Evrim Ağacı Logo Evrim Ağacı
Evrim Ağacı
Reklamı Kapat

Karbonun Bağlanmasını ("Fikse Edilmesini") Sağlayan Rubisko Proteininin Evrimindeki "Kayıp Bağlantı" Bulundu!

Karbonun Bağlanmasını ("Fikse Edilmesini") Sağlayan Rubisko Proteininin Evrimindeki "Kayıp Bağlantı" Bulundu!
Karbon fikseleyen I’ rubiskonun sekiz moleküler alt birimini gösteren bir kurdele diyagramı [ribbon diagram (L)] ve moleküler yüzey gösterimi (R). Araştırma ekibi tarafından elde edilmiş, enzimin X-ışını kırınım dizisi arka planda.
Henrique Pereira
Tavsiye Makale
Reklamı Kapat

Bu yazı, SciTechDaily 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.

Bir grup bilim insanı, rubisko enziminin antik bir çeşidini buldu. Rubisko canlılarda çok yaygın olarak bulunan, yaşam için çok kritik bir enzim.

Yeni keşfedilen bazı mikroplarda bulunan yeni rubisco çeşidi dünyanın besin zincirinin temelini oluşturan fotosentetik organizmaların evrimine ışık tutuyor. UC Davis’te çalışan Dr. Patrick Shih’in laboratuvarında doktora sonrası araştırmalarına devam eden Doug Banda, şöyle anlatıyor:

Rubisko, besin üretimindeki birincil araç, yani bitkilerin ve başka fotosentetik canlıların kullanımı için atmosferden karbondioksit alarak bunu şekerin yapısına katabiliyor.

Patrick Shih, aynı zamanda Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) tarafından yürütülen Joint BioEnergy Enstitüsü’nde (JBEI) Bitki Biosistemleri tasarımında yöneticilik yapıyor.

Bitkilerde, siyanobakterilerde ve alglerde bulunan I rubisco formunun Dünya’nın evrimi ile yakın bir ilişkisi var. Bu ilişki yaklaşık 2,4 milyar yıl öncesine, Büyük Oksitleme Olayı’na, yani siyanobakterilerin Dünya atmosferine fotosentez yoluyla oksijen vermeye başlamasına kadar uzanıyor. Rubiskonun bu temel olaydaki rolü, onu hem evrim araştırmacıları hem de biyolojik temelli yakıtlar ve yenilenebilir enerji teknolojileri alanında çalışan bilim insanları için ana odak haline getiriyor.

Nature Plants dergisinde yayımlanan bir çalışma, Banda ve UC Davis, UC Berkeley ve Berkeley Lab’dan bazı araştırmacıları içeren bir ekip yeni keşfedilen I rubiskonun kökenini ve karakteristik özelliklerini anlatıyor.

Çevresel örneklerin metagenomik analizi ile keşfedilen ve laboratuvarda sentezlenebilen I’ rubisko adı verilen yeni form, araştırmacılara I rubiskonun evrimsel gelişimi hakkında bilgi veriyor. Ayrıca bu enzimin Dünya’nın değişiminde önemli bir etkisi olduğu düşünülüyor. Shih, şöyle diyor:

Oksidasyon olayından (2,4 milyar yıl önce) önce rubiskonun şekli bu olabilir.

I’ rubisko bilim insanlarına antik mikropların siyanobakterilerden önce karbonu nasıl yapıya kattıklarına dair bir pencere aralıyor.

Görünmez Dünya

I rubisko bir hegzadekamer, yani sekiz ana bölmeden, büyük moleküler alt birimlerle birlikte altlı üstlü yerleşmiş sekiz küçük alt birimden oluşuyor. Bu proteinin bütün bölümlerinin fotosentez için tamamlayıcı bir rolü var.

Rubiskonun başka işlevsel çeşitleri bakteri ve arkelerde bulunabiliyor. Rubiskonun bu çeşitleri farklı şekil ve boyutlarda olabilmesine ramen hepsi fotosentezde aynı adımları yürütüyor. Ancak Dünya’daki karbon fiksasyonunun büyük çoğunluğundan I rubisko sorumlu.

Evrim Ağacı'ndan Mesaj

Çalışmanın eş yazarı ve ortağı, UC Berkeley Dünya ve Gezegen Bilimleri bölümünden Profesör Jill Banfield, yer üstü sularının metagenomik analizi ardından I’ rubisco formunu ortaya çıkardı. Metagenomik analiz sayesinde araştırmacılar çevrede bulunan kültürlenmemiş mikroorganizmaların genlerini ve genetik dizilimlerini inceleyebiliyorlar.

Banfield tarafından sağlanan genler ve genetik dizililer sayesinde Banda ve Shih laboratuvarda, ifade edilmiş bir I’ rubisko formunu E. coli kullanarak elde etmeyi başardı. Bu yeni proteinin nasıl işlediğini ve daha önceden keşfedilmiş rubisko enzimleriyle arasındaki farkları anlamak için araştırmacıların enzimin yapısının hatasız 3D modellerini oluşturması gerekiyordu. Bunu başarmak için baş yazarlar, yüzlerini Berkeley yapısal biyoloji laboratuvarından Paul Adams, Henrique Pereira ve Michal Hammel’a çevirdi.

Öncelikle, Berkeley Laboratuvarı’nın Gelişmiş Işık Kaynağı (ALS) ile Adams ve Pereira moleküllerin atomik düzeydeki çözünürlüklerini gösterebilen X-ray kristalografi yöntemini kullandı. Sonra, enzimin yapısının farklı aktivite seviyelerinde nasıl değiştiğini gözlemlemek için Hammel ALS’teki SIBYLS ışın hattını kullanarak küçük açılı X ışını salınması (SAXS) diye bir yöntem uyguladı.

SAXS daha düşük çözünürlüklü bir teknik ama gerçekleştirilebilmesi için donmuş kristal formundaki moleküllere ihtiyaç duyulan kristalografiden farklı olarak SAXS bir çözeltide gerçekleştiriliyor. İki yöntem sonucunda elde edilen veriler birleştirildiğinde bilim insanları karmaşık molekül modelleri oluşturabiliyorlar. Berkeley Moleküler Biyofizik ve Entegre Biyo-görüntüleme (MBIB) bölümünden Hammel şöyle diyor:

Birçok enzimin yaşamla ilişkisi Rubisko birbirine bağlı birçok protein elemana sahip. Rubisko fotosentez sırasında başka moleküllere bağlandıkça bu protein elemanların dizilimleri değişiyor ve döngü bu şekilde ilerliyor. Yöntemlerimiz bu yeni rubisko çeşidinin gerçek hayatın fizyolojik şartlarındaki davranışlarını açıklamamızda başarılı oldu.

ALS çalışmaları, I rubisco gibi I’ rubiskonun da sekiz büyük alt birimden oluştuğunu gösterdi. Fakat I’ rubisco önceden karbon fiksasyonu için gerekli olduğu düşünülen küçük alt birimleri içermiyor.

Araştırmacılar artık I’ rubiskonun I rubiskonun evrimsel gelişimindeki kayıp bir bağlantıyı temsil ettiğini düşünüyor. Banda, şöyle diyor:

Küçük alt birimleri olmayan bir oktamerik rubiskonun keşfi, bu altbirimlerin işlevsel özellikleri olmadan yaşamın nasıl işlediği hakkında sorular sormamızı sağlıyor.

I’ rubiskonun yapısal incelemesi sonunda elde edilen başarıyı takiben Shih; Hammel, Adams ve Pereira’nın bu çalışmadaki bütünleyici yaklaşımlarının başka bitkisel enzim çalışmalarında da kullanabileceklerini düşünüyor. Biyofizikçi Pereira, şöyle diyor:

Berkeley laboratuvarında 1o yıldan uzun bir süredir beraber çalışıyorduk. Kristalografi ve SAXS’ın biyolojik problemlerin anlaşılmasını sağlayabildiğini görmek bizi çok memnun etti. Önceden, farklı yapısal biyoloji tekniklerini kullanan bilim insanları kendilerini bir yarış içindeymiş gibi görüyordu. Artık bu böyle değil, saf iş birliği ön planda.
Bu İçerik Size Ne Hissettirdi?
  • Muhteşem! 1
  • Tebrikler! 1
  • 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
  1. Çeviri Kaynağı: SciTechDaily | 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 28/11/2020 08:29:39 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/9539

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.

Reklamı Kapat
Güncel
Karma
Agora
Kamuflaj
Onkoloji
Evrimsel Biyoloji
Nörobilim
Biliş
Böcek
Sinirbilim
İklim
Renk
Türleşme
Klinik Mikrobiyoloji
Güve
Müzik
Eczacılık
Cansız
Hayvan
Uçma
Toplumsal Cinsiyet
Bilgi
İhtiyoloji
Diş Gelişimi
Sağlık
Kertenkele
Çağ
Dişler
Daha Fazla İçerik Göster
Daha Fazla İçerik Göster
Reklamı Kapat
Türkiye'deki bilimseverlerin buluşma noktasına hoşgeldiniz!

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
“Karanlıktan korkan bir çocuğu anlayışla karşılarız. Trajedi, aydınlıktan korkan yetişkinlerdir.”
Plato
Geri Bildirim Gönder
Reklamsız Deneyim

Evrim Ağacı'nın çalışmalarına Kreosus, Patreon veya YouTube üzerinden maddi destekte bulunarak hem Türkiye'de bilim anlatıcılığının gelişmesine katkı sağlayabilirsiniz, hem de site ve uygulamamızı reklamsız olarak deneyimleyebilirsiniz. Reklamsız deneyim, Evrim Ağacı'nda çeşitli kısımlarda gösterilen Google reklamlarını ve destek çağrılarını görmediğiniz, daha temiz bir site deneyimi sunmaktadır.

Kreosus

Kreosus'ta her 10₺'lik destek, 1 aylık reklamsız deneyime karşılık geliyor. Bu sayede, tek seferlik destekçilerimiz de, aylık destekçilerimiz de toplam destekleriyle doğru orantılı bir süre boyunca reklamsız deneyim elde edebiliyorlar.

Kreosus destekçilerimizin reklamsız deneyimi, destek olmaya başladıkları anda devreye girmektedir ve ek bir işleme gerek yoktur.

Patreon

Patreon destekçilerimiz, destek miktarından bağımsız olarak, Evrim Ağacı'na destek oldukları süre boyunca reklamsız deneyime erişmeyi sürdürebiliyorlar.

Patreon destekçilerimizin Patreon ile ilişkili e-posta hesapları, Evrim Ağacı'ndaki üyelik e-postaları ile birebir aynı olmalıdır. Patreon destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi 24 saat alabilmektedir.

YouTube

YouTube destekçilerimizin hepsi otomatik olarak reklamsız deneyime şimdilik erişemiyorlar ve şu anda, YouTube üzerinden her destek seviyesine reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. YouTube Destek Sistemi üzerinde sunulan farklı seviyelerin açıklamalarını okuyarak, hangi ayrıcalıklara erişebileceğinizi öğrenebilirsiniz.

Eğer seçtiğiniz seviye reklamsız deneyim ayrıcalığı sunuyorsa, destek olduktan sonra YouTube tarafından gösterilecek olan bağlantıdaki formu doldurarak reklamsız deneyime erişebilirsiniz. YouTube destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi, formu doldurduktan sonra 24-72 saat alabilmektedir.

Diğer Platformlar

Bu 3 platform haricinde destek olan destekçilerimize ne yazık ki reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. Destekleriniz sayesinde sistemlerimizi geliştirmeyi sürdürüyoruz ve umuyoruz bu ayrıcalıkları zamanla genişletebileceğiz.

Giriş yapmayı unutmayın!

Reklamsız deneyim için, maddi desteğiniz ile ilişkilendirilmiş olan Evrim Ağacı hesabınıza üye girişi yapmanız gerekmektedir. Giriş yapmadığınız takdirde reklamları görmeye devam edeceksinizdir.

Destek Ol