Yabancı Yaşam: Bakterilerin Sorunsuzca Kullanabildiği Yeni Sentetik Nükleotitler Üretildi!
Yaşamın Kullandığı 4 Nükleotite, İnsan Yapımı Yenilerini Eklersek Ne Olur?
Bu haber 10 yıl öncesine aittir. Haber güncelliğini yitirmiş olabilir; ancak arşivsel değeri ve bilimsel gelişme/ilerleme anlamındaki önemi dolayısıyla yayında tutulmaktadır. Ayrıca konuyla ilgili gelişmeler yaşandıkça bu içerik de güncellenebilir.
Yaşam, teorik olarak akıl almaz derecede basittir; pratikteyse aynı düzeyde karmaşıktır. DNA sadece 4 nükleik asit molekülünden ibarettir: adenin (A), timin (T), guanin (G) ve sitozin (C). Bunların 3'lü halde oluşturdukları dizilere "kodon" adı verilir ve DNA bu şekilde, üçlü parçalar halinde okunur. DNA üzerindeki bu kimyasalların farklı dizilimleri, canlıların birbirinden farklı gözükmesine ve davranmasına neden olur.
Evrimsel süreçte bu canlılar ortak bir atadan türleşerek bugünkü hallerini almışlardır. DNA'da meydana gelen değişimler, canlıları çok az da olsa değiştirir ve her nesilde en uyumlu olanların seçilmesiyle yeni türler evrimleşir. DNA'daki bilgilerin okunmasıyla üretilen aminoasitler sadece 20 tanedir. Bu 20 aminoasit, 64 farklı kodon ile kodlanırlar. Yani tek bir aminoasit, birden fazla kod ile de kodlanıyor olabilir, bu yüzden bir "kod fazlalığı" mevcuttur.
Her üçlü birbirinden farklı aminoaside denk gelmez. Bu 20 aminoasidin de 3 tanesi genetik süreçleri başlatan ve bitiren "noktalama işaretleri" görevi görür. Yani bildiğimiz bütün canlılık, 17 basit kodun farklı kombinasyonları sayesinde evrimleşebilmiştir. Bu da canlılığın doğal bir biçimde evrimleştiğini gösteren net bir örnektir; çünkü bilinçsiz bir şekilde işleyen doğa yasaları, özünde çok karmaşık mekanizmalar inşa edemezler. Sadece kendini tekrar eden basit adımları atabilirler; ancak bu adımlardaki rastlantısallık, daha büyük sistemlere geçildikçe kaçınılmaz olarak farklılıklara neden olacaktır. İşte evrim, bu farklılıkları yaratan, seçen ve en uyumluları ortaya çıkaran doğa yasasıdır.
Peki ya bu 4 harften başka harfler genlerimize eklenecek olsaydı ne olurdu? Bu sorunun cevabını merak eden Scripps Araştırma Enstitüsü'nden Floyd Romesberg tarafından yönetilen bir ekip, doğada normalde bulunmayan 2 yeni aminoasidi bir plazmid üzerine yerleştirerek E. coli bakterisine aktarmayı başardılar.
Bu yeni aminoasitlerden birinin adı d5SICS, diğeri dNaM. İnsanlar tarafından var edilen bu yeni nükleik asitleri bünyesine alan E. coli bakterisi, hayatta kalmayı ve genetik süreçlerini devam ettirmeyi başardı. Hatta bakteri, normal hücre içi süreçler sırasında bu yabancı nükleotitleri de kullanarak bir plazmid sentezlemeyi başardı. Bu, yabancı nükleotitlerin nesilden nesle aktarılabileceğine doğrudan kanıt oluşturuyor. Her ne kadar bu tür bir deney daha önceden test tübü içerisinde yapılmış olsa da, doğrudan bir organizmada bu ilk defa başarılıyor. Araştırma, Nature dergisinde yayımlandı. 15 yıldır süregelen araştırmada yer alan Denis Malyshev şöyle diyor:
Şu anda bildiğimiz şey, elimizdeki bu canlının, doğadakinden fazla (arttırılmış) genetik bilgiyi depoluyor olduğudur. Hücrenin içerisine gönderdiğimiz, doğal olmayan trifosfat yapıtaşlarının akışını kestiğimizde, d5SICS-dNaM moleküllerinin doğal baz çiftlerinin yerini almasında ve hücre bölünmesinde hiçbir sıkıntı olmadı. Görünen o ki, doğal olmayan baz çiftlerine engel olan ve DNA'dan dışlayan herhangi bir faktör yok.
Ancak araştırmacılar hücreye bu yeni kimyasalları kabul ettirebilmek ve evrimsel süreçte hücrelerin doğru kopyalama yapabilmek, yabancı maddeleri hücre dışarısında tutabilmek için geliştirdiği mekanizmaları engelleyebilmek için bir diğer proteinden faydalandılar. Malyshev bunu şöyle açıklıyor:
Burada vurgulanması gereken önemli bir şey, kendi yeni bazlarımızı hücre içerisine aktarabilmemizin tek yolunun 'baz taşıyıcı' proteini aktive etmemizdir. Eğer ki bu taşıyıcı olmazsa veya ürettiğimiz yeni bazlar ortama sürekli olarak sağlanmazsa, hücreler yeniden A-T-C-G sistemine dönecektir ve genomda d5SICS-dNaM kalmayacaktır.
Bunun sebebi, hücrelerimizin normalde doğadan edinebildikleri kimyasallarla bir arada evrimleşmiş olmalarıdır. Eğer ki hücrelerimiz yabancı olduğunu tespit ettikleri bir maddeyle karşılaşırlarsa, bunu uzaklaştırmaya çalışacaktırlar. Aslında hücre, bir bütün olarak bilinçsiz bir yapı olduğundan, yerli ile yabancı maddeleri birbirinden ayırt edemez. Hücreler sadece yapılarındaki DNA sayesinde bazı taşıyıcı proteinler üretirler ve onlara "güvenirler". Taşıyıcı proteinlerin taşıdıkları kimyasallar hücre içerisindeki kimyasal tepkimelere dahil olur. Diğerleri ise ya hücre içine giremez ya da ortadan kaldırılır. Tabii ki evrimsel süreç içerisinde bu taşıyıcı proteinlerin yapısı değişebilir, dolayısıyla hücre içerisine alınabilen kimyasallar değişir ve böylece hücre içi süreçler farklılaşır. Ancak araştırmacılar bununla uğraşmak yerine, doğrudan bir protein taşıyıcısı kullanmaktadırlar.
Araştırmacıların "yabancı yaşam" olarak tanımladıkları bu organizmalar, ileride birçok hastalığın tedavisi için ümit vaadediyor. Örneğin sadece kanserli olan hücrelerde aktive olan, toksik aminoasitler barındıran bir protein üretilerek kanserle savaşmamız mümkün olabilir. Bir diğer araştırma sahasının ise nanomalzemeler üretmek konusunda olacağı düşünülüyor. 1989 yılında DNA'ya yapay nükleotitler eklemek üzerine ilk önemli çalışmalara imza atan Zürih'teki İsveç Federal Teknoloji Enstitüsü'nden Steven Benner araştırmanın sonuçlarıyla ilgili şunları söylüyor:
Floyd'un çalışması birçok kişi tarafından imkansız olarak görülüyordu. Çünkü DNA'yı içeren kimyasal tepkimelerin mutasyonlardan kaçınmak için oldukça hassas olmaları gerekir. Yaptıkları çalışmada şu anda milyonlarca baz çiftini barındıran bir DNA içerisine sadece 1 çift yabancı dizi kattılar. Ancak bunun bir sınırı olduğunu düşünmüyorum. Bana kalırsa, tamamen yabancı baz çiftlerinden oluşan bir yaşam mümkün. Eğer ki zamanda geriye gidip, 4 milyar yıl önce başlayan evrimi yeniden işletecek olsaydınız, tamamen farklı bir genetik sistem elde edebilirdiniz.
Buna rağmen tamamen sentetik bir organizma yaratmak çok zor bir iş. Çünkü günümüzdeki canlılığın özünde, şu anda vücutlarımızda taşıdığımız DNA ve 4 nükleotit bulunuyor. Yani her şeyimiz buna bağlı olarak evrimleşti. Bunu öyle bir günde değiştirerek her şeyin çalışmasını bekleyemeyiz. Bu yüzden bazı araştırmacılar, şu anda var olan organizmaların tamamen sentetik bir DNA ile yaşayabilecekleri kanısında değiller.
Fakat bu araştırmanın da imkansız olduğu düşünülürse; hatta bir zamanlar canlılığın yapısının hiçbir şekilde değişmediği, değişemeyeceği ve değiştirilemeyeceğine inanıldığı hatırlanacak olursa, bilimin bize göstereceklerinden umutlu olmamız gerekiyor.
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.
Soru & Cevap Platformuna Git- 4
- 4
- 1
- 1
- 1
- 1
- 1
- 0
- 0
- 0
- 0
- 0
- Nature. Nature. (4 Haziran 2020). Alındığı Tarih: 4 Haziran 2020. Alındığı Yer: Nature | Arşiv Bağlantısı
- E. Callaway. First Life With "Alien" Dna Created In Lab. (4 Haziran 2020). Alındığı Tarih: 4 Haziran 2020. Alındığı Yer: Scientific American | Arşiv Bağlantısı
- IFLS. Semi-Synthetic Organism Uses New Dna Bases. (4 Haziran 2020). Alındığı Tarih: 4 Haziran 2020. Alındığı Yer: IFLS | 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 05/11/2024 17:44:34 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/2319
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.