Genom Büyüklüğü: Daha Büyük Genoma Sahip Canlılar Daha Üstün Olabilir mi?
Söz Konusu Genom Olduğunda, Daha Büyük Daha İyi midir?
Biyolojik açıdan bakacak olursak, insanların "en evrimleşmiş" ya da "en üstün" tür olduğunu söylemek doğru değildir; çünkü evrim, doğrusal bir süreç değildir. Dallanarak ilerler ve hayatta kalmayı başarabilen her canlı, eşit derecede "evrimleşmiş" sayılır. Çünkü her biri, kendi şartlarında var olabilecek kadar başarılıdır. Buna karşılık, Sistine Şapeli'ni inşa edip baş döndürücü bir şekilde boyayabilecek tek tür de biziz.
Dolayısıyla böylesine sofistike varlıkların genomunun, örneğin basit bir soğanınkinden sonsuz derecede daha büyük olması gerektiğini varsaymak doğaldır. Ama bu, tamamen hatalı bir varsayım olurdu: Bir soğanın genomu, Albert Einstein'ın hücrelerinde bulunandan beş kat daha büyüktür.[1] Öyleyse söz konusu genomlar olduğunda "Boyut önemli değildir!" diyebilir miyiz?
Genomdaki Farklar
Aynı türe ait hücrelerin aynı miktarda DNA'ya sahip olduğu, ancak bunun türler arasında farklılık gösterdiği 1940'lardan beri bilinmekteydi.[2] Ve insan hücrelerinin de diğer canlılara göre daha fazla miktarda DNA'ya sahip olması da beklenmiyordu. Yine de, özellikle de geçen yüzyılın sonunda İnsan Genom Projesi'nin iyice ilerlemesiyle birlikte, türümüzün yaklaşık 100.000, hatta belki 140.000 kadar gene sahip olduğunun anlaşılması bekleniyordu.[3], [4] Sadece 20.000 civarında gene sahip olduğumuzu keşfetmek, araştırmacılar için bir çeşit hayal kırıklığı oldu.
Artık bir türün genomunun toplam büyüklüğünün, DNA baz çifti cinsinden uzunluğunun, içerdiği genlerin, yani protein üreten bölümlerin sayısıyla orantılı olmadığını biliyoruz. Ayrıca bir türün karmaşıklığı ile genomunun büyüklüğü arasında bir ilişki olmadığını da biliyoruz.
En Büyük Genom Rekoru Hangi Canlıda?
Hayvanlarda bilinen en büyük genom, en küçüğünden 7.000 kat daha büyüktür; bitkilerde ise 2.400 kat daha büyüktür. Memeliler arasında, üç milyardan biraz fazla baz çiftimiz olduğu düşünülürse (bu sayı, baba ve annenin toplamı değil, yalnızca bir kromozom seti dikkate alındığında ortaya çıkar), insan genomuna ne büyük ne de küçük, ortalama bir boyuta sahip olduğu anlaşılır. Fare genomu insan genomundan %12 daha küçüktür, ancak bizimkinden en az 2.000 daha fazla protein kodlayan gene sahiptir.
Bazı durumlar özellikle dikkat çekicidir. Hayvanlar arasında semenderler, insanlarınkinden kat kat daha büyük olan olağanüstü iri genomlarıyla öne çıkmaktadır.[5] Ancak mevcut rekor, yavaş hareket eden, Avustralya nehirlerinde yaşayan ve 380 milyon yıl önce kuru toprakları fethetmek için suyu terk etmeye başlayan canlılarla yakından ilişkili bir tür olan Avustralya akciğer balığına (Neoceratodus forsteri) aittir. Bilim insanları bu türün genomunun 43 milyar baz çiftine sahip olduğunu, yani bizimkinin 14 katı büyüklüğünde olduğunu keşfetmiştir.[6]
Herhangi bir organizmanın bilinen en büyük genomuna ilişkin mutlak rekora gelince, bu genellikle Japonya dağlarından gelen çok yıllık bir bitki olan Paris japonica'ya atfedilir. Her bir hücresindeki yaklaşık 150 milyar baz çifti DNA, bir dizi insan kromozomundan 50 kat daha fazladır ve 100 metre uzunluğa kadar uzanır.[7], [8] Ancak küçük bir sorun vardır: Bu bitkinin genomu dizilenmemiştir, ancak genom büyüklüğü, hücrelerindeki DNA miktarından çıkarılmıştır. Bizim iki kromozomumuza kıyasla bitkinin her kromozomundan sekiz kopya (oktoploid olarak adlandırılır) olduğu için, haploid genomun (tek kopya) boyutu aslında sekizde bir uzunluğunda olacaktır.
Karanlık Genom: Hurda DNA'dan Zıplayan Genlere...
Genom büyüklüğü ve gen sayısındaki mantığa aykırı ve görünürde hiçbir nedeni olmayan bu büyük çeşitlilik, biyolojinin en büyük bilinmeyenlerinden biridir. Neden daha basit organizmalar bazen çok daha büyük genomlara sahiptir? Genler, genomun sadece küçük bir kısmını, bizim durumumuzda %2'sini oluşturduğundan, cevap, geri kalan %98'de, genellikle genomun karanlık maddesi olarak adlandırılan, kodlamayan DNA'da yatmaktadır.
Başlangıçta bu "karanlık madde"nin önemsiz DNA olduğu düşünülüyordu; tıpkı bir bilgisayarın boşaltılmamış geri dönüşüm kutusu gibi, evrim tarafından geride bırakılan işe yaramaz dizilerin kalıntıları...[9] Yapılan araştırmalar, bu DNA'nın bir kısmının gerçekten de bir tür işe yaramaz evrimsel fosil olduğu, ama aynı zamanda bazı bilim insanlarının donanımı, yani proteinleri çalıştıran yazılımla eş tuttuğu temel gen düzenleyici işlevleri de içerdiği keşfedildi.
Bu yazılımın çoğu, genomun bir bölümünden diğerine atlayabilen hareketli diziler olan transpozonlardan oluşur, bu yüzden halk arasında "sıçrayan genler" olarak bilinirler. Transpozonlar, adeta bir bilinmeyenler dünyasıdır: Genom evrimi, işlevi ve hastalık üzerindeki etkilerinin boyutu, yoğun bir sorgulama konusu olmaya devam etmektedir.[10] Ancak önemlerini anlamak için bir örnek yeterlidir: Farelerde bir transpozon çıkarıldığında, yavruların yarısı ölmüştür.[11] Bir başka gerçek: Genlerin insan genomunda kapladığı %2'lik yerle karşılaştırıldığında, transpozonlar tüm DNA'mızın yaklaşık %45'ini temsil etmektedir, bu da çok önemli olduklarını göstermektedir.[12]
Aslında, 2020 yılında yapılan bir çalışmada, farklı organizmaların DNA'ları incelenerek, genom boyutlarındaki önemli farklılıkların büyük ölçüde içlerindeki transpozon elementlerin oranı ile açıklanabileceği bulunmuştur.[13] Bu, aynı zamanda türlerin az ya da çok karmaşıklığını da açıklayabilir mi? Ne yazık ki bu o kadar basit değil: Genomu bizimkiyle yaklaşık aynı boyutta olan mısır, yine de bizimkinden yaklaşık 12.000 daha fazla gene sahiptir.[14] Ve genomunun neredeyse %85'i transpozonlardan oluşmaktadır![15] Anlayacağınız, karanlık genom dünyası, hala birçok sırrını bizden saklamaktadır.
İçeriklerimizin bilimsel gerçekleri doğru bir şekilde yansıtması için en üst düzey çabayı gösteriyoruz. Gözünüze doğru gelmeyen bir şey varsa, mümkünse güvenilir kaynaklarınızla birlikte bize ulaşın!
Bu içeriğimizle ilgili bir sorunuz mu var? Buraya tıklayarak sorabilirsiniz.
Soru & Cevap Platformuna Git- 7
- 3
- 2
- 2
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- Çeviri Kaynağı: BBVA Open Mind | Arşiv Bağlantısı
- ^ R. Gregory. The Onion Test. (25 Nisan 2007). Alındığı Tarih: 16 Eylül 2023. Alındığı Yer: Genomicron | Arşiv Bağlantısı
- ^ R. Vendrely, et al. (1948). La Teneur Du Noyau Cellulaire En Acide Désoxyribonucléique À Travers Les Organes, Les Individus Et Les Espèces Animales. Experientia, sf: 434-436. doi: 10.1007/BF02144998. | Arşiv Bağlantısı
- ^ Genome. International Human Genome Sequencing Consortium- Describes Finished Human Genome Sequence. Alındığı Tarih: 16 Eylül 2023. Alındığı Yer: Genome | Arşiv Bağlantısı
- ^ N. Wade. Count Of Human Genes Is Put At 140,000, A Significant Increase. (23 Eylül 1999). Alındığı Tarih: 16 Eylül 2023. Alındığı Yer: The New York Times | Arşiv Bağlantısı
- ^ B. Sclavi, et al. (2018). Genome Size Variation And Species Diversity In Salamanders. Wiley, sf: 278-286. doi: 10.1111/jeb.13412. | Arşiv Bağlantısı
- ^ IMP. Record-Breaking Lungfish Genome Reveals How Vertebrates Conquered Land. Alındığı Tarih: 16 Eylül 2023. Alındığı Yer: The Research Institute of Molecular Pathology | Arşiv Bağlantısı
- ^ J. Pellicer, et al. (2010). The Largest Eukaryotic Genome Of Them All?. Botanical Journal of the Linnean Society, sf: 10-15. doi: 10.1111/j.1095-8339.2010.01072.x. | Arşiv Bağlantısı
- ^ I. J. Leitch. The Dark Side Of The Genome. Alındığı Tarih: 16 Eylül 2023. Alındığı Yer: Kew | Arşiv Bağlantısı
- ^ A. F. Palazzo, et al. (2014). The Case For Junk Dna. PLOS Genetics, sf: e1004351. doi: 10.1371/journal.pgen.1004351. | Arşiv Bağlantısı
- ^ G. Bourque, et al. (2018). Ten Things You Should Know About Transposable Elements. Genome Biology, sf: 1-12. doi: 10.1186/s13059-018-1577-z. | Arşiv Bağlantısı
- ^ A. J. Modzelewski, et al. (2021). A Mouse-Specific Retrotransposon Drives A Conserved Cdk2Ap1 Isoform Essential For Development. Elsevier BV, sf: 5541-5558.e22. doi: 10.1016/j.cell.2021.09.021. | Arşiv Bağlantısı
- ^ M. Correa, et al. (2021). The Transposable Element Environment Of Human Genes Differs According To Their Duplication Status And Essentiality. Genome Biology and Evolution. doi: 10.1093/gbe/evab062. | Arşiv Bağlantısı
- ^ W. Zhou, et al. (2020). Dna Methylation Enables Transposable Element-Driven Genome Expansion. Proceedings of the National Academy of Sciences, sf: 19359-19366. doi: 10.1073/pnas.1921719117. | Arşiv Bağlantısı
- ^ K. Duenke. Amaizeing: Corn Genome Decoded. (19 Kasım 2009). Alındığı Tarih: 16 Eylül 2023. Alındığı Yer: The Source | Arşiv Bağlantısı
- ^ P. S. Schnable, et al. (2009). The B73 Maize Genome: Complexity, Diversity, And Dynamics. American Association for the Advancement of Science (AAAS), sf: 1112-1115. doi: 10.1126/science.1178534. | Arşiv Bağlantısı
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 21/11/2024 15:06:25 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/15664
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.
This work is an exact translation of the article originally published in BBVA Open Mind. Evrim Ağacı is a popular science organization which seeks to increase scientific awareness and knowledge in Turkey, and this translation is a part of those efforts. If you are the author/owner of this article and if you choose it to be taken down, please contact us and we will immediately remove your content. Thank you for your cooperation and understanding.