Tek Bir Mutasyon Çok-Hücreliliğin Evrimi İçin Yeterli Olabilir

600 milyon yıldan fazla bir süre önce tek bir mutasyon gerçekleşti ve bu rastgele olay ile tek hücreli atalarımızın, organize ve çok hücreli organizmalar oluşturmalarını sağlayan yeni bir protein fonk..
Görsel Telif:

600 milyon yıldan fazla bir süre önce tek bir mutasyon gerçekleşti ve bu rastgele olay ile tek hücreli atalarımızın, organize ve çok hücreli organizmalar oluşturmalarını sağlayan yeni bir protein fonksiyonu ortaya çıktı. University of Oregon’dan biyokimyacı Ken Prehoda’nın laboratuvarında yürütülen bir takım moleküler ‘zaman yolculuğu’ çalışmaları ile üretilen senaryo bu.

Mutasyon ve mutasyonun protein interaksiyonlarında sebep olduğu değişiklik detayları ve sonuçları ile birlikte eLife’ta yayımlandı.

Araştırma bilim insanlarının kafasını kurcalamakta olan evrimle ilgili bir takım sorulara yardımcı olması bakımından büyük bir önem taşıyor. Araştırma ayrıca protein etkileşiminin azaldığı veya yok olduğu, böylelikle hücrelerin diğerleri ile iletişimini kopararak tek başlarına yaşadığı bilinen bir takım hastalıklarla ilgili (kanser de dahil olmak üzere) her açıdan çalışmalar için de önemli ipuçları barındırıyor.

Mutasyonlar hem iyi hem kötü sonuçlara veya ikisinin kombinasyonuna yol açabilirler. Mutant olsun olmasın tüm proteinler de vücudumuzda hep yapı malzemesi hem de metabolizma başta olmak üzere tüm işe koşturan moleküllerdir.

Prehoda bu temel üzerine şu soruları soruyor : ” Bir görevi yapan bir protein başka bir görevi yapacak biçime nasıl evrimleşir? Hücrelerin organize biçimde bir arada çalışmalarını sağlayan kompleks sistemler, ihtiyaçları olan birçok farklı proteini nasıl evrimleştirir? ” Aslında tüm bunlar çok basit birkaç mutasyonla bile gerçekleşebilecek şeyler iken, Prehoda öncülüğünde yürütülen araştırmadaki çok hücreli organizmaların oluşmasını da sağlamış olan protein etkileşiminin ortaya çıkması için tek bir mutasyon yeterli olmuştu.

Araştırma için Prehoda’nın ekibi, University of California, Berkeley’den Nicole King’in grubunun yardımı ile koana-kamçılıları olarak bilinen -choanoflagellates- üzerinde çalıştı. Bu canlı grubu tek hücreli ve özgür yaşayan organizmalardan oluşmakta ve bu organizmaların bugün yaşayan hayvanların tek hücreli yaşam döneminden en yakın akrabaları oldukları düşünülüyor. Bu sünger benzeri yaratıklar hücreden dışarı doğru uzanan kamçılara sahipler ve bu organelleri ile hareketlerini , besin toplama işlerini gerçekleştiriyorlar. Koana-kamçılılar hem tek başlarına tek-hücreli hem de çok-hücreli koloniler biçiminde yaşayabiliyor.

cok-hucreli-canlilar-tek-bir-mutasyonla-olustu-bilimfilicom

Yandaki görselde bölünmekte olan  choanoflagellate tek hücrelisinin flüoresan mikrograf görüntüsü (üstte) bulunuyor. DNA’sı mavi renkte, kamçısı ve mitotik iğciği yeşil renkte görülüyor. Alttaki parçada ise küçük bir choanoflagellate kolonisini görmek mümkün. Yine burada da üstte görünen hücre bölünme aşamasında. Prehoda’nın laboratuarı bu inceleme ile hayvanlarda organize çok hücrelilik durumunun evrimleşmesinde flajella (kamçı) ile bölünme oryantasyonunun önemli rolleri olabileceğini öne sürüyor.

Araştırmada ayrıca choanoflagellate kamçılarının çok-hücreli kolonilerin organizasyonu için kritik olduğu buradan yola çıkarak da tek hücreli atalarımızdan çok hücreli hale belki de bu kamçılar sayesinde geçilmiş olduğu belirtildi.

Prehoda’nın ekibi, kamçıların rolünün tek hücrelilerde bir enzimi kodlayan genin duplikasyonu ve sonuçta oluşan bu gen kopyalarından birinin tek bir mutasyon ile yeni yapılan hücreleri organize etme ve ayarlama yeteneği kazanması sonucu daha az önemli hale gelmiş olabileceğini öne sürüyor. Mutasyonun ürünü bu protein alanı bugün tüm hayvan ve hatta hayvanların yakın akrabası olan bazı tek hücrelilerin genomlarında ortak olarak bulunuyor.

Prehoda’nın açıklaması ise şöyle : ” Bu mutasyon bir proteinin fonksiyonunu dramatik biçimde değiştiren ve tamamen farklı bir görevi gerçekleştirmesini sağlayan basit bir değişiklikten ibaret. Hayvanların bu mutasyonlara çok düşkün olduklarını söyleyebilirsiniz çünkü hücrelerimizde onlardan tam 70 tanesini barındırıyoruz.”


Kaynak : Douglas P Anderson, Dustin S Whitney, Victor Hanson-Smith, Arielle Woznica, William Campodonico-Burnett, Brian F Volkman, Nicole King, Kenneth E Prehoda, Joseph W Thornton. Evolution of an ancient protein function involved in organized multicellularity in animals.eLife, 2016; 5 DOI: 10.7554/eLife.10147


Bu içerik BilimFili.com yazarı tarafından oluşturulmuştur. BilimFili.com`un belirtmiş olduğu “Kullanım İzinleri”ne bağlı kalmak kaydıyla kullanabilirsiniz.

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