Yeni Yarı-Sentetik Organizma Doğada Hiç Görmediğimiz Moleküller Yapabiliyor

Bilim insanları DNA yapı taşlarını genişleterek, doğada daha önce hiçbir biçimde gözlemlenmemiş tamamen yeni bir biyolojik bileşik üretebilen yarı-sentetik kararlı bir organizma yarattı. Nature‘..
Görsel Telif: ktsdesign/Shutterstock

Bilim insanları DNA yapı taşlarını genişleterek, doğada daha önce hiçbir biçimde gözlemlenmemiş tamamen yeni bir biyolojik bileşik üretebilen yarı-sentetik kararlı bir organizma yarattı.

Nature‘da 29 Kasım (2017) tarihinde yayımlanan araştırmada üretilen yeni canlı-formunun 6 nükleotidden oluştuğuna değiniliyor ve işler tam da bu noktada garipleşiyor. Çünkü Dünya üzerinde yaşayan bütün organizmaları oluşturan DNA, dört temel nükleotid diziliminden oluşur.

Üretilen bu yarı-sentetik organizma, hemen hemen hepimizin bildiği dört nükleobazdan (adenin, sitozin, timin ve guanin) yapılı durumda fakat organizmada fazladan iki tane de doğal olmayan nükleotid bulunuyor. Bu nükleotidler, DNA taban çiftlerini etkili bir biçimde oluşturmak için iki ek harf –X ve Y– sağlıyor. Böylelikle de DNA’nın sarmal yapısını bir arada tutan bir merdiven desteği ihtiva edilmiş oluyor.

Aynı araştırmacılar tarafından 2014 yılında yürütülen bir çalışmada, ekip, bu türde bir sentetik DNA baz çifti oluşturmuştu ve bunu değiştirilmiş bir E. coli bakterisi formuyla da birleştirebilmişti. Böylelikle de, ilk kez DNA “alfabesine” ekstradan harf eklenmiş bir canlı organizma yaratılmış oldu. Fazladan bu harflerin eklenmesi, genetik kodun, teorik olarak yeni türde biyolojik süreçleri mümkün kılabileceği anlamı geliyordu. Fakat ortada aşılması gereken bir sorun vardı: Kararlılık. Yarı sentetik organizma doğal olmayan nükleotidlerini tutmaya çalışırken, onları hücre bölünmesi sırasında tutamıyordu. Ancak, yarı-sentetik bir organizma gerçekten bir organizma olabilmesi için genomunu bütün yaşamı boyunca kararlı bir biçimde koruyabilmelidir.

Geçici bir çözüm olarak, araştırmacılar, yarı sentetik organizmanın DNA’sını doğal olmayan X ve Y baz çifti üzerinde başarıyla tutmanın bir yolunu geliştirdi. Geliştirilen yöntemde daha iyi bir DNA replikasyonunu sağlamak için; yeni bir nükleotid taşıyıcı, optimize edilmiş bir Y molekülü ve CRISPR-Cas9‘dan faydalanan rafine edilmiş bir mühendislik sistemi kullanıldı. Elde edilen sonuç, “DNA Alfabesinde 6 Harf Olan Yaşam Formu Üretildi” başlığıyla Ocak (2017) ayında sitemizden duyurulmuştu.

Görsel Telif: Dennis Sun / Mezarque Design

29 Kasım’da (2017) yayımlanan çalışmada, araştırma ekibi, doğal olmayan X ve Y nükleotidlerini, doğal A, C, G ve T nükleotidleriyle aynı verimlilikle kopyalayabilen ve ifade edebilen yarı sentetik bir bakteri ile bu tipte bir moleküler kararlılık noktasında ilerlemeler kaydettiğini duyurdu.

Yeni bir transkrispsiyon süreci aracılığıyla, organizma, kanonik (standart) olmayan aminoasitleri (ncAAs) içeren proteinleri sentezleyebilir ve bu süreç, hidrojen bağlarına daha az bağlı olan moleküllerin kopyalanmasında yeni yolların gelişmesine ışık tutabilir.

Araştırma makalesinde, bilgi depolamanın ve geri çağırılmanın her adımı için doğal baz çiftlerinin merkezi olan hidrojen bağlarının, en azından kısmen tamamlayıcı paketleme ve hidrofobik kuvvetler ile değiştirilebileceğine değiniliyor. Böylece de yeni şifre çözme mekanizmalarına rağmen, doğal olmayan kodonlar tamamen, doğal kod parçalarının olduğu kadar verimli bir şekilde çözülebilir.

Doğal olmayan baz çiftlerinin belirsiz birleşimleri ve kararlılıkları sayesinde, ortaya çıkan yan ürünler, doğada daha önce hiç görmediğimiz yeni nesil yarı sentetik olarak türemiş proteinlerin ilkidir. Araştırmacılar, yalnızca iki doğal olmayan kodonun kod çözümünü inceledi, ancak doğal olmayan baz çiftinin bunlarla sınırlı olma olasılığı düşüktür. Dolayısıyla, rapor edilen bu yarı-sentetik organizma, muhtemelen doğal organizmalar için mevcut olmayan geniş şekil ve işlevlere erişebilen yeni yarı sentetik bir yaşam biçiminin ilk örneği olacaktır.

Her ne kadar şu an bir belirsizlik sunsa da gezegenimizdeki yaşamın karmaşıklığı konusunda ileriye doğru yeni bir adım daha atılmış oldu.


Kaynak ve İleri Okuma:
-A semi-synthetic organism that stores and retrieves increased genetic information. Nature, (2017). https://www.nature.com/articles/nature24659
-Semi-synthetic organism: Scientists create first living organism that transmits added letters in DNA ‘alphabet’.” ScienceDaily. www.sciencedaily.com/releases/2014/05/140507132129.htm (accessed November 29, 2017)
-New Semi-Synthetic Organism Can Make Molecules We’ve Never Seen Before. ScienceAlert. http://www.sciencealert.com/new-semi-synthetic-organism-can-make-molecules-we-ve-never-seen-before-dna-unnatural (accessed November 29, 2017).
-DNA Alfabesinde 6 Harf Olan Yaşam Formu Üretildi. Bilimfili.com https://bilimfili.com/dna-alfabesinde-6-harf-olan-yasam-formu-uretildi/


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