Karanlık DNA: Yerinde Olması Gereken Ama Olmayan Gen!

"Karanlık madde"yi duymuşsunuzdur: Evrenin yüzde 27'sini kaplayan fakat sıradan yöntemlerle saptanamayan gizemli madde. Oysa inatçı bir gizem bulmak için uzayın derinliklerine bakmamıza gerek yok. “Karanlık DNA”, orada olduğunu bilmemize rağmen görünmez oluşu ve evrimin en derin sırlarını saklıyor olma ihtimali bakımlarından karanlık maddenin biyolojik kuzeni olarak düşünülebilir.

Keşfedilmemiş Genetik Bölge

Bilim insanları daha fazla genom haritası çıkardıkça, genetik dizilerin, oluşumunu tamamlamış hayvanlarda kendini nasıl gösterdiği daha iyi anlaşılmaktadır. Zürafaların nasıl bu kadar uzun boyunlu ya da yılanların nasıl bu kadar uzun olduğunu anlamayı başardık ve muhtemel ki bazı insanların “Game of Thrones” dizisini sevmemesine neden olan geni de çok yakında bulacağız. Ama bazen, hangi genin ne işlevi olduğuna dair sağlam bilgilerle bile, orada olduğunu bildiğimiz bir genin peşine düşüp elimiz boş çıkabiliyoruz.

The Conversation adlı internet sitesinde yayımlanmış bir yazıda evrimsel biyolog Adam Hargreaves, isminin ima ettiğinden çok daha sevimli bir tür kemirgen olan kum fareleriyle çalışırken karşılaştığı engeli tam da böyle tanımlıyor. Bu küçük tüy yumaklarının tip 2 diyabete özellikle yatkınlıkları olduğu için Hargreaves ve meslektaşları bu yatkınlığın sebebini insülin üretimini yöneten Pdx1 geninde aradılar. Fakat ne bu geni bulabildiler ne de çevresindeki diğer 87 geni...

Mesele şu ki, kum faresinin Pdx1 genine sahip olduğundan eminiz, çünkü bu gen hayatta kalması için olmazsa olmaz. Dahası, geri kalan 87 kayıp genin çoğu da en az Pdx1 kadar gerekli. Hargreaves ve ekibi bundan emin olmak için kum faresinin kas dokusunda bu kayıp genler tarafından üretilebilecek belirli kimyasal bileşenler aradılar. Buldular da. O halde bu genler neden olmaları gereken yerde bulunmuyorlardı? Aslında neredeydiler?

Bu arada, kum fareleri bunun gibi kayıp genlere sahip olan tek hayvan değil. Örneğin; kuşlar, orada bir yerlerde olması gerektiğini bildiğimiz fakat henüz keşfedilememiş 200’den fazla gene sahiptir. Pdx1 ve çevresindeki genler, tıpkı kuşlardaki kayıp genler gibi, G ve C molekülleri bakımından zengin olsa da bu moleküllerin gen dizileme teknolojileriyle belirlenmesi tarih boyunca zor olmuştur. Bu yüzden beklediğimiz bölgelerde ortaya çıkmayınca, samanlığın içine düşen bir iğne gibi, gözümüzden kaçmayı başardılar.

Evrim, Dizili Gen Formunda Olmayacak!

Kum faresinin gen dizilemesinde küçük bir sürprizle daha karşılaşıldı: Genomlarının bir bölgesi diğerlerine göre mutasyona çok daha yatkındı. Bu bölge G ve C molekülleriyle doluydu. Her ne kadar modern gen dizileme teknolojimiz onları tanımlamakta henüz iyi bir iş çıkaramasa da bu bölgedeki G ve C moleküllerinin bolluğu kayıp genlerin o kısımlarda olması gerektiğini akla getirmektedir.

Bu mutasyona yatkın noktalar, evrimin ana bileşenlerinden biri olabilir. Bildiğiniz üzere, evrimin ilerlemesi mutasyona dayanmaktadır. Bir özellik ortaya çıktığında, doğal seçilim bunun iyi bir fikir olup olmadığına karar verir. Bu da şunu söylemenin daha havalı bir yolu: Eğer mutasyon hayvana zarar veriyorsa, bu hayvanın mutant geni aktaracak kadar uzun yaşaması pek olası değildir. Buna karşın eğer mutasyon hayvana yardımcı oluyorsa, ona, kendisiyle benzer genler taşıyan bir sürü bebek yapması için zaman kazandıracaktır.

Kum faresinin durumunda, insülin üretimini ve birtakım özellikleri yöneten mutasyon noktası bu canlıya zorlu çöl ortamında hayatta kalmanın anahtarını sunmuş olabilir. Fakat bu mutasyonlar hayvanlara bazı yönlerden yarar sağlarken, başka yönlerden zarar verebilir. Eğer çevre, çöl ortamına adaptasyona gerek duyulmayacak şekilde değişirse, kum faresinin yetersiz insülin regülasyonu onun başarı hikayesine yük olmaya başlayabilir. Neyse ki şimdilik olumlu yönleri daha fazla.

Teşekkür: Bu yazıyı çeviren Beste Özdeş'e teşekkür ederiz.