Mitokondriyal DNA Neden Yalnızca Anneden Gelir?

Kapak Görseli: Döllenme sırasında mitokondrinin parçalanma süreci. Credit: Q. Zhou et. al Muhtemelen birçok akrabanız annenize ya da babanıza ne kadar benzediğinizle ilgili sıklıkla konuşur, fakat ger..
Görsel Telif:

Kapak Görseli: Döllenme sırasında mitokondrinin parçalanma süreci. Credit: Q. Zhou et. al

Muhtemelen birçok akrabanız annenize ya da babanıza ne kadar benzediğinizle ilgili sıklıkla konuşur, fakat gerçekte ise; gözlerinizi belki babanızdan almış olabilirsiniz ancak babanızdan ziyade annenizin daha fazla genini taşıyorsunuz.

Dünya üzerindeki her bir birey için geçerli olan bu durumun basit bir nedeni var. Hücrelerinizde minik organeller bulunur ve her birinin çeşitli görevleri vardır. Bu organellerden birisi de mitokondridir ve mitokondriler yalnızca anne bireyden kalıtılır. Uzunca bir süredir bilim insanları biyolojide bir gizem gibi bekleyen mitokondrilerin neden yalnızca anneden yavruya geçtiğine dair kesin bir açıklama yapamıyorlardı.

Fakat, University of Colorado’dan bir araştırma ekibi Science ‘da yayımlanan çalışmalarında; baba genlerinin bu garip eksikliğine dair bir ipucu bulduklarını ileri sürüyor.

Mitokondrileriniz olmadan yaşayamazsınız, çünkü mitokondriler hücrelerinizin enerji üreten santralleridir ve yediğiniz şeyleri bir takım kimyasal tepkimeler aracılığıyla hücreleriniz için gerekli olan enerjiye dönüştürür.

Ve mitokondrilerin evrimsel süreçte oldukça garip bir serüvenleri vardır. Bundan yaklaşık 1,5 ila 2 milyar yıl önce, mitokondriler aslında bağımsız yaşayan organizmalardı. Yani hücrelerinizdeki bu şeylerin bir zamanlar kendi hayatları vardı.

Evrimsel süreçte, bütün mitokondrilerin atası ise bir başka bakteri tarafından yutulmuş bir tür bakteridir. Bu bakterinin (mitokondri) yutulması da ökaryot hücrelerin ortaya çıkmasına sebep olmuştur. Ökaryot ise zarla çevrili organelleri ve bir çekirdeği yapısında bulunduran organizmadır ve günümüzdeki bütün bitkiler, hayvanlar, mantarlar ökaryotik canlılardır.

Bağımsız bakteri olarak yaşadığı evrimsel geçmişinde, mitokondriler kendi genomlarını (mitokondriyal DNA ya da mtDNA) kaybetmediler. Her hücre mtDNA‘nın birçok kopyasını içerir ve mitokondriler hücre içerisinde serbest halde kendi kendilerini kopyalayabilir.

Araştırma ekibi; Caenorhabditis elegans isimli bir kurtçuk sperminin yumurta dölleme anında transfer olan mitokondri davranışını gözlemlediler.

Ekip, spermden gelen mitokondri dışarıya çıktıkça yumurtaya transfer olmadan önce kullanılmaz hale geldiğini izlediler. Bu da şunu gösteriyordu; spermde bulunan CPS-6 isimli bir protein, mitokondriyal DNA’nın parçalara ayrılmasına ve mitokondrinin işlevsiz hale gelmesine sebep oluyordu.

Parçalara ayrılmış hücrelerin temizlendiği ve yeni sağlıklı hücreler için yol açıldığı bir süreç olan otofaji ile babadan gelen mitokondri atıkları embriyonik hücrenin dışına atılır.

Ekip, mitokondriyal DNA‘nın embriyo içerisinde bulunması gerekenden daha uzun süre boyunca bulunduğunda, ölmelerinin daha muhtemel olduğu ve bunun da CPS-6 proteini ile otofaji sürecinin embriyo canlılığını sağlamak için beraber çalıştığını ortaya koyduğu bulgusuna ulaştılar.

Araştırmacılar; bu durumun kancalı kurt –ve insanlar gibi diğer organizmalar– için fazladan baba DNA’sının uzaklaştırılmasının evrimsel bir avantaj olduğunu düşünüyorlar.

Elbette ki, bu varsayım insanlarda da gözlemlenene kadar kanıtlanmış sayılmaz, fakat biz insanlar da CPS-6 benzeri bir protein üretiyoruz ve tıpkı kurtçuklarda olduğu gibi bizde de bu protein otofaji sürecinde benzer rolü oynuyor. Dolayısıyla, insan embriyosunda da neler olduğunu anlayabilmemiz için iyi bir fırsat ortaya çıkıyor.

Peki, vücut neden babadan gelen mitokondriyi yok ediyor olabilir? İşte bu konu henüz tam olarak bilinmiyor ancak araştıramcıların bir hipotezi var: Paternal (baba) mitokondri, maternal (anne) mitokondriye kıyasla daha fazla mutasyon potansiyeli taşıyor. Yani evrimsel olarak adlandırırsak, paternal mitokondriyi uzaklaştırmak daha avantajlı. Çünkü, eğer ki; mutasyonlu paternal mtDNA yok edilmez ise, mutasyonlar nesiller boyunca taşınır.


Kaynaklar:
– Duhaime-Ross, A. “Sperm self-sabotage to make sure mothers have a bigger influence on DNA.” TheVerge. http://www.theverge.com/2016/6/23/12008202/genetics-parental-dna-father-passes-on-less-roundworm-sperm-study (Reached on 2016, June 27)
– Hamers, L. “Scientists find clue to why mitochondrial DNA comes only from mom.” ScienceNews. https://www.sciencenews.org/article/scientists-find-clue-why-mitochondrial-dna-comes-only-mom (Reached on 2016, June 27)
– “Mitochondrial endonuclease G mediates breakdown of paternal mitochondria upon fertilization.” Science. http://science.sciencemag.org/content/early/2016/06/22/science.aaf4777 (Reached on 2016, June 26)
– Crew, B. “Scientists are finally figuring out why you only get mitochondrial DNA from your mum.” http://www.sciencealert.com/scientists-are-finally-figuring-out-why-you-only-get-mitochondrial-dna-from-your-mum (Reached on 2016, June 27)

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