Gece Modu

Bu yazı, Science Daily isimli kaynaktan birebir çevrilmiştir. Çevirmen tarafından, metin içerisinde (varsa) açıkça belirtilen kısımlar haricinde, herhangi bir ekleme, çıkarma veya değişiklik yapılmamıştır. Bu içerik, diğer tüm içeriklerimiz gibi, İçerik Kullanım İzinleri'ne tabidir.

Minnesota Üniversitesi'ndeki Buckhard Seelig'in laboratuvarında, canlılığın Dünya üzerinde ilk defa evrimleştiği zamanlarda, yani günümüzden milyarlarca yıl önce enzimlere neye benzediğini gösteren oynak ve yeni bir biyokimyasal yapı bulunuyor. Günümüzdeki yeni ve gelişmiş yapıların yapıtaşlarının oluşmasından çok çok öncesine ait bir enzim...

Seelig, yönlendirilmiş evrimi kullanarak laboratuvarında daha yeni doğmuş bir enzim yarattı. Sonrasında, meslektaşı Gianluigi Veglia, doktora öğrencisi Fa-An Chao ve diğer ekip üyeleriyle birlikte kademeli olarak yapısını analiz etti ve 9 Aralık 2013'te Nature Chemical Biology dergisinde çevirimiçi olarak yayınladı. Laboratuvar testleri yaratılan enzimin iki RNA molekülünü birbirine bağlayan bir tip RNA ligaz enzimi gibi doğal enzimlere işlevsel olarak benzediğini; ancak günümüzdeki doğal enzimlerde görülen katı ve değişmesi güç yapının aksine, onlardan farklı olarak oldukça esnek olduğunu gösterdi. Seelig, bu yeni proteinin, erken Dünya koşullarında oluşan ilkin enzimlerin, günümüzdeki hallerine evrimleşmeden önceki yapılarını andırdığını ileri sürüyor.

Seelig ve Veglia, Biyolojik Bilimler Fakültesi'nde öğretim üyesidir. Chao ise aynı fakültede bir doktora öğrencisidir. İki öğretim üyesi de Biyokimya, Moleküler Biyoloji ve Biyofizik Bölümü'nde görev yapmaktadır. Aynı zamanda Seelig, Biyoteknoloji Enstitüsü üyesidir. Veglia da, Kimya Bölümü'nde görev almaktadır ve aynı zamanda üniversitenin Bilim ve Mühendislik Fakültesi'nde eğitim vermektedir.

Her ne kadar Dünya'nın dört bir yanına dağılmış bir avuç araştırmacı günümüzde yapay enzimler geliştiriyor olsalar da, bu araştırmacıların çoğu mantıksal çözümler üreterek enzim yapılarını bilgisayar üzerinde yaratıyor. Buna karşılık, Seelig'in laboratuvarı yönlendirilmiş evrimi kullanmaktadır. Seelig, konuyla ilgili şunları söylüyor:

Bildiğim kadarıyla bizim enzimimiz, yalnızca doğal seçilim ve evrimin prensiplerini kullanmak suretiyle laboratuvardaki test tüpü içerisinde yaratılan ilk yapay enzimdir.

Mantıksal enzim tasarımları bir proteinin neye benzemesi ve nasıl çalışması gerektiğine yönelik önceden bilinen bazı bilgilere dayanmaktadır. Bunun aksine yönlendirilmiş evrimle protein yaratmak için birçok muhtemel proteinin, çok sayıda ve kademeli olarak yaratılması gerekir. Bu süreç içerisinde tüm nesiller takip edilir ve istenen özellikteki protein evrimleşene kadar beklenir. Bu yaklaşım sayesinde, yaratabileceğimiz proteinlerin sayısı, bugüne kadar keşfettiğimiz ve sahip olduğumuz bilgilerle sınırlı değildir. Seelig bu durumu şöyle açıklıyor:

Tıpkı doğada olduğu gibi proteinlerde de, birbirini takip eden her nesilde, sadece en uyumlu olanlar hayatta kalmaktadır.

Moleküler evrimin takibi, nesiller ta ki istenen biyokimyasal tepkimeyi katalizleyen bir enzim evrimleşene kadar sürdürülür. Seelig ve ekibinin durumunda bu özellik, iki RNA parçasını birbirine yapıştıracak olan bir enzimin evrimleşmesidir.

Seelig şöyle diyor:

Bu, maymunlara daktilo vermek gibidir. Bir maymun ve bir daktilo asla akıllı bir sonuç yaratamayacaktır. Ancak eğer ki yeterli sayıda maymununuz ve yeterli sayıda daktilonuz varsa, yeterli deneme süresi sonucunda elbet biri şans eseri 'olmak ya da olmamak' yazabilecektir. Sayısal loto da benzer bir analojiye sahiptir. Eğer ki daha fazla bilet alırsanız, kazanma şansınız daha yüksek olur.

Tüm proteinler gibi, yeni üretilen RNA ligaz enzimi de kendi üzerine katlanmış 3 boyutlu bir aminoasit zincirinden oluşmaktadır. Fakat benzerlikler burada sonra ermektedir. Doğada bulunan enzimlerde, tıpkı proteinlerde olduğu gibi alfa sarmal ve beta şeridi adı verilen yapılar bulunur. Seelig'in yapay enziminde ise bunlar yoktur. Bunun yerine Seelig'in enzimi 2 metal iyonu etrafında oluşur ve bükülmez bir yapıda değildir. Seelig konuyla ilgili şunları söylüyor:

Bugün bildiğimiz enzimlere kıyasla, yapay enzimin oldukça sıradışı bir yapısı ve dinamiği var.

Onlarca yıldır, doğal enzimler, sanayi tarafından endüstriyel ürünlerin daha hızlı ve kolay üretilebilmesi için modifiye edilmektedir. Ancak yoktan enzimleri yaratabilmek, doğada halihazırda var olan enzimlere olan bağımlılığımızı yok edecek, yepyeni ürünlerin yaratılabilmesine imkan tanıyacaktır. Seelig, gelecekte enzimlerin kökeni ve evrimiyle ilgili daha fazla araştırma yapmak istediğini söylüyor ve sözlerini şöyle bitiriyor:

Enzimler her zaman başımı döndürmüştür. Pratik uygulamaları olan araştırmalar yapmak tatmin edicidir; ancak aynı zamanda yaşamın Dünya'da nasıl evrimleştiğini daha iyi anlamamızı da sağlar.
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
Kaynaklar ve İleri Okuma
  • Çeviri Kaynağı: Science Daily
  • F. Chao, et al. (2012). Structure And Dynamics Of A Primordial Catalytic Fold Generated By In Vitro Evolution. Nature, sf: 81-83.

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 14:33:47 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/953

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
“Bilime dayanmayan felsefe boştur. Bilim keşfeder, felsefe yorumlar.”
Albert Einstein
Geri Bildirim Gönder