentetik RNA molekülü geliştirdi), seçilim ve evrilebilirlik. Beşinci gereklilik ise öz-sürdürülebilirlik yani “sistemin gidip kendi yiyeceğini bulabilmesi,” diye açıklıyor Benner. Ürettikleri genetik sistem henüz o noktada değil. Bir organizmanın içinde değil, bir test tüpünde bulunuyor.

Yapay DNA nükleotitlerin sentezlenmesi aslında ilk kez olan bir şey değil. Geçmiş yıllarda konu ile ilgili yoğun çalışmalar yapılmış ve yapay nükleotit sentezi gerçekleştirilmişti. Son çalışmada 4 tane yeni bazın bulunması ve bunların normal DNA bazları ile birlikte sekiz harfli yeni bir genetik kod oluşturabildiğinin gösterilmesi, dünya dışı yaşamın sahip olabileceği değişik genetik kodlama sistemleri olasılığını bir kez daha akla getiriyor. Ayrıca ileride her tür verinin depolanması için bu tür sentetik moleküllerin kullanılabileceği belirtiliyor.

Peki acaba kodun bu şekilde genişletilmesi DNA’yı daha iyi hâle getirebilir mi? Daha fazla harfe sahip olmak, kuramsal olarak doğada varolmayan yepyeni moleküllere olanak tanıyabilir. Böyle moleküllerden bazıları yeni malzemelerin geliştirilmesini, hastalıkların tanılanmasını veya yeni ilaçların geliştirilmesini sağlayabilir. Dört harfli bir alfabe bize 20 amino asit (proteinlerin yapı taşı) üreten 64 olası kodon verirken, altı harf 256 kodon, sekiz harf ise 4.096 kodon verebilir. Ama haçimojiyi okuyup yeni işlevleri olan sentetik proteinler inşa etmeye muktedir hücresel mekanizma üretilene kadar, bu büyük ölçüde anlamsızdır. (Bkz. DNA Şifresinin Sözcükleri: Kodonlar)

Aynı şekilde 20.yy’ın ortalarında kimyacılar, doğal olarak ortaya çıkan maddeleri (örneğin küf kabından penisilin veya Pasifik porsuk ağacının kabuğundan paklitaksel) alıp, onları insan vücunda daha iyi işleyecek şekle getirmeyi denediler; biyokimyacılar ise aynı şeyi proteinler için yapma çabasındaydı. Daha fazla yapıtaşı ve evrimi yönlendirecek yeni tekniklerle, bilimciler vücudumuzdaki 20 amino asitin mümkün kılamayacağı avantajlı özellikleri proteinlere verebildi. 20 amino asiti kerpiç (kil tuğla) olarak düşünebilirsiniz; iki katlı ev inşası için harikadır ama onlarla gökdelen yapılmaz.

Andrew Ellington gibi biyokimyacılar da bu noktada devreye girer. Ellington’un Texas Üniversitesi’ndeki laboratuvarında, haçimoji DNA’yı RNA’ya dönüştürebilen enzimler evrildi; yani bir protein yapmanın ilk adımı atıldı. Ellington, Benner ve çalışma arkadaşları, bu enzimleri kullanarak, ıspanakta bulunan bir dizilime benzeyen ve küçük bir moleküle bağlandığında doğal karşılığı gibi yeşil parıldayan bir sentetik RNA ipliği yaptı. Benner ayrıca petri kabında meme kanseri hücrelerini ve karaciğer tümörlerini arayıp bağlanan haçimoji RNA da yaptıklarını ekliyor. Uzun vâdede, haçimojinin kanser, virüs ve hatta çevresel toksin saptamada kullanışlı olduğunun anlaşılacağını düşünüyor.



Kaynak ve İleri Okuma

Etiket
  • Projelerimizde bize destek olmak ister misiniz?
  • Dilediğiniz miktarda aylık veya tek seferlik bağış yapabilirsiniz.
  • Destek Ol
Yorum Yap (0 )

Yorum yapabilmek için giriş yapmalısınız.

Bunlar da ilginizi çekebilir

Bağış Yap, Destek Ol!
Projelerimizde bize destek olmak isterseniz,
Patreon üzerinden
bütçenizi zorlamayacak şekilde aylık veya tek seferlik bağışta bulunabilirsiniz.
E-Bülten Üyeliği
Duyurulardan e-posta ile
haberdar olmak istiyorum.
Reklam Reklam Ver
Arşiv