DNA Eşlenmesi İlk Kez Filme Alındı

DNA Eşlenmesi İlk Kez Filme Alındı

Biyoloji 21 Haziran 2017
DNA eşlenmesinin ilk kez görüntülenmesi kitaplardan öğrendiklerimize meydan okuyacağa benziyor.

Bilim insanları, tek bir DNA molekülünün nasıl kendini eşlediğini yakından görüntülemeyi başardılar. Bu görüntülerin elde edilmesi, bugüne kadar bildiğimiz süreç hakkında yeni soruların ortaya çıkmasına neden oldu.

Elde edilen eş zamanlı görüntüleme sayesinde, yaşamın temel molekülünün geçirdiği bu sürecin sandığımızdan çok daha fazla rastgelelik içerdiği ortaya çıktı. Bu durumda, genetik eşlenmenin mutasyonlar olmadan nasıl meydana geldiği konusunda bildiklerimizi tekrar gözden geçirmemiz gerekecek.

DNA çift sarmalı, yapısında, adenin, timin, guanin, sitozin (A, T, G, C) olmak üzere 4 farklı baz bulunduran birbiri içine geçmiş genetik materyali taşıyan iki iplikçikten oluşmaktadır. DNA eşlenmesi, helikaz adı verilen enzimin bu iki iplikçiği birbirinden ayırması ile başlar. Ayırma işleminin ardından primeraz enzimi, iplikçiklerin her birine bir primer takar. Sonrasında, DNA polimeraz enzimi bu primerlere tutunarak iplikçiklerdeki bazların karşısına uygun bazları yerleştirir ve her bir iplikçikten birer çift sarmal meydana gelmiş olur. 

Bu süreci aşağıdaki videodan izleyebilirsiniz.

Çift sarmallar birbirine ters yönde olan iki iplikçikten oluşurlar ve bu iplikçiklerden birine öncü iplik (leading strand), diğerine de gecikmeli iplik (lagging strand) denir.

Eşlenme sırasında, birbirine tutunan baz dizilimi orjinale uygun şekilde meydana gelir. Yani, öncü iplik ayrıldığında, karşısına enzimler tarafından gecikmeli ipliğin aynısı inşa edilir. Gecikmeli iplik ayrıldığında da aynı şekilde karşısına öncü iplik inşa edilir.

Bilim dünyasında, öncü ve gecikmeli ipliklerdeki DNA polimerazların birbirleri ile koordineli bir şekilde işledikleri varsayılıyordu. Böylelikle birbirlerinin önüne geçmedikleri ve mutasyonlara neden olmadıkları düşünülmekteydi. Fakat elde edilen yeni görüntülere göre, iplikler arasında herhangi bir koordinasyon yok ve buna rağmen mükemmel bir eşleşme söz konusu.

Araştırmacılar bu projede E. coli bakterisinden elde ettikleri tekli DNA molekülünü kullandılar. Çalışmada, tek iplikçiklere yapışmayan fakat çift iplikçiklere yapışan bir boya kullanarak eşlenme sürecini takip ettiler.

Bakteriyel DNA ve insan DNA’sı yapısal olarak farklılık gösterse de eşlenme süreleri her ikisinde de  aynı olduğundan vücudumuzda bu süreçte nelerin olduğu bu görüntüler sayesinde açığa çıkmış oldu. Süreç boyunca birbirinden bağımsız hareket eden iplikçikler, sürpriz başlayış ve bitişler yapmakta. Bazen gecikmeli iplik, sentezi durdurabiliyor fakat öncü iplik büyümeye devam ediyor. Bazen de ipliklerden biri normal eşleme hızının 10 katı hızda eşleme yapıyor.

Yapılan çalışmalar sonucunda, eşlenme sürecinde iplikçikler arasında bir koordinasyonun olmadığını ortaya koyan araştırmacılar, koordinasyon yokluğu nedeniyle DNA çift sarmalında bir “acil durum düğmesi” olması gerektiğini de savunuyorlar. Araştırmacılar, bu düğmenin devreye girmesi ile, helikazın etkinliğinin durdurulup, polimerazın ona yetişmesinin sağlandığını belirtiyorlar.

Bu video ile akıllara şu soru takılıyor: “iki iplikçik birbirinden bağımsız hareket ediyorsa, çözülen sarmallar süreci yolunda tutmayı nasıl başarıyor ve mutasyonları nasıl en aza indiriyor. 

Umarız bundan sonra yapılacak olan çalışmalar bu soruları aydınlatmaya yeter.

Araştırma sonuçları Cell dergisinde yayınlanmıştır.

Kaynak
https://www.sciencealert.com/dna-replication-has-been-filmed-for-the-first-time-and-it-s-stranger-than-we-thought

İleri Okuma
http://www.cell.com/cell/pdf/S0092-8674(17)30634-7.pdf

  FACEBOOK YORUMLARI

  YORUM YAP

Bu içeriğe yorum yapabilmek için lütfen

Giriş Yap

Facebook ile Bağlan

Arkadaşına Gönder