İsveç’teki Karolinska Enstitüsü’nde yapılan yeni bir çalışma, insan genetik kodundaki “gramerin” dünya üzerinde konuşulan en karmaşık dilden bile daha karmaşık olduğunu ortaya koydu. Nature'da yayımlanan bulgular, insan genomunun çözülmesinin neden zor olduğunu açıklamamıza ve genetik farklılıkların bireysel düzeyde hastalık geliştirme riskini nasıl etkilediğinin daha iyi anlamamıza katkıda bulunuyor.

Basitçe genom, bir organizmanın oluşması ve yaşamını sürdürmesi için gerekli olan tüm bilgiyi barındırır. Aynı zamanda da diyabet, kalp hastalıkları ve kanser gibi yaygın hastalıkların oluşma risklerinin detaylarını da içerir. İnsan genomunu okuma ve anlama becerimizi geliştirebilirsek, çok sayıda hastalıkta hızla biriken genomik bilgileri tıbbi amaçlı olarak faydamıza kullanabiliriz

İnsan genomunun 2000 yılında diziliminin tamamlanması, insan genomunun oluştuğu 3 milyar A, C, G ve T harfinin nasıl sıralandığını ortaya koymuştu. Fakat harflerin yalnızca dizilimini bilmek, genomik bulguları tıbbi yarara döndürmek için yeterli değildir; buna ek olarak harflerin diziliş anlamının da bilinmesi gerekiyor. Diğer bir deyişle, genom dilinin “sözcük” ve “dilbilgisi” olarak çözümlenmesi gerekiyor.

Vücudumuzdaki hücreler neredeyse aynı genomlara sahiptir, fakat farklı hücrelerde farklı genlerin aktif olmasından (ifade edilmesinden) dolayı, farklı işlevlere sahip hücrelere sahip olabiliyoruz. Her genin nerede ve ne zaman ifade edileceğine dair yönergeler, gendeki düzenleyici bölgede bulunmaktadır. Bu gen düzenleyici kod, transkripsiyon faktörü adında belli “DNA kelimeleri”ne bağlı olan ve ilgili bölgenin ekspresyonunu azaltan ya da artıran proteinler tarafından okunur.

Karolinska Enstitüsü’ndeki araştırmacılar, çoğu DNA kelimelerini tekli transkripsiyon faktörleri ile tespit etmişlerdi. Ancak tıpkı insanların konuştuğu doğal bir dil gibi, DNA sözcükleri de çoklu transkripsiyon faktörleri ile okunabilen bileşik kelimeler oluşturacak şekilde bir araya gelebiliyor. Ne var ki, bu tarz bileşik kelimeleri okuyabilecek mekanizma daha önce test edilmemişti. Bu yüzden araştırmacılar, Nature’da yayımlanan son çalışmalarında transkripsiyon faktörü çiftlerinin bağlanma tercihlerini inceliyor ve bağlandıkları bileşik DNA sözcüklerinin sistematik bir haritasını çıkarıyor.

Ekibin analizleri de, genetik kodun gramerinin en karmaşık insan dilinden daha da karmaşık olduğunu ortaya koyuyor. Bu bileşik DNA kelimeleri, basitçe aradaki boşluğun silinip iki kelimenin birleştirilmesi yerine; değişime uğrayarak bir araya geliyor, bu durum da yepyeni "kelimelerin" ortaya çıkmasına sebep oluyor. Yürütülen çalışma, genlerin normal gelişimdeki ve kanser sürecindeki işleyişlerini anlamamızı sağlayarak pek çok kelimeyi tespit etti. Elde edilen sonuçlar, gen ifadesini kontrol eden genetik kodu çözmenin yolunu da açmış oldu.

Konuyla ilgili olarak, Sam Kean'ın "Bitmeyen Keşif: DNA" adlı kitabından bir bölümü de ekliyoruz:

"Matematiğin Zipf yasası adındaki ve ilk kez bir dilbilimci tarafından bulunmuş olan alanıyla da DNA’nın ilişkisi bulunur. (…) Zipf yasasına göre, bir dilde en çok görülen sözcük, ikinci en çok görülen sözcükten aşağı-yukarı iki kat, en sık rastlanan üçüncü sözcükten hemen hemen üç kat, yüzüncü sözcükten yüz kat vb. daha fazla kullanılır. (…) Zipf 1950’de öldükten sonra, bilimciler bu yasanın kanıtlarına çok çeşitli yerlerde rastladılar. Müzikte, nüfus yoğunluğuna göre kent sıralamalarında, gelir dağılımlarında, soyu tükenen türlerde, deprem büyüklüklerinde, resimlerde, çizgi romanlarda farklı renklerin kullanılma oranlarında ve daha birçok yerde. Her seferinde, her sınıflandırmadaki en büyük ya da en sık görünen öğe, ikincinin iki katıydı, üçüncünün üç katıydı vb. (…) Elbette DNA’nın Zipf yasasına uygun olduğu ilk bakışta aşikar değildir; en azından Batı dillerini konuşanlar için. Çoğu dilin tersine, DNA’da sözcükleri birbirinden ayıracak belirgin boşluklar yoktur. Dur durak olmadan devam eden harf dizileri, daha ziyade aralığın, duraklamanın ya da herhangi bir noktalama işaretinin olmadığı eski metinlere benzer. Amino asitleri kodlayan baz üçlülerinin “sözcük” görevi gördüğünü düşünebilirsiniz, ancak ayrı ayrı görülme sıklıkları Zipf yasasına uygun görünmez. Bilimciler Zipf’i bulmak için bunun yerine “üçlü grupları”na bakmak zorunda kaldı ve yardım için beklenmedik bir kaynağa başvurdu: Çince arama motorları. Çincede bitişik semboller birbirlerine bağlanarak birleşik kelimeler oluşturur. Bu nedenle, Çince bir metin ABCD diye okunuyorsa, arama motorları anlamlı yığınlar bulmak için kayan bir “pencere” kullanabilirler: önce AB, BC ve CD; sonra ABC ve BCD. Kayan pencere kullanmanın DNA’da anlamlı yığınlar bulmak için iyi bir strateji olduğu anlaşıldı. DNA kimi ölçütlere göre, yaklaşık 12 bazlık gruplar hâlinde değerlendirildiğinde bir dili andırıyor ve Zipf yasasına uygun görünüyordu. O halde genel olarak DNA’daki en anlamlı birim üçlü değil, birlikte iş gören dört adet üçlü olabilir; buna da dodekahedron deseni denir."

---

Kaynak ve İleri Okuma:
-DNA-dependent formation of transcription factor pairs alters their binding specificity. Nature. November, 2015. http://go.galegroup.com/ps/anonymous?id=GALE%7CA463708944

-Complex grammar of the genomic language. EurekAlert. https://www.eurekalert.org/pub_releases/2015-11/ki-cgo110515.php (accessed August 1, 2017)

- Bitmeyen Keşif: DNA, Sam Kean. ISBN: 9786055029081

---