Lenski'nin Uzun Dönem Evrim Deneyinde Mutasyonlar ve Transpozonlar
Lenski'nin Uzun Dönem Evrim Deneyinde Mutasyonlar ve Transpozonlar

Bu yazının içerik özgünlüğü henüz kategorize edilmemiştir. Eğer merak ediyorsanız ve/veya belirtilmesini istiyorsanız, gözden geçirmemiz ve içerik özgünlüğünü belirlememiz için [email protected] üzerinden bize ulaşabilirsiniz.

Evrim Mekanizmaları'ndan transpozonları anlattığımız şuradaki makalemizde de yer verdiğimiz bir kısmı ayrıca yayınlamak istiyoruz.

Transpozonların faydalı evrimsel değişmelere yol açtığını gösteren en başarılı deneyler arasında Lenski ve arkadaşlarının uzun dönem E. coli deneylerini de sayabiliriz. Lenski ve arkadaşları 1 bakteri hücresinden kurulan 12 popülasyonu laboratuvar ortamında evrimleşmeye yönelttiler. Yıllar sonra yapılan bir analizde, 12 popülasyonun da riboz şekerini sindirme yeteneğini ciddi oranda kaybettiğini gözlemlediler. Atasal hücreler, -80 derecede saklandığı yerden yıllar sonra çıkarıldı ve onların riboz şekerini sindirme hususunda başarılı oldukları ispatlandı. Dolayısıyla riboz sindirimi, nesiller içerisinde körelerek, evrimsel olarak yok olmuştu. 

Öyleyse bilim insanları, riboz sindirme yetisinin neden 12 popülasyonda da kaybolduğunu araştırmalıydı. Lenski ve arkadaşları, bakterilerin riboz sindiren enzimleri üreten Ribose operonlarının DNA incelemesini yaptılar. Görüldü ki bütün hepsinin sorumlu genlerinde büyük miktarda silinmeler vardı. Bu durumda şunun sorulması gerekmekteydi: bu silinmeler mutasyonlar sonucu mu oldu, yoksa transpozonlar gibi daha büyük, sıçramalı gen değişimlerinin etkisi mi oldu?

Bu evrimsel değişimin faydalı mutasyonlar olup olmadığını hesaplamaya koyuldular. Atasal bakterileri derin dondurucudan çıkardılar ve evrimleşmiş gen versiyonlarını onlara aktardılar. Bu gen bölgesi dışında izogenik olan atasal hücreler deney ortamında çoğalma hızı bakımından yarıştırıldılar. Onlarca deneysel yarışma gösterdi ki, genleri delesyona uğramış olanlar atasalarına göre daha hızlı ürüyorlar ve kısa sürede baskın hale geliyorlardı. Demek ki Lenski'nin deney ortamında riboz operonunu yitirmek faydalı mutasyonlar olarak tanımlanabilirdi. Dolayısıyla mutasyonların etkisi vardı; ancak bu mutasyonları tetikleyen neydi? Normal şekilde, nükleotit bazında meydana gelen değişimler mi, yoksa daha kapsamlı bir nedeni mi vardı?

Araştırmaları sonucunda bu silinmelerinin hepsinin IS transpozonu isimli bir elementin yanında duruyordu. İşte delesyonlar, IS transpozonundan kaynaklanıyordu. Transpozonların yarattığı mutasyonlar, bakterilere faydalı oluyordu. Yine de Lenski ve ekip arkadaşları, transpozondan-bağımsız bir delesyonun bakteriye faydalı olup olmadığını ölçmeye niyetlendi. 

Atasal bakterinin riboz operonunu tamamen sildiler. Gördükleri muhteşemdi, mutant bakteriler atalarından %2 daha hızlı ürüyorlardı. Böylesine faydalı bir mutasyonun hızla yaygınlaşması ve deneyin ilk anlarında çıkmış olması muhtemeldi. Bunu denemek adına Lenski ve arkadaşları deneyin çeşitli yıllarında aldıkları örnekleri derin dondurucudan çıkardılar ve gen versiyonlarını aradılar. Gördüler ki ilk 500 nesil boyunca hücreler halen riboz sindirebiliyordu, ama 2000. nesile gelindiğinde 12 popülasyonun 11 tanesi bu özelliğini kaybettiren alelleri taşıyordu. 

Bu deneysel çalışmalar bizlere, transpozonların faydalı mutasyonlar yaratabildiklerini, faydalı mutasyonların çok kısa süre içinde yayılabileceğini ve evrimsel seçilim baskısının ortak olmasının benzer fenotipik değişimlere yol açacağını deneysel açıdan kanıtlamaktadır. 

Peki sorarsanız, riboz operonunun silinmesi neden avantajlıdır? İhtiyacın olmayan bir yapıyı, organı, sistemi taşımak maliyetlidir. İhtiyaç olmayan bir organı taşımanın evrimsel ekonomi açısından masraflı olması gibi... Deney ortamında ana beslenme maddesi glikozdu, riboz değildi. Lenski deneyinde bakteriler flagellumu oluşturan genlerin de bir kısmının yitirildiği gösterilmiştir. Doğada besin bulma şanslarını artıran bu yapılar, deney ortamının hazır besin verilen koşullarında işe yaramazlar. Lenski deneyi bizlere sadece evrimsel adaptasyonların muhteşemliğini değil, kullanılmayan yapıların körelmeye mahkum olduğuna dair evrimsel biyoloji yasasını da kanıtlamıştır.


Kaynak: PubMed

Gözünüze Bastırdığınızda Çakan Işıklar: Fosfen Olgusu

Dyson Küresi ve Uzayda Yaşam Arayışı

Yazar

Katkı Sağlayanlar

Çağrı Mert Bakırcı

Çağrı Mert Bakırcı

Editör

Evrim Ağacı'nın kurucusu ve idari sorumlusudur. Popüler bilim yazarı ve anlatıcısıdır. Doktorasını Texas Tech Üniversitesi'nden almıştır. Araştırma konuları evrimsel robotik, yapay zeka ve teorik/matematiksel evrimdir.

Konuyla Alakalı İçerikler
  • Anasayfa
  • Gece Modu

Göster

Şifremi unuttum Üyelik Aktivasyonu

Göster

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
Geri Bildirim