HACHİMOJİ(8 KARAKTER)-HAYAT İÇİN YENİ YAPI TAŞLARI MI?

Bilim ile aydınlık geleceğe!

HACHİMOJİ(8 KARAKTER)-HAYAT İÇİN YENİ YAPI TAŞLARI MI?

Yaşamı  kodlama kriterlerini karşılayan 4 yeni DNA yapı taşı Amerikalı bilim insanları tarafından oluşturuldu.

Dünyadaki yaşamın sırrı bizim DNA’larımızda ve onun 4 tane “bazında” saklı. Bilindiği üzere DNA, insanlarda ve neredeyse tüm canlılarda bulunan bir kalıtım materyalidir. Neredeyse bir insanın vücudundaki tüm hücreler aynı DNA’ya sahiptir ve DNA’daki bilgiler 4 tane kimyasal bazdan oluşan bir kod olarak depolanır. Bunlar; Adenin(A), Timin(T), Sitozin (S) ve Guanin(G)’dir. DNA çift sarmal yapıya sahip olduğu için DNA bazları birbiriyle eşleşebilir ve birbirlerinin tamamlayıcı görevindedirler. Bu bazların sırası ve düzeni bir canlının oluşturulması için mevcut bilgileri belirler.

Bu 4 tane baz, yaşam için gerekli bilgileri kodlamak için yeterli olsa da, acaba daha fazlası olabilir mi? Firebird Biomolecular Sciences, Florida’dan Shuichi Hoshika ve onun çalışma arkadaşları var olan bazların yapısını düzenleyerek 4 tane yepyeni baz oluşturdular. Bunlar, var olan DNA bazlarının yanı sıra 8 karakterli bir kod vererek çalışabilirler. Bu yeni sistem Japonca’ da 8 karakter anlamına gelen “Hachimoji” olarak adlandırıldı. Bildiğimiz gibi bu yeni sistem hayatı kodlamak üzere en temel kriterleri karşılar.

İlk olarak, bu standart olmayan bazlar kararlı çift sarmalları birleştirebilirler. Aslında Florida ekibi, karşılaştırılabilir standart DNA’nın  hata oranları ile birlikte çift sarmalın ayrılma oranını tahmin edebildiler. Termodinamik dayanıklılığı, Hachimojinin bilgi depolama molekülü gibi çalışabildiğini gösteren ilk adımdır. Termodinamik dayanıklılığı, materyallerin neden aşınmaya uğradığını anlamaya veya yeni materyallerin yapılmasına yardımcı olur.

Yaşam için bu kodlar güvenilir bir şekilde tekrarlanabilir olmalıdır. Hoshika ve çalışma arkadaşları, Hachimoji DNA’sını kullanarak  RNA sentezi için kalıp oluşturup oluşturmadığını test ettiler. RNA, DNA’dan gelen genetik bilgileri aktararak birçok önemli süreçte rol oynayan nükleik asit polimeridir. RNA, DNA’ya çok benzer fakat yapısal olarak birkaç  önemli farklılıklara sahiptir mesela DNA çift iplikliyken RNA’da sadece tek iplik vardır. Hoshika ve ekibi ilk olarak Hachimoji DNA’sından RNA üretebilen bir protein tanımladılar. Bu RNA , standart olmayan bazların rastgele birleşmesiyle bozulan floresan proteiniyle bağlandı. Bu akıllıca hile, Hachimoji DNA’sının RNA’ya güvenilir bir şekilde kopyalanmasıyla sonuçlandı.

Dikkat edilen esas özellik ise değişkenliktir. Mutasyonlar, değişiklikler, genetik dizide meydana gelen değişikliklerdir ve mutasyonlar organizmalar arasındaki çeşitliliğin ana sebebidir. Bu değişiklikler birçok farklı seviyede oluşabilir ve geniş ölçüde farklı sonuçlara sahip olabilirler. Değişim olmadan evrimde olamaz. Ama mutasyonlar çift sarmalın kararlılığını  veya onun replikasyonunu bozmamalıdır. Florida ekibi, Hachimoji yapısında yüksek çözünmeyi incelediler ve baz dizisindeki değişikliklerin standart DNA aralığındaki yapının varyasyona sebep olduğunu anladılar – Hachimoji sistemi, dizideki değişikleri tolere edebilir. Hachimoji sistemi hem teknolojik fırsatlar açısından hem de hayatın kavramsallaştırılması için bir devrimdir. DNA, biyolojik organizmaların ötesinde bir bilgi depolama aracı gibi ortaya çıkar. Ayrıca, DNA’nın 4 bazı  moleküler biyolojide  imza barkodları gibi kullanılmıştır. Bu ekstra 4 baz ise kodlama gücünde büyük sıçramaları temsil etmektedir.

Esasen, dünyadaki tüm yaşam formları, DNA’nın 4 bazındaki diziye bağlıdır. Burada anladığımız üzere Hoshika ve ekip arkadaşları , hayatı düzenleyen ilkeleri karşılayabilen  diğer 4 tane baz olduğunu kanıtlamışlardır. Keşfedilen 4 yeni baz,  kainatın herhangi bir yerinde karşılaşabileceğimiz yeni bir yaşam formunun ipucusu olabilir. Bakalım yeni çalışmalar ve araştırmalar bizlere neler gösterecek.

 

KAYNAKÇA:

  1. Pearson H. Genetics: what is a gene? Nature. 2006. doi:10.1038/441398a
  2. Gilbert W. Origin of life: The RNA world. Nature. 1986. doi:10.1038/319618a0
  3. Eyre-Walker A, Keightley PD. The distribution of fitness effects of new mutations. Nat Rev Genet. 2007. doi:10.1038/nrg2146
  4. Hoshika S, Leal NA, Kim MJ, et al. Hachimoji DNA and RNA: A genetic system with eight building blocks. Science (80- ). 2019. doi:10.1126/science.aat0971

Yorum yapılmamış

Yorumunuzu ekleyin