Tardigradlar Radyasyondan Korunmak İçin DNAlarına Kalkan Üretiyorlar!
Tardigradlar Radyasyondan Korunmak İçin DNAlarına Kalkan Üretiyorlar!

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.

Dünyanın en dayanıklı hayvanları olarak bilinen tardigradların bir çok süper gücünden biri olan radyasyona karşı direnç mekanizmasının sırrı ortaya çıktı. Sekiz tane minik ele sahip olan tardigradlar, aynı zamanda "su ayısı" ve "yosun domuzcukları" olarak da biliniyor. Tardigradlar, dünyanın her yerinde nemli bölgelerde (örneğin yosunların içinde) yaşadıkları gibi olağanüstü yaşam becerileriyle de ünlülerdir.

Bu becerilerinin arasında, uzay boşluğunda yaşamak, mutlak sıfıra yakın dereceler ile 100 santigrat derece arasındaki derecelere dayanmak, en derin okyanusların dibindeki basınçtan 6 kat büyük basınçlarla baş etmek, senelerce kurumuş ve donmuş halde yaşamak bulunuyor. Ayrıca çok yüksek oranlardaki radyasyona da kafa tutabiliyorlar. Öyle ki, dünya üzerindeki yaşayan canlıların hemen hemen hepsi böylesine yüksek miktardaki radyasyona dayanamazlar. Ve biz bugün tardigradların bunu nasıl başardığını biliyoruz.

Bunu, bir şekilde DNAlarını radyasyonun hasarından koruyan garip bir koruyucu protein geliştirerek başarıyorlar. Bu “hasar koruyucu” fiziksel olarak DNA’yı sarmalayıp adeta bir koza gibi onu radyasyonun hasarından koruduğu gözlemlendi. Reaktif oksijen türevleri olarak adlandırılan DNA’ya hasar veren faktörler belki de tardigradların bu yöntemlerinin yardımıyla ortadan kaldırılabilir. Tokyo Üniversitesi’nden Takekazu Kunieda şunları söyledi:

"Bizim tahminimize göre 'hasar koruyucu protein' DNA'ya sıkı bir şekilde bağlanarak çevresel strese karşı kalkan oluyor. Bir şekilde DNA’ yı herhangi bir zararlı faktöre karşı ulaşılmaz yapıyor. Bizim bildiğimiz kadarıyla, hayvan hücrelerinde DNA’yı koruyan ve radyoaktiviyeye karşı tolerans oluşturan tanımlanmış ilk DNA bağlantılı protein.”

Kunieda ve çalışma arkadaşları, strese toleransı en yüksek tardigradlardan biri olan Ramazzottius varieornatus'un genomunu çıkarttıktan sonra “hasar koruyucu protein” i keşfettiler. Onlara sürpriz olan şey ise “hasar koruyucu protein” tardigradlarda koruma sağladığı gibi aynı zamanda insan böbrek hücrelerini genetik olarak değiştirip bu proteini üreterek hücreleri radyasyon hasarına karşı koruması oldu. Kunieda ayrıca şunları ekledi:

"Hasar koruyucu protein'e sahip insan hücrelerinde radyasyona bağlı DNA hasarlarında yüzde 40 ile 50 arasında azalma gözlendi. Bu koruma neredeyse yok edilemez şekilde etkili. Öyle ki RNA’ yı hasar koruyucu protein'i işlevsiz hale getirmek için kullansalar da protein koruma konusunda gayet başarılı. Hasar koruyucu proteini üreten genleri genetik yöntemlerle hayvan hücrelerine aktardığımızda onların da radyasyondan alacaklarını hasarları azaltabilir. Bunün direk olarak bir hayvan üzerinde düşünülmesi yanıltıcı olabilmesine rağmen laboratuvar ortamında üretilmiş hücrelerde bunu görmek mümkün. “hasar koruyucu protein” laboratuvar ortamındaki insan hücrelerinde radyasyon direnci oluşturduğu gibi. Umarım bir gün tümüyle bir organizma üzerinde de bunu kullanabiliriz. Yakın gelecekte yeni uygulamalar ile sağlıklı insan hücrelerini, kanser tedavisinde alınan radyasyondan ve kozmik ışımalardan bu yöntem ile koruyabiliriz. Ayrıca bu yöntem uzay çalışmaları, radyoterapi ve yüksek radyasyon içeren ortamlarda çalışan insanlar içinde çok yararlı olur."

Teorik olarak bir çok hücrenin “hasar koruyucu protein” ile yaşaması güzel görülse de, bu bazı önemli hücrelerin ve organların DNA’larında koruma geliştirmesi yerine hücrelerin ve organların ölmesine neden olabilir.

Kunieda ve ekibi tardigrad genomunu daha dikkatli incelediğinde, tardigradlarda diğer koruyucu genlere ait fazladan kopyalar olduğu farkettiler. Tardigradlar, reaktif oksijen türevlerini etkisiz hale getiren enzimlerden 16 adet kopya bulundururken diğer bir çok canlı en fazla 10 kopya bulundurur. Tardigradlar, MRE11 geni yani DNA’yı tamir eden genin 4 kopyasına sahipken normal hayvan hücrelerinde sadece bir adet MRE11 geni bulunuyor.

2015 senesinde yayınlanan bir çalışmaya göre, tardigradlar genlerinin sekizde birini ve koruyucu genlerin çoğunu yatay gen transferi (konjigasyon benzeri) yöntemi ile diğer organizmalar ve bakterilerden aktarıyor. Yatay gen transferinin tardigradlarda tam olarak nasıl gerçekleştiği bilinemese de, bildiğimiz şey tardigradlar vücudlarındaki suyu yaklaşık %90 oranında kaybettiğinde bir nevi kuruduklarında DNAları küçük parçalara ayrılırken, tekrar su ile karşılaştıklarında hücrelerindeki çekirdekler akışkan kıvama geliyor. Büyük ihtimalle tam bu süreçte tardigrad hücreleri yabancı DNA ve su ayısının DNA’ larının karışmasına izin veriyor.

Biz yatay gen transferinin raslantısal olarak gerçekleştiğini biliyoruz. Çoğu canlıda bu transferin %1 oranından daha düşük olduğunu gözlemledik. Eğer tardigradlar diğer canlılardan bu kadar yüksek oranda gen çalıyorlarsa, bu bizim evrim ve genetik materyalin kalıtsal yapısı hakındaki düşüncelerimizi değiştirebilir. Bu yeni düşünce ile yaşam ağacı, dalları arasında gen çaprazlamalarından oluşan bir ağ haline dönüşür.

Ama yeni kanıtlar tardigradlarda bulunan bu yabancı DNAların deney sırasında gerçekleşen hatalar nedeniyle gerçekleştiğini gösteriyor. Bu yeni çalışma aynı beklentilerimiz gibi su ayılarında sadece %1 oranında yabancı DNA bulunduğunu söylüyor. Şu an ise, Kunieda ve takımı, bazı koruyucu genler aktarılsa bile, bir çok koruyucu genin çoktan tardigradlarda bulunduğunu söylüyor. Örneğin reaktif oksijen türevlerini etkisiz hale getiren enzimleri üreten genler gibi. Ediburgh Üniversitesi’ nden Mark Blaxter ise şunları söylüyor:

“Tardigradlar olağanüstü yaşama tutunma başarılarının, diğer organizmalardan çok yüksek oranda gen aktardıklarına bağlı olduğu önermesi geride kaldı.”

Kaynak: Bu yazı New Scientist adresinden çevrilmiştir.

Aşı İğnesi ve Arı İğnesi

Liberal Beyni, Muhafazakar Beynine Karşı!

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