Hareketli Genler

Ara 02 2007

Hareketli Genler

Currently 5.0/5 Stars.
1
2
3
4
5

Rating: 5.0/5 (Toplam Oy: 1)

GenBilim Editor

Pazar, 02 Aralık 2007

Okunma: 381 kez

Insan genomunun yaklasik yüzde 5’inden daha az bir kisminin protein kodlayan genlerden meydana geldigi tahmin ediliyor. Yaklasik yüzde 45’i ise ‘transposon’ veya ‘siçrayan gen’ adi verilen hareketli DNA parçalarindan olusuyor. Geri kalan yüzde 50 ise ‘non-coding’ denilen, protein kodlamayan ve vazifesi de su an için bilinemeyen DNA dizileridir. Bir zamanlar apandisitin vazifesiz ve evrim artigi bir organ oldugunun iddia edilmesi misâli, genomdaki görevi ve ne is yaptigi henüz bilinemeyen bu DNA dizilerine ‘junk DNA,’ yani ‘ise yaramaz DNA’ adi verilmisti.
Apandisitin adi üstünde bir ‘fazlalik’ veya bir ‘eklenti’ olmadigi, onun da bir vazifeye binaen insan vücuduna konuldugu son yapilan çalismalar neticesi biraz aydinlatilmis; böylece apandisit kendisini yeniden isbat etmistir. Simdi de, bu sira transposonlarda olsa gerek. Uzun süredir vazifeleri bilinmedigi için ise yaramaz addedilen bu DNA dizilerinin gerçekte ne kadar hayretfeza ve muhtesem bir düzenin parçasi olduklari kesfediliyor simdilerde…

Transposonlar, bir hücre içerisindeki genomda yer degistirebilen, hareketli DNA bölgeleridir. Hareketli gen parçalarina bakterilerden insana kadar bütün organizmalarda rastlanmistir. Bazi transposonlar bir defa, bazilari ise yüzlerce veya binlerce defa tekrarlanabilmekte; uzunluklari ise 50 ile 10.000 baz çifti arasinda degisebilmektedir.

Transposonlarin hareketlerinin sonucu iki sekilde olur:
Mutasyonlara sebep olurlar.
Genomdaki DNA’yi azaltabilir ya da artirabilirler.

Siçrayan genlerin iki türü vardir:

Transposonlar: Direkt olarak bir bölgeden digerine yer degistiren DNA parçalari.

Retroposonlar: Önce DNA bölgesi transkribe olur, yani kod RNA’ya çevrilir. Sonra ters transkriptaz enzimi kullanilarak RNA yeniden DNA halinde kodlanir ve yeni bölgeye bu DNA yerlestirilir. Böylece, bir öncekinin aksine, gen parçasi bulundugu yeri terketmemekte; ama kopyasi gereken yere gönderilmektedir. Bu, bilgisayarda yaptigimiz kopyala-yapistir isleminin bir benzeridir. Bu kopyalama ve yapistirma isi ile vazifeli enzime ise ‘transposase enzimi’ denilir. Bu enzimden yararlanilarak artik tek bir islem ile DNA parçalari veya genler DNA dizilerine ve canli hücrelere aktarilabilmektedir.

Ilk olarak 1930’lu yillarda Marcus Rhoades, 1950’li yillarda ise Barbara McClintock DNA’daki hareketli gen parçalarindan söz ettiler. Ancak bu bulusun bilim çevrelerince kiymeti ve degeri pek anlasilamadi, hatta kabul görmedi. Çünkü, klasik genetik anlayisina göre kromozomlardaki genlerin sabit olmasi fikri hakim durumdaydi. Ancak transposonlarin klonlanmasiyla onlar üzerlerinde çalisma yapilmaya baslanilmasindan sonradir ki bu hareketli gen parçalari bilim çevrelerince kabul gördü. 1983’te Barbara Mc Clintock’a misir bitkisi üzerindeki transpose olabilir elementler hakkindaki çalismalarindan dolayi Nobel ödülü verildi. Sabit ve statik oldugu düsünülen genlerin plastik, hareketli ve degisken oldugu, Clintock’un bu kesfi sayesinde anlasildi.

Bir organizmayi meydana getiren hücrelerdeki bütün DNA’lar birbirinin aynisi mi?

Hayir!

Iste bu nedenle, McClintock’un çalismasi son derece önemli. Aslinda bütün bedendeki hücrelerin ayni olmasi bazi genetik problemlerin anlasilmasinda zorluk çikartiyordu.

Meselâ insan vücudunun savunma sistemi tarafindan üretilen ve yüzbin ilâ bir milyon civarinda farkli çesidi oldugu tahmin edilen bir protein grubu olarak antikorlar sayesinde vücut, hastaliklara karsi kendisini koruyabilmektedir. Problem iste burada! Bu antikorlarin sentezi, her protein gibi, DNA’da bulunan kodlarin okunmasiyla baslar. Bu proteinlerin sentezlenebilmesi için bir hücrenin genomunda en az yüzbin antikor geni olmasi gerekir; ki bu da imkânsizdir. Eger böyle olsaydi, bütün DNA sirf antikor genleriyle dolardi.

O halde bunun açiklamasi ne olabilir?

Eger kromozomlardaki genlerin yerleri sabit ise, çözüm yoktur. 1976 yilinda bunlari düsünen Susumu Tanegawa hücredeki antikorlarin kromozomlardaki yerlerinin sabitligi konusunda bir arastirma yapti. Yetiskin bir fare ile, fare embriyosundaki bir antikorun kromozomlardaki yerini karsilastirdiginda, sonuç tam bir sürprizdi. Yetiskin bir farede bütün olan gen, embriyoda iki farkli bölgede iki parça halinde bulunuyordu. Demek ki, bagisiklik sistemindeki milyonlarca hücrede, gen parçalari kromozomlarda yer degistirerek fonksiyonel genler meydana getiriyorlardi. Ilginç olani, her hücre az farkliliklarla degisik genler meydana getiriyorlar, böylece bagisiklik sistemi için gerekli olan milyonlarca degisik antikor üretilmis oluyor. Iste bu çalismasiyla Susumu Tanegawa da Nobel ödülü kazandi.