Çöp DNA (Junk DNA)!

Genetik yapımız 23 çift kromozom içerisinde 3.42 milyar nükleotidden oluşur. Çoğu memeli organizmaların genomu birbiri ile kıyaslama yapılabilecek ölçüdedir. Örneğin; inekler 3.65 milyar, sıçanlar 2.90 milyar ve fareler 3.45 milyar nükleotidden oluşur.

Gen Değil Genom Değiştiriliyor - Sinirbilim
Çöp DNA (Junk DNA)!

Tabi ki biyolojinin tüm konularında olduğu gibi bu konuda da istisnalar mevcuttur. Bunlara 1.69 milyar nükleotid sayısı ile Kıvrık Kanatlı Yarasaları ve 8.1 milyar nükleotid sayısı ile Kırmızı Sıçan genomu örnek verilebilir. 

Canlıların nükleotid yapısı nükleotid sentezi ve nükleotid çeşitleri BİYODOC
Canlıların nükleotid yapısı nükleotid sentezi ve nükleotid çeşitleri BİYODOC

Tüm omurgalı canlılar arasında en fazla genom değişkenliği balıklarda görülür. Chelonodan fluviatilis genomu 0.34 milyarken, Protopterus aethiopicus genom boyutu 130 milyardır.

Tüm bu genom sayıları arasındaki farktan daha ilginç bir olay daha mevcuttur. Tüm ökaryotik canlılarda, hücre içerisinde protein kodlamayan çok sayıda DNA fazlalığı vardır. 

İNSAN GENOM PROJESİ
Genom Büyüklükleri

Örneğin; insanlarda DNA’nın sadece %2‘si gerçekten protein kodlarken, geri kalan %98’lik kısım protein kodlamaz.

İnsan Genom Projesi ve Junk DNA

Human Genome Project (HGP/İnsan Genom Projesi) ile tüm genomumuzun ortaya serileceği düşünülürken hiç beklenmeyen sonuçlar ortaya çıktı.

HGP; insan DNA’sını oluşturan baz çiftlerini belirlemek, tüm genomun işlevsel ve fiziksel açıdan tanımlamak ve gen haritasının çıkarılması amacı güden uluslararası bilim projesidir.

Ayrıca HGP, farklı ülke ve kurumların bir araya gelerek iş birliği içerisinde gerçekleştirilen en büyük biyoloji projesidir.

Proje resmi olarak 1990 yılında başladı ve 14 Nisan 2003 yılında tamamlandığı duyuruldu.

Proje sonucu beklenenden çok çok az bir kısmın Protein kodladığı (%2’lik) ortaya çıktı. Bu sonuç hem hayal kırıklığı hem de büyük bir heyecana sebep oldu. balarda genomun %98’lik kısmının hiçbir işe yaramadığı düşünülüyordu. bu yüzden protein kodlamayan kısıma hasarlı, çöp ve işlevsiz anlamına gelen “Junk DNA” dendi. Bu ismi 1972 yılında genetik bilimci Susumu Ohna verdi.

Genomun bu bölümleri, transpozisyon yoluyla veya DNA parçalarının genomda farklı pozisyonlardaki hareketleri ile oluşur. 

Sıçrayan Genler: Evrimsel Yolculuğumuzdaki Kilit Oyuncular - Sinirbilim
Sıçrayan Genler:

Sonuç olarak bu bölgelerin çoğu transpozonların( hareketli gen bölgesi) çoklu kodlarını içerir. Transpozonlar genom içerisinde yer değiştirme özelliğine sahiptirler. Transpozonlarda yer değiştirme bir kez olabileceği gibi binlerce kez de olabilir.

Genom çevresinde hareket etmek için kopyalama mekanizmasını kullanan parçalar genetik materyal miktarını arttırır. Eğer transpozon aktivitesi yumurta veya sperm hücrelerinde meydana geliyorsa, bu genler popülasyona entegre olmak ve ev sahibi genom boyutu arttırmak için iyi bir şansa sahiptir.

“Junk DNA” yıllarca araştırılmayı bekleyen bir konu oldu. Bu konu çokta ilgi çeken bir araştırma konusu değildi. Fakat her zaman olduğu gibi yine minnet duyduğumuz araştırmacılar bu çokta popüler olmayan konuda araştırma yapmaya soyundular.

Çöp DNA düşünüldüğü gibi gereksiz değil - Bilim.org
Çöp DNA düşünüldüğü gibi gereksiz değil

1990’lı yılların başında HGP başladığı yıllarda, Junk DNA görünüşünün, özellikle tekrarlanan elementler, araştırmacılar üzerindeki merak duyusunu arttırdı. 

Günümüzde birçok bilim insanı tarafından kodlayan kısımdan çok, kodlamayan kısım rabet görmekte ve hazine gibi değerli sayılmaktadır. Her geçen gün yapılan araştırmalar sonucu değişebilen parçaların aslında işe yaramaz, işlevsiz DNA parçaları olmadığı anlaşılmaktadır.

Evrim biyoloğu Stephen Jay Gould ve Yale Üniversitesi’nde Elisabeth Vrba; farklı genomik varlıların, kendi asıl işlevleri dışında yeni rolleri nasıl yerine getirdiğini açıklamak için “exaptation”(evrim sırasında bir özelliğin işlevindeki bir değişimi tanımlar) terimi kullanılmıştır.

HGP’nin tamamlanmasından tam beş yıl sonra bile yeni genomik bölgeler keşfedildi.

Sayısız örnek ile tekrarlayan elementlerin kesinlikle işlevsiz olduğunu gösterse de tam aksine Junk DNA oldukça önemli olup bu parçaların ökaryotik genomların tamamlayıcı parçalarıdır.

Çöp DNA | Bilim ve Gelecek
Çöp DNA

Junk DNA’nın Görevleri:

  1. Hangi proteinin nerede, nasıl ve ne kadar, ne zaman kodlanacağını; ne zaman durdurulup ne zaman başlatılacağını;
  2. Hangi genin hangi genle ya da hangi proteinin hangi proteinle birleştirileceğini; nereden nereye götürüleceğini;
  3. Hangi hücre ve dokunun hangi organda ne kadar ve ne zaman yapılacağını;
  4. Büyüme ve gelişmenin nerede nasıl düzenleneceğini;
  5. Kök hücrelerin nerede hangi hücre, doku ve organlara dönüşeceğini;
  6. Hangi genin hangi koşullarda susturulup çalıştırılmayacağını ya da daha önce sessiz kalıp fonksiyon göstermeyen hangi genin hangi koşullarda yeniden çalışmaya başlatılacağını;
  7. Bir gen okunurken hangi bölümün okunup hangi bölümün okunmayacağını, ne zaman, nereden nereye atlanacağını;
  8. Hücrelerin hangi koşullarda çoğaltılacağını ya da öldürüleceğini;
  9. Ne zaman kanser geliştirileceğini, hücre çoğalma ve bölünmesini, kromozomların yapısını, belirleyen bir nevi şalter çöp (!) DNA’lar…
Kaynak ve Referanslar

The 1000 Genomes Project Consortium. An integrated map of genetic variation from 1,092 human genomes. Nature, 2012; 491: 56–65.

The Indian Genome Variation Consortium. The Indian Genome Variation database (IGVdb): a project overview. Hum Genet, 2005; 118: 1-11.

The International HapMap 3 Consortium. Integrating common and rare genetic variation in diverse human populations. Nature, 2010, 467: 52-58

Yazan: İlknur YEŞİLYURT

Kaynak*

Kaynak**

Kaynak***

Kaynak****

Kaynak*****

Kaynak******

Kaynak******

YouTube Kanalımız

Leave a reply

Please enter your comment!
Please enter your name here