Yeni Genler İçin Eşeyli Üremeye Alternatif: Ortamdan DNA Almak

Eşeyli üremenin, farklı gen olasılıklarının ortaya çıkabilmesi için olmazsa olmaz olduğu düşünülür. Fakat durum tam olarak öyle değil.
Görsel Telif: Flickr/Specious Reasons, CC BY-NC

Eşeyli üremenin, farklı gen olasılıklarının ortaya çıkabilmesi için olmazsa olmaz olduğu düşünülür. Fakat durum tam olarak öyle değil. Eşeyli üremeye, tür içinde farklı özelliklerin ortaya çıkabilmesini sağlayacak genetik değişikliklerin oluşması için iyi bir yol olarak bakılmakla beraber, tek yol olduğu söylenemez. Örneğin rotifer (“tekerlekli” olarak Türkçeleştirilebilir) adı verilen mikroskobik su canlılarından bdelloid sınıfındaki 450 farklı tür, eşeyli üreyebilir oldukları halde ortada hiç erkek görünmüyor ve dişiler milyonlarca yıldır çiftleşmeden ürüyorlar; yani partenogenez yoluyla.

Rotiferler göllerde ve su birikintilerinde yaşar. 1mm’den ufak olan bu çok hücreli omurgasızlar, mikroskop altında pek sevimli görünürler. Çevrede, minik çarklı gemiler gibi gezinirler. Böyle görünmelerinin nedeni, başlarının etrafındaki uzantıların dönmesinden kaynaklanır. Bu hareket rotiferi ileri iterken, bir yandan da besin maddelerini ağzına doğru çeker. Çarkları kuruyacak olursa, rotiferler büzüşerek kuru bir tanecik durumuna girerler. Yıllarca bu halde kalabilir ve su ile temas ettiklerinde kuruluktan kurtulup yaşama devam ederler.

İşin ilginç yanı, DNA dizileme çalışması sonucunda bu bdelloid sınıfı canlıların, çiftleşme olmadığı halde aynı veya farklı türden rotiferlerden ve hatta mantar ve bakterilerden gen almış oldukları anlaşıldı. Peki acaba bu küçük canlılar neden eşeyli üremiyor ve buna rağmen genetik çeşitlilik sağlamayı sürdürebiliyor?

Çiftleşmenin Avantajı Var mı?

Çiftleşme aşırı derecede verimsizdir. Eşeyli üreyen hayvanlar bunu sağlayabilmek için çok fazla zaman ve enerji harcarlar. Üstelik ortada iki farklı cinsiyetin olması, bireylerin yaklaşık yarısının (erkek olanların) yavrulayamayacağı anlamına gelir.

Buna rağmen doğal seçilim, eşeyli üremeye de şans tanımıştır. Bunun nedenine ilişkin çok sayıda düşünce ortaya atılmış, fakat görüş birliğine varılamamıştır. En fazla kabul gören fikir ise yeni gen kombinasyonlarına izin vermesinden kaynaklandığını belirten görüştür. Bu sayede canlıların, değişen koşullara ayak uydurabilme olasılıkları artar. En önemlisi de, tüm bu yeni gen kombinasyonlarının, patojenlere “hareketli hedef” sunarak onlardan kaçış şansını yükseltmesidir.

Hayvanlarda Çiftleşme

Memeliler sadece eşeyli üremeye dayanarak çoğalabilir. Az sayıda sürüngen ve kurbağa türü, partenogenez ile çoğalır; yani dişiler, kendi genlerinin kombinasyonu olan yumurtalar yumurtlar. Fakat döllenmemiş yumurtalardan çıkan yavrular, sağlık açısından döllenmişlerden daha zayıftır.

Omurgasızların çoğu ise hem eşeyli, hem de eşeysiz üreme seçeneğine sahip olur. Ayrıca bazıları (örneğin yaprak bitleri) çevresel koşullara bağlı olarak, nadiren çiftleşir. Fakat eşeyli üremeye hiç başvurmayan tek örnek bdelloid rotiferlerdir.

Hollandalı bilimci Antonie van Leeuwenhoek’in yeni icat ettiği mikroskobunda bdelloid rotiferleri ilk gördüğünden bu yana geçen yüzlerce yılda, hiç kimse tek bir erkek bireye rastlamadı. Dişiler yumurtluyor fakat mayoz bölünme olmuyor. Dolayısıyla yumurtalar, annenin genomuna özdeş genomlar taşıyorlar.

Bdelloid rotiferlerin genomları oldukça tuhaf. Bir diploidden bekleyeceğiniz gibi her genden iki kopya var; ama birbirlerinden çok farklı. Bu da genleri ve genomları 60 milyon yıl önce farklılaşmış olan iki türün hibriti olarak ortaya çıktıklarına işaret ediyor. Homolog kromozomları farklı şekilde yeniden düzenlendiği için mayozda eşleşemiyorlar. Sonuç olarak bdelloid rotiferler 60 milyon yıldır çiftleşmiyor.

Rotiferler için Yeni DNA

Bdelloid rotifer genomunun dizilenmesi büyük bir sürpriz yaptı: Genlerin yaklaşık %8’i yabancıydı. Bu genlerin bazıları mantar ve bakterilere özgüydü ve rotifere toksinleri ya da değişik besin maddelerini parçalama becerisi kazandırmıştı. Rotiferler ile başka organizmalar arasında gerçekleşen bu “yatay aktarım” çok eskiden başlamıştı ve hala sürüyordu.

Yabancı DNA rotifer genomunun her yanına dağılmıştı. Peki oraya ulaşmayı nasıl başardı? Görünüşe bakılırsa kuruma, hücre zarındaki deliklerin DNA emmesini sağlıyordu. Kurumuş rotiferlerin hayata yeniden dönerken kullandığı DNA onarım mekanizması da, yabancı DNA’nın rotiferin genomuna karışmasını sağlıyordu.

Daha sıradışı olan durum ise diğer rotifer bireylerinden ya da türlerinden gelen DNA’ların nasıl kullanıldığı. Bunlar genom içinde öyle herhangi bir yere yerleşmiyorlar. Uygun DNA dizilimine göre sıralanıp, öyle yerleşiyorlar. Yani belli bir genin yeni hali, eskisinin yerini alıyor; tıpkı eşeyli üremede olduğu gibi.

Bakteriler de Yapabiliyor

Ortamdan DNA alıp kullanmak sadece rotiferlere özgü bir yetenek değil. Bakteriler, genetik olarak özdeş hücrelerin klonlarını yapmak için bu birleştirme yöntemi ile çoğalabiliyor. Ancak bir başka bakteriyel diziden DNA alabiliyorlar ve varolan genin yerine koyup, doğada değişik bir protein ifade ediyorlar. Bu “DNA dönüşümü” genlerin DNA’dan yapıldığına ilişkin ilk kanıtı sağlamıştı.

DNA dönüşümü, bakterilerin farklı genler için kullandığı numaralardan sadece biri. Bundan başka, yabancı bakteriyel genlerden, virüslerin yaptığına benzer şekilde de küçük paketler alabiliyorlar. Bazı bakteriler ise uzun DNA moleküllerini, hatta bazen tüm genomu, tüp benzeri yapılarla değiş-tokuş edebiliyorlar. Bu yollarla, eşeyli üremeyen canlılar da gen havuzlarını zenginleştirebiliyor.

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