Gece Modu

Bu yazının içerik özgünlüğü henüz kategorize edilmemiştir. Eğer merak ediyorsanız ve/veya belirtilmesini istiyorsanız, gözden geçirmemiz ve içerik özgünlüğünü belirlememiz için [email protected] üzerinden bize ulaşabilirsiniz.

Evrimin önemli fakat keşfedilmemiş bir bölümünü mercek altına alan Scripps Araştırma Enstitüsü’nden (SAE) bilim insanları, önemli bir proteinin yüz milyonlarca yıldır moleküler yapısındaki değişimler yoluyla değil de büyük oranda kendi hareketlerinin (devinimlerinin) değişimiyle evrimleştiğine dair kanıtlar sundular. Çalışma sadece protein evrimi hakkında görüşler sunmakla kalmayıp, araştırılan proteini hedef alan antibiyotiklerin ve ilaçların gelişimi için de katkıda bulunmakta.

“Proteinler yapıları ve devinimleri olan makinelerdir.” diyor SAE profesörü Peter E. Wright. “Biz proteinlerin yapısal değişim yoluyla evrimleştiğini biliyorduk, ancak proteinlerin dinamiklerindeki değişimlerle de evrimleştiklerini bugüne kadar bilmiyorduk.”

Yeni çalışma Nature Yapısal ve Moleküler Biyoloji (Nature Structural and Molecular Biology) dergisinde 29 Eylül 2013’te yayınlandı ve neredeyse tüm organizmalarda bulunan, DNA sentezi için çok önemli bir enzim olan dihidrofolat redüktaz (DHFR) üzerine yürütüldü. DHFR molekülü ayrıca antibiyotiklerin, kanser ve sıtma ilaçlarının hedef molekülü durumunda.

Aile Ağacı

Wright ve laboratuarı, DHFR hakkında daha çok bilgi sahibi olarak bilim insanlarının bu molekülü daha verimli bir şekilde hedef alabilmelerine ve ilaçlara karşı direnç oluşumunu daha iyi önlemeye katkıda bulunmayı amaçlıyor. 2011 yılında Science dergisinde yayınlanan bir çalışmada, Wright ve arkadaşları yaygın bir bakteri olan E.coli’deki DHFR enziminin dinamiklerinin, katalitik (yıkımsal) işlevler için hayati olduğunu gösterdi. Araştırmacılar bu yeni çalışmada, E. coli ve insan DHFR moleküllerinin dinamiklerini karşılaştırdı ve analiz etti. Sonuç olarak, çağlar boyunca ayrılmış evrimlerine rağmen, insan ve bakteri enziminin atomik düzeydeki yapılarının çok benzer kaldıkları gözlendi.

Çalışmacılar enzimin bu iki çeşidinin özelliklerini belirlemede X ışını kristalografisi ve nükleer manyetik rezonans gibi yöntemler kullandı. Ayrıca DHFR molekülünün amino asit dizileri analiz edildi ve çeşitli koşullarda in vitro ve hücrelerdeki enzim işlevleri değerlendirildi. Ayrıca enzimin yüksek organizmalara evrimleşme yolundaki macerasını daha iyi anlamak adına bakteri ve insandan alınan örneklerine ilâve olarak başka türlerden de DHFR enzimi örnekleriyle çalışıldı. 

Çalışmanın başyazarı Gira Bhabha, “Çalışmaya başladığımızda, dinamiklerin nasıl farklı olduklarının ortaya çıkacağını ve enzim ailesinin atomik düzeydeki devinimlerinde evrimsel bir yolak olabileceğini hayal etmemiştik.” diyor. Bhabha, çalışma süresinde SAE’de doktora öğrencisiyken şimdi Kaliforniya Üniversitesi San Francisco’da doktora sonrası araştırmacı.

E.coli’deki DHFR enzimi bağlandığı moleküllere tutunmak ve onları serbest bırakmak için aktif bölgesindeki esnek amino asit tokalarını kullanıyor. İnsandaki enzim, bakterideki karşıtıyla kıyaslanacak olursa daha zarif, verimli ve temelde farklı bir mekanizmayla hareket ediyor. “İnsandaki enzimin baskın devinimi, bir istiridye kabuğu gibi, aktif bölgesinin açılmasını ve kapanmasını sağlayan bir bükülme hareketi.” diyor Bhabha.

Haritaya Bir Adım İleriden Bakmak

Bhabha ve Wright, E.coli ve insan DHFR enzimlerindeki bu çarpıcı farklılıktaki dinamiklerin çok farklı çevrelere uyumlanmalarıyla evrimleştiğini düşünüyor. Aslında insan DHFR enzimi insan hücrelerinde çalışmaya öyle uyumlanmış ki, araştırmacıların bulgularına göre, E.coli hücrelerinde düzgünce çalışamaz. Bhabha durumu şöyle açıklıyor:

E.coli hücrelerinde ürün olarak oluşan moleküllerin yoğunluklarındaki artış, enzimin insandaki versiyonunun çalışmasını durduruyor.”

Wright ve laboratuarı şimdi DHFR dinamiklerine dair araştırmalarını derinleştirmeyi; insandaki ve diğer memelilerdeki DHFR enzimlerinin evrimsel atası olan bakteriyel enzim formundan farklılaşmasına sebep olan mutasyon dizilerini ortaya çıkarmayı amaçlıyor. Bu evrimsel tarih araştırması, çalışmacılara DHFR enzimindeki evrimsel değişikliklerin, enzimin ilaçlara karşı dirençliliğine nasıl yol açtığını anlama fırsatı verecek. İnsandaki DHFR enziminin dinamikleriyle, bakterilerdeki ve diğer hastalık yapıcı organizmalardaki karşıtlarının dinamikleri arasındaki farklılığın oluşumunu bilmek, araştırmacıların hedef enzime özgü ilaçlar tasarlamasına ve daha az yan etki görülmesine yardımcı olacaktır.


Kaynaklar ve İleri Okuma:

  1. Bu yazı ScienceDaily sitesinden çevrilmiştir.
  2. Gira Bhabha, Damian C. Ekiert, Madeleine Jennewein, Christian M. Zmasek, Lisa M. Tuttle, Gerard Kroon, H. Jane Dyson, Adam Godzik, Ian A. Wilson and Peter E. Wright. Pergent evolution of protein conformational dynamics in dihydrofolate reductase. Nature Structural and Molecular Biology, September 2013 DOI: 10.1038/nsmb.2676
Bu İçerik Size Ne Hissettirdi?
  • Muhteşem! 0
  • Tebrikler! 0
  • Bilim Budur! 0
  • Mmm... Çok sapyoseksüel! 0
  • Güldürdü 0
  • İnanılmaz 0
  • Umut Verici! 0
  • Merak Uyandırıcı! 0
  • Üzücü! 0
  • Grrr... *@$# 0
  • İğrenç! 0
  • Korkutucu! 0

Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?

Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:

kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci

Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 17/11/2019 14:21:25 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/1624

İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.

Soru Sorun!
Reklam
Reklam
Öğrenmeye Devam Edin!
Evrim Ağacı %100 okur destekli bir bilim platformudur. Maddi destekte bulunarak Türkiye'de modern bilimin gelişmesine güç katmak ister misiniz?
Destek Ol
Gizle
Türkiye'deki bilimseverlerin buluşma noktasına hoşgeldiniz!

Göster

Şifremi unuttum Üyelik Aktivasyonu

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close
“Bilimin amacı gerçeği keşfedip aydınlatmaktır. Bana kalırsa biyografi veya kurgu fark etmeksizin edebiyatın da öyledir. Bu nedenle edebiyattan ayrı bir bilim literatüründen söz edilemez.”
Rachel Carson
Geri Bildirim Gönder