GENETİK BENZERLİK NEDİR?

Bilim ile aydınlık geleceğe!

GENETİK BENZERLİK NEDİR?

Hemen hemen hepimiz daha önce insanlarla şempanzeler arasındaki genetik benzerliğin %99’a yakın olduğunu duymuşuzdur. Bu iki tür arasındaki benzerlik oranının bu kadar yüksek olmasından mıdır bilinmez, insanlarla diğer canlı türleri arasındaki benzerlik oranları bu kadar gündeme gelmemiş üzerine sansasyon yaratıcı haberler yapılmamıştır. Sadece şempanzelerle değil, insanlarla diğer canlı türleri arasında ve diğer türlerin kendi aralarında da belirli oranlarda benzerlikler vardır. Peki bu benzerlikler bizim için ne ifade etmektedir? Gelin bu yazımızda bunu inceleyelim.

Genetik benzerlik, farklı türlerin genom (genlerin bütünlüğü) ya da farklı gen bölgelerinin karşılaştırılmasıyla elde edilen sayısal bir değerdir. Bu verilere ulaşırken protein kodlayan genlerin ya da  nükleotitlerin teker teker dizilerek karşılaştırılması gibi yöntemler uygulanır. Bunların dışında organizmaların genomlarının aynı bölgelerinde bulunan transpozonların (insan genomunun %50’sini oluşturan ‘sıçrayan genler’) dizimi sonucunda da organizmalar arasındaki benzerlik oranına ulaşılır1. Organizmaların genomlarının karşılıklı olarak dizilerek yapılan benzerlik analizlerine ise  karşılaştırmalı genomik denir.

Karşılaştırmalı genomik, ilk olarak 1980’lerde hayvanları enfekte eden Picornavirüsleri ile bitkileri enfekte eden Cowpea mozaik virüslerinin genomları arasında karşılaştırma yapılarak ortaya çıkmıştır2 . 1986 yılında ise daha kapsamlı bir çalışma yapılarak her biri 100’den fazla gen içeren Varicella-zoster virüsleri ve Epstein-Barr virüsleri arasında karşılaştırma yapılmıştır3. Hem türler arasındaki evrimsel ilişkileri hem de temel olarak genler arasındaki benzerlik ve farklılıkları inceleme üzerinde duran karşılaştırmalı genomik çalışmaları ilk olarak 1995 yılında bütün genom haritası çıkarılan Haemophilus influenzea ve Mycoplasma genitalium bakterileri arasında yapılmış böylece hem genom çalışmalarında hem de karşılaştırmalı genomik alanında büyük bir adım atılmıştır4.

İnsan genom projesinin başlamasıyla birlikte bir yandan hastalıklara sebep olan genlerin ortaya çıkarılması ve incelenmesi üzerinde durulurken diğer bir yandan ise birçok türe ait organizmaların genomlarının insanlarınkiyle birlikte incelenmesi ve insan genomuyla benzerliklerinin saptanması da amaçlanıyordu5. Dolayısıyla 1990 yılından sonra bu alandaki araştırmalar yükselişe geçmiş, sonraki yıllarda hem yüzlerce türe ait genom haritaları çıkarılmış hem de birçok tür arasında karşılaştırmalar yapılmıştır6. 2003 yılında insan genomunun tamamen haritalanması diğer birçok türle insan arasındaki evrimsel yakınlık ve akrabalık düzeyinin saptanmasının önünü açmıştır. Şempanze genomundaki 8.859 gen ile günümüz insanı homo sapiens genomundaki 13.731 genin bilgisayar programları kullanılarak karşılaştırılması sonucunda aralarındaki farklılığın %1.24 olduğu (%98.76 benzerlik) saptanmıştır7. Benzerlik gösteren genlerin % 2.7 oranının, tekrarlanan genler olduğu görülmüş daha sonra o genler çıkarılarak %96 oranında benzerlik olduğu sonucuna varılmıştır. Bununla birlikte insanlarla şempanzeler arasındaki genetik farklılığın fareler ve sıçanlar arasındaki genetik farklılıktan 10 kat daha az olduğu belirtilmektedir. Buradan yola çıkarak iki tür arasındaki akrabalığın ne kadar yakın olduğunu anlayabiliyoruz8.

Tavuk ve insan genleri arasında yapılan karşılaştırmalar sonucunda genlerin yaklaşık %60’ının benzer olduğu saptanmıştır. Araştırmacılar, tavuk ve insan gen çiftlerinin %72’sinin kirpi balığında da bulunduğunu ve bu genlerin çoğunun omurgalılarda benzerlik gösterdiğini belirtmiştir9. Muz ve meyve sineği ile insan genomu arasında yapılan genomik karşılaştırmalar sonucunda da benzerlik oranlarının yaklaşık olarak %60 olduğu sonucuna varılmıştır. Hücre döngüsü, hücre kontrolü gibi hücresel işlevlerle ilgili konularda muzlar ile ortak genleri taşırken büyüme, gelişme ve diğer birçok biyolojik süreçlerle ilgili konularda meyve sinekleriyle ortak genleri taşımaktayız. Ayrıca insanlarda hastalık genlerinin %75’inin meyve sineklerinde bulunması bu böcekler üzerinde insan hastalıkları konusunda birçok araştırma yapılmasına yol açmıştır10.

Sonuç olarak, yüksek bilgisayar ve yazılım teknolojileri sayesinde karşılaştırmalı genomik yapılarak canlı türlerinin genom ya da belirli gen bölgelerinde ne gibi benzerlikler olduğu ve evrimsel olarak hangi türlerin daha yakın akraba olduğu gibi sonuçlara varılır. Elde edilen bu sonuçlar evrimsel biyoloji, genetik vb. birçok bilim alanında gelişmelere yol açarak başka araştırmaların yapılmasına da öncülük etmektedir.

KAYNAKÇA:

  1. Pray, L. (2008)Transposons: The jumping genes. Nature Education 1(1):204
  2. P,Argos. G,Kamer. MJ, Nicklin. E,Wimmer. (1984 Sep 25; 12(18): 7251–7267). Similarity in gene organization and homology between proteins of animal picornaviruses and a plant comovirus suggest common ancestry of these virus families
  3. DJ,Mc Geoch. AJ Davison. (1986 May 27; 14(10): 4281–4292). DNA sequence of the herpes simplex virus type 1 gene encoding glycoprotein gH, and identification of homologues in the genomes of varicella-zoster virus and Epstein-Barr virus.
  4. Touchman, J. (2010)Comparative Genomics. Nature Education Knowledge 3(10):13
  5. thd.org.tr/thdData/userfiles/file/turgutulutin.pdf
  6. Ingo Ebersberg. Dirk Metzler. Carsten Schwar. Svante Paabo. (June 2002, Pages 1490-1497) Genomewide Comparison of DNA Sequences between Humans and Chimpanzees
  7. https://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.0030170
  8. Stevfan Lovgren.(AUGUST 31, 2005 ). Chimps, Humans 96 Percent the Same, Gene Study Finds
  9. https://www.sciencedaily.com/releases/2004/12/041208230523.htm
  10. https://www.breakthroughs.com/foundations-science/how-genetically-related-are-we-bananas
  11. Görsel: https://en.wikipedia.org/wiki/Comparative_genomics

 

Yorum yapılmamış

Yorumunuzu ekleyin