Paylaşım Yap
Tüm Reklamları Kapat
Tüm Reklamları Kapat

Kuantum Seğirme: Mutasyonlar, Sandığımız Kadar Rastgele Olmayabilir!

DNA Kimyasına İşlenmiş Mutasyonel Bir Zaman Sayacı Olabilir!

Kuantum Seğirme: Mutasyonlar, Sandığımız Kadar Rastgele Olmayabilir!
5 dakika
8,771
Evrim Ağacı Akademi: Evrimde Gelecek Tahmini ve Öngörü Yazı Dizisi

Bu yazı, Evrimde Gelecek Tahmini ve Öngörü yazı dizisinin 8. yazısıdır. Bu yazı dizisini okumaya, serinin 1. yazısı olan "Evrim Teorisi'nin Tahmin ve Öngörü Gücü: Evrimsel Biyoloji Neden Güçlü Bir Bilim Dalıdır?" başlıklı makalemizden başlamanızı öneririz.

Yazı dizisi içindeki ilerleyişinizi kaydetmek için veya kayıt olun.

EA Akademi Hakkında Bilgi Al
Tüm Reklamları Kapat

Eğer milyarlarca harften oluşan bir yazıyı, bir kağıttan bir diğer kağıda kopyalayacak olsaydınız, muhtemelen birkaç harf hatası yapardınız. Dolayısıyla DNA'mızın, 3 milyar nükleotitten oluşan genomumuzu kopyalaması sırasında hatalar yapması sizi şaşırtmayacaktır. Ancak insanların kağıttan kağıda kopyalama yaparken yaptıkları hataların bahanesi, "can sıkıntısı" veya "yorgunluk" olacaktır. Peki ya hücrelerimizin bahanesi ne? Bilim insanları, DNA'nın neredeyse hiç hata yapmayacak şekilde özelleşmiş nükleotit kopyalama mekanizmasının neden arada sırada hatalar yaptığını bir türlü anlayamıyorlardı. Şimdi ise cevaba bir adım daha yakınlar.

Bilim insanları, DNA'nın spiral (heliks) şekli içinde, mutasyonların rastgele bir şekilde meydana gelmesini tetikleyen, "yapısal bir zamanlayıcı (saat)" benzeri bir yapı buldular. Bu yapı nedeniyle, saniyenin 1000'de 1'i kadar kısa bir süreliğine şekil (yapı) değiştirebiliyorlar. Bu olduğunda, DNA kopyalama mekanizması da nükleotiti hatalı bir şekilde okuyor. Dolayısıyla kopyalama sırasında hata oluşuyor. Bu tip hatalar, her ne kadar tek bir nükleotit düzeyinde nadiren yaşansa da, evrimin sürmesini sağlayan ve kanser gibi sıkıntılı hastalıkların baş göstermesine neden olan hatalar. Duke Üniversitesi Tıp Fakültesi Biyokimya ve Kimya Profesörü olan Hashim M. Al-Hashimi, şöyle söylüyor:

Tüm Reklamları Kapat

Rastgele meydana gelen mutasyonların oranlarını arttırmak veya azaltmak, bir organizmanın evrimleşme yeteneğini veya bir hastalığa olan yatkınlığını dikkate değer miktarda değiştirebilmektedir. İlginç olan soru şu: Bir organizmanın mutasyon sıklığını belirleyen nedir? İşte bu soruyu sorduktan sonra, genetik hataları arttıran spesifik koşulları ve çevresel faktörleri tespit edip, anlamaya başlayabiliriz.

Bir hücre her bölündüğünde, bünyesindeki DNA da kopyalanmalıdır. Bu sayede bölünme sonrasında oluşan her bir hücre, aynı DNA setine sahip olabilir. Polimeraz adı verilen moleküler makinalar, doğru nükleotit bazlarının şekillerini (Adenin'e karşı Timin; Guanin'e karşı Sitozin) tanıyarak, doğru eşleştirmeleri yaparlar. Böylece kopyalanma sırasında üretilen yeni çifte sarmal DNA'ya doğru bazları eklerler; hatalı olanları ise elerler. Bu moleküler makinalar, yaptıkları işte her ne kadar iyi olsalar da, zaman zaman hata yapabilmektedirler. Bu hata oranı, ortalamada her 10.000 baz kopyalanmasında 1 defadır. Yani içinde 3 milyar nükleotit olan bir hücrenin kopyalanması sırasında, yaklaşık 300.000 farklı hata oluşmasını bekleriz. Eğer bu hatalar düzeltilmeyecek olursa, genom içinde "mutasyon" adı verilen değişimler olarak kalırlar.

1953 yılında yazdıkları ve DNA'nın ikonik çifte sarmal yapısını ilk defa açıklayarak bilimde çığır açan makalelerinde Watson ve Crick, DNA bazlarının şekillerini değiştirerek hatalara neden olabileceklerini ve sanki doğruymuş gibi düzeltilmeden kalabileceklerini ileri sürmüşlerdi. Birkaç sene önce, Al-Hashimi ve arkadaşları, NMR Gevşetim Dağıtımı (İng: "NMR Relaxation Dispersion") denen karmaşık bir yöntem kullanarak, nükleotitlerin şekil değiştirmesine neden olan ve "kuantum seğirmesi" (İng: "quantum jitter") denen bu olayı tespit etmeyi başardılar. Bu seğirme olayı, aşırı hızlı yaşanmaktadır.

Tüm Reklamları Kapat

2015 yılında yayınladıkları o makalelerinde Al-Hashimi ve arkadaşları, Guanin ve Timin bazlarının yüzeylerindeki atomları sallayarak, bir yapboz parçaları gibi birbirlerine oturabildiklerini tespit ettiler (normalde G ile T'nin birleşmemesi gerektiğini hatırlayınız). Araştırmacılar aynı zamanda bu hatalı uyuşmaların farklı şekillerde olabileceğini de gösterdiler. Bu farklı formlara "totomerik" ve "aniyonik" formlar deniyor. Ancak bunlardan tam olarak hangilerinin kopyalama hataları ile ilgili olduğu bir türlü tespit edilememişti.

Yeni araştırmalarındaysa, Al-Hashimi'nin lisansüstü öğrencileri Isaac Kimsey ve Eric Szymanski, bir önceki yöntemlerinin gelişmiş bir versiyonunu kullanarak, bu şekil değiştiren bazların arasındaki ilişkiyi ve DNA kopyalayıcı polimerazların hatalarını daha yakından incelediler. Tıpkı bir önceki araştırmada olduğu gibi, G ve T bazlarının birbirine uyabildiğini gözlemlediler. Dahası, bu şekil değiştirme olaylarının, polimerazların hata yapma oranlarıyla uyuştuğunu da göstermeyi başardılar.

Ohio Eyalet Üniversitesi'nden iş arkadaşlarıyla birlikte elde ettikleri NMR verilerini kullanarak, kopyalama hataları sırasında atomların yaptığı neredeyse görünmez hareketlerini tespit etmek amacıyla kullanılan "kinetik model" denen bir yöntemi uyguladılar. Bu sayede, her ne kadar her alternatif atomik durum hatalara farklı miktarlarda katkı sağlamış olsa da, totomerik formların normal şartlar altında, aniyonik formların ise mutajenler (mutasyona sebep olan faktörler) ve çevresel baskı altında hatalı eşleşmelerin ana nedeni olduğunu ortaya koydular. Ohio Eyalet Üniversitesi Kimya ve Biyokimya Profesörü Zucai Suo, şöyle diyor:

Evrim Ağacı'ndan Mesaj

DNA polimerazlarının DNA kopyalanması sırasında hata yaptığını zaten biliyorduk; ancak bu hatanın nasıl yapıldığını bilmiyorduk. Araştırmamız, bu hataların nasıl yapıldığını nihayet mekanik olarak açıklamayı başardı.

Güney Kaliforniya Üniversitesi Moleküler Biyoloji ve Kimya Profesörü Myron Goodman ise şöyle söylüyor:

Bu çalışma, Watson ve Crick tarafından 1953'te ileri sürülen, mutasyonların kökenlerine dair süreçlerin kimyasal kökenlerine ikna edici miktarda ışık tutmayı başarıyor. Her ne kadar bunu ispatlamak 65 yıl kadar almış olsa da, araştırma bilimsel açıdan çok önemli. Ayrıca, Watson ve Crick'e karşı iddiaya girmenin ne kadar aptalca olduğunu bir kez daha gösteriyor.

Al-Hashimi şöyle diyor:

Her ne kadar DNA, ders kitaplarında her zaman sabit bir şekilde çifte sarmal olarak gösterilse de, kimi zaman, çok kısa bir süreliğine başka şekillere dönüşebildiğini de gösterdik. Kimileri bu alternatif durumların önemini sorguluyor olsa da, giderek artan sayıda araştırma, bunların biyolojik süreçler ve hastalıkların ardında yatan önemli nedenlerden olabileceğini gösteriyor. Bu olayı gözlemenin zorluğu düşünülecek olursa, biyolojimize dikte eden ve henüz farkında bile olmadığımız daha kaç farklı özellik olduğunu düşünmek kaçınılmaz oluyor.

Ekip tarafından bulunan ilginç sonuçlardan bir diğeri de, hangi bazların şekil değiştirdiği ve bunların sıklığının, DNA dizisine bağlı olarak değiştiğinin keşfi oldu. Deneylerinden birinde, Ohio State biyokimyagerleri Zucai Suo ve Walter Zahurancik, polimerazların kaç defa DNA'ya hatalı bilgi eklediğini saydılar. Bu hataların düzenli dağılmadığını tespit ettiler. Bazı dizilerde hata yapma oranı, diğerlerinden yüksekti. Örneğin G ve C sayısı daha yüksek olan bölgelerde, kuantum seğirme olayı, dolayısıyla da mutasyonlar, A ve T bazlarınca zengin olan kısımlara göre daha yüksekti.

Kuantum seğirme olayı, sadece kopyalanma sırasındaki hatalardan değil, aynı zamanda transkripsiyon, translasyon ve DNA tamiri gibi süreçler sırasında oluşan hatalardan da sorumlu olabilir. Bu nedenle araştırmacılar, bu alternatif durumların DNA'mızdaki bilgi akışını tam olarak nasıl etkilediğini daha da araştırmaya devam edecekler.

Bu Makaleyi Alıntıla
Okundu Olarak İşaretle
Evrim Ağacı Akademi: Evrimde Gelecek Tahmini ve Öngörü Yazı Dizisi

Bu yazı, Evrimde Gelecek Tahmini ve Öngörü yazı dizisinin 8. yazısıdır. Bu yazı dizisini okumaya, serinin 1. yazısı olan "Evrim Teorisi'nin Tahmin ve Öngörü Gücü: Evrimsel Biyoloji Neden Güçlü Bir Bilim Dalıdır?" başlıklı makalemizden başlamanızı öneririz.

Yazı dizisi içindeki ilerleyişinizi kaydetmek için veya kayıt olun.

EA Akademi Hakkında Bilgi Al
22
0
  • Paylaş
  • Alıntıla
  • Alıntıları Göster
Paylaş
Sonra Oku
Notlarım
Yazdır / PDF Olarak Kaydet
Bize Ulaş
Yukarı Zıpla

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.

İçerikle İlgili Sorular
Soru & Cevap Platformuna Git
Bu İçerik Size Ne Hissettirdi?
  • Muhteşem! 14
  • İnanılmaz 13
  • Tebrikler! 10
  • Bilim Budur! 9
  • Mmm... Çok sapyoseksüel! 5
  • Umut Verici! 3
  • Merak Uyandırıcı! 3
  • Korkutucu! 2
  • Güldürdü 0
  • Üzücü! 0
  • Grrr... *@$# 0
  • İğrenç! 0
Kaynaklar ve İleri Okuma
  1. Çeviri Kaynağı: Phys.org | Arşiv Bağlantısı
  • I. J. Kimsey, et al. (2018). Dynamic Basis For Dg•Dt Misincorporation Via Tautomerization And Ionization. Nature, sf: 195-201. | Arşiv Bağlantısı
Tüm Reklamları Kapat

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 28/03/2024 13:53:51 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/5321

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.

Tüm Reklamları Kapat
Keşfet
Akış
İçerikler
Gündem
Hızlı
Gezegen
Egzersiz
Yangın
Kuantum Fiziği
Diyet
Mavi
Antibiyotik
Balina
Evrim Tarihi
Genetik Değişim
İngiltere
Şiddet
Tür
Türlerin Kökeni
Hayatta Kalma
Gebelik
Doğal
Biyocoğrafya
Radyoaktif
Oyun
Astrofizik
Buz
İyi
Damar
Aklımdan Geçen
Komünite Seç
Aklımdan Geçen
Fark Ettim ki...
Bugün Öğrendim ki...
İşe Yarar İpucu
Bilim Haberleri
Hikaye Fikri
Video Konu Önerisi
Başlık
Gündem
Bugün bilimseverlerle ne paylaşmak istersin?
Bağlantı
Kurallar
Komünite Kuralları
Bu komünite, aklınızdan geçen düşünceleri Evrim Ağacı ailesiyle paylaşabilmeniz içindir. Yapacağınız paylaşımlar Evrim Ağacı'nın kurallarına tabidir. Ayrıca bu komünitenin ek kurallarına da uymanız gerekmektedir.
1
Bilim kimliğinizi önceleyin.
Evrim Ağacı bir bilim platformudur. Dolayısıyla aklınızdan geçen her şeyden ziyade, bilim veya yaşamla ilgili olabilecek düşüncelerinizle ilgileniyoruz.
2
Propaganda ve baskı amaçlı kullanmayın.
Herkesin aklından her şey geçebilir; fakat bu platformun amacı, insanların belli ideolojiler için propaganda yapmaları veya başkaları üzerinde baskı kurma amacıyla geliştirilmemiştir. Paylaştığınız fikirlerin değer kattığından emin olun.
3
Gerilim yaratmayın.
Gerilim, tersleme, tahrik, taciz, alay, dedikodu, trollük, vurdumduymazlık, duyarsızlık, ırkçılık, bağnazlık, nefret söylemi, azınlıklara saldırı, fanatizm, holiganlık, sloganlar yasaktır.
4
Değer katın; hassas konulardan ve öznel yoruma açık alanlardan uzak durun.
Bu komünitenin amacı okurlara hayatla ilgili keyifli farkındalıklar yaşatabilmektir. Din, politika, spor, aktüel konular gibi anlık tepkilere neden olabilecek konulardaki tespitlerden kaçının. Ayrıca aklınızdan geçenlerin Türkiye’deki bilim komünitesine değer katması beklenmektedir.
5
Cevap hakkı doğurmayın.
Bu platformda cevap veya yorum sistemi bulunmamaktadır. Dolayısıyla aklınızdan geçenlerin, tespit edilebilir kişilere cevap hakkı doğurmadığından emin olun.
Ekle
Soru Sor
Sosyal
Yeniler
Daha Fazla İçerik Göster
Popüler Yazılar
30 gün
90 gün
1 yıl
Evrim Ağacı'na Destek Ol

Evrim Ağacı'nın %100 okur destekli bir bilim platformu olduğunu biliyor muydunuz? Evrim Ağacı'nın maddi destekçileri arasına katılarak Türkiye'de bilimin yayılmasına güç katın.

Evrim Ağacı'nı Takip Et!
Yazı Geçmişi
Okuma Geçmişi
Notlarım
İlerleme Durumunu Güncelle
Okudum
Sonra Oku
Not Ekle
Kaldığım Yeri İşaretle
Göz Attım

Evrim Ağacı tarafından otomatik olarak takip edilen işlemleri istediğin zaman durdurabilirsin.
[Site ayalarına git...]

Filtrele
Listele
Bu yazıdaki hareketlerin
Devamını Göster
Filtrele
Listele
Tüm Okuma Geçmişin
Devamını Göster
0/10000
Bu Makaleyi Alıntıla
Evrim Ağacı Formatı
APA7
MLA9
Chicago
D. University, et al. Kuantum Seğirme: Mutasyonlar, Sandığımız Kadar Rastgele Olmayabilir!. (1 Şubat 2018). Alındığı Tarih: 28 Mart 2024. Alındığı Yer: https://evrimagaci.org/s/5321
University, D., Bakırcı, Ç. M. (2018, February 01). Kuantum Seğirme: Mutasyonlar, Sandığımız Kadar Rastgele Olmayabilir!. Evrim Ağacı. Retrieved March 28, 2024. from https://evrimagaci.org/s/5321
D. University, et al. “Kuantum Seğirme: Mutasyonlar, Sandığımız Kadar Rastgele Olmayabilir!.” Edited by Çağrı Mert Bakırcı. Translated by Çağrı Mert Bakırcı, Evrim Ağacı, 01 Feb. 2018, https://evrimagaci.org/s/5321.
University, Duke. Bakırcı, Çağrı Mert. “Kuantum Seğirme: Mutasyonlar, Sandığımız Kadar Rastgele Olmayabilir!.” Edited by Çağrı Mert Bakırcı. Translated by Çağrı Mert Bakırcı. Evrim Ağacı, February 01, 2018. https://evrimagaci.org/s/5321.
ve seni takip ediyor

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