Yeni genlerin nasıl doğduğuna dair eskiden kabul görmüş hipotezlere bir yenisi eklendi: ‘Yetim gen hipotezi’ DNA dizi analizi verileri ışığında önem kazanan hipotezi destekleyecek bir çalışma, eLife dergisinde yayınlandı Çalışmada, bir türün DNA dizisi üzerinde gerçekleşen mutasyonlar ile “sıfırdan yepyeni genlerin oluştuğu görüldü
90’lı yılların ikinci yarısına kadar, yeni genlerin oluşumunun, genellikle, daha önceden varolan genlerin kopyalanması (duplikasyon) ve duplike kopya üzerinde mutasyonlar ile yeni dizi ve fonksiyon içeren genlere farklılaşması ile gerçekleştiği düşünülmekteydi Bu bakış açısına göre, bugün gördüğümüz türlerin ortak atası olan türlerde ortaya çıkmış birkaç gen, sürekli kopyalanıp, yeni genlere farklılaşarak, modern türlerde bulunan gen ailelerini oluşturmakta idi 1996 yılında maya (S cerevisiae) genom dizi analizi yayınlandığında, tanımlanan genlerin bir bölümünün benzer türlerdeki genlerle dizi benzerlikleri taşımadıkları farkedildi Bu veriye dayanarak ortaya atılan, ‘yetim gen hipotezi’ olarak da çevirebileceğimiz hipoteze göre, atasal türlerde benzerleri bulunmayıp, bir türün kendine özgü evrimsel değişim sürecinde, gen bilgisi içermeyen DNA bölgelerinin değişimi (mutasyonlar) ile de yeni genlerin oluşması mümkündüÖrneğin, primat ve insan türleri ortak bir atadan bugünkü haliyle gördüğümüz farklı türlere evrilmelerine rağmen, DNA dizileri ve sahip oldukları genler büyük oranda aynı dizilimi içermekte Şempanze ve bonobo türleri ile insan genomlarının %98,7 oranında aynı dizilime sahip olduğu, benzerliğin boyutuna dair bir örnek olarak verilebilir Diğer taraftan bu türler ayrışmaya başladığında DNA üzerinde mutasyonlar ile farklılıklar meydana gelmekte, ve bu farklanmalar, yepyeni genleri oluşturabilmekte 270 kadar genin sadece primatlara ayrışan soyda yeni genler olarak ortaya çıktığı, ve insanlarda bulunmadığı birkaç yıl önce gösterilmişti
Bu hipotezi türleşme çalışmalarında kullanılan meyve sineği türleri ile test eden, Viyana Populasyon Genetiği Enstitüsü’nden bir grup, Drosophila obscura grubuna ait 5 tür ile dışgrup olarak alınan 10 farklı akraba türün DNA dizilerini karşılaştırarak yaptığı çalışmada, yetim genlerin oluşum sıklığına ve hayat döngülerine dair yeni veriler sunmaktalar Yapılan çalışmada araştırmacılar, öncelikle D obscura türlerinin gen DNA dizilerini belirliyorlar Bu gen dizilerini dışgrup olarak seçtikleri meyve sineği türlerinin gen dizileri ile karşılaştırıyorlar Birçok gen bu iki grubun ortak atasında evrildiği için eleniyor Fakat belli gen dizileri dışgrup türlerde benzerleri bulunmadığından, ‘yetim genler’ olarak kabul edilip, inceleniyor
Araştırmacılar tüm genleri karşılaştırmalı olarak incelendiklerinde, D pseudoobscura türünün, dışgrup türlerde bulunmayan 1152 yeni ‘yetim’ gen içerdiğini göstermişler (Şekil 1) Bu oran tüm D pseudoobscura genlerinin %7‘sine karşılık gelmekte Bir diğer deyişle, genlerin %93’ü dışgrup ile ortak atada evrilip korunmuş iken, %7’si bu türe özgü genolmayan DNA dizilerinden ortaya çıkmış Araştırmacılar ileriki analizlerinde, tanımladıkları 1152 ‘yetim gen’in, genolmayan DNA dizilerine göre cok daha az mutasyona uğradıklarını göstermiş Bu düşük mutasyon oranı bu genlerin evrimsel olarak seçilim baskısı altında olduğunun bir işareti
Elbet bir genin son değerlendirmede gen olarak kabul edilmesi için, o genin bilgiye, yani öncelikle mesajcıRNA (mRNA) ve sonrasında proteine sentezlendiğini göstermek önemli Bu nedenle araştırmacılar, ‘yetim gen’ olarak tanımladıkları 1152 genin, mRNA’ya sentezlendiğini de göstermiş Gen ifadelenme verilerinin ortaya attığı son bilgi ise, ‘yetim gen’lerin daha çok erkek meyve sineklerinde ifadelendiği Bu bulgu, daha önce ortaya atılan ‘yetim genlerin’ öncelikle testislerde yoğun olarak mRNA’ya ve proteine ifadelendikleri bilgileri ile uyumlu
Bunun dışında, öne çıkan en önemli sorulardan birisi, belli bir türde ortaya çıkan bu yeni genlerin, o türü diğer türlerden farklılaştırmada, yani türleşmede oynadığı rolün, evrimsel bağlama oturtulması Bunun araştırılması ileriki heyecan verici çalışma alanlarından olacaktır ‘Yetim genlerin’, organizmaları yeni ve değişik çevre koşullarına daha uyumlu hale getirip doğal seçilim tarafından korunduğu hipotezi daha detaylı olarak incelenecektir İlk verilere göre, örneğin sadece insan sindirim sisteminde ifadelenen yeni bir genden sentezlenen protein ürününün mikroplar ile etkileşimde rol oynadığı; veya parazitler ile doğrudan etkileşimde olan protein ve enzimleri sentezleyen ‘yetim genlerin’ bulunmaya başlanması, bu hipotezleri incelemek isteyen araştırmacıların ilk adımda nereye yönelmesi gerektiği konusunda ipuçları olarak görülebilir
Linkleri sadece kayıtlı üyelerimiz görebilirForumTR üyesi olmak için tıklayınız
90’lı yılların ikinci yarısına kadar, yeni genlerin oluşumunun, genellikle, daha önceden varolan genlerin kopyalanması (duplikasyon) ve duplike kopya üzerinde mutasyonlar ile yeni dizi ve fonksiyon içeren genlere farklılaşması ile gerçekleştiği düşünülmekteydi Bu bakış açısına göre, bugün gördüğümüz türlerin ortak atası olan türlerde ortaya çıkmış birkaç gen, sürekli kopyalanıp, yeni genlere farklılaşarak, modern türlerde bulunan gen ailelerini oluşturmakta idi 1996 yılında maya (S cerevisiae) genom dizi analizi yayınlandığında, tanımlanan genlerin bir bölümünün benzer türlerdeki genlerle dizi benzerlikleri taşımadıkları farkedildi Bu veriye dayanarak ortaya atılan, ‘yetim gen hipotezi’ olarak da çevirebileceğimiz hipoteze göre, atasal türlerde benzerleri bulunmayıp, bir türün kendine özgü evrimsel değişim sürecinde, gen bilgisi içermeyen DNA bölgelerinin değişimi (mutasyonlar) ile de yeni genlerin oluşması mümkündüÖrneğin, primat ve insan türleri ortak bir atadan bugünkü haliyle gördüğümüz farklı türlere evrilmelerine rağmen, DNA dizileri ve sahip oldukları genler büyük oranda aynı dizilimi içermekte Şempanze ve bonobo türleri ile insan genomlarının %98,7 oranında aynı dizilime sahip olduğu, benzerliğin boyutuna dair bir örnek olarak verilebilir Diğer taraftan bu türler ayrışmaya başladığında DNA üzerinde mutasyonlar ile farklılıklar meydana gelmekte, ve bu farklanmalar, yepyeni genleri oluşturabilmekte 270 kadar genin sadece primatlara ayrışan soyda yeni genler olarak ortaya çıktığı, ve insanlarda bulunmadığı birkaç yıl önce gösterilmişti
Bu hipotezi türleşme çalışmalarında kullanılan meyve sineği türleri ile test eden, Viyana Populasyon Genetiği Enstitüsü’nden bir grup, Drosophila obscura grubuna ait 5 tür ile dışgrup olarak alınan 10 farklı akraba türün DNA dizilerini karşılaştırarak yaptığı çalışmada, yetim genlerin oluşum sıklığına ve hayat döngülerine dair yeni veriler sunmaktalar Yapılan çalışmada araştırmacılar, öncelikle D obscura türlerinin gen DNA dizilerini belirliyorlar Bu gen dizilerini dışgrup olarak seçtikleri meyve sineği türlerinin gen dizileri ile karşılaştırıyorlar Birçok gen bu iki grubun ortak atasında evrildiği için eleniyor Fakat belli gen dizileri dışgrup türlerde benzerleri bulunmadığından, ‘yetim genler’ olarak kabul edilip, inceleniyor
Araştırmacılar tüm genleri karşılaştırmalı olarak incelendiklerinde, D pseudoobscura türünün, dışgrup türlerde bulunmayan 1152 yeni ‘yetim’ gen içerdiğini göstermişler (Şekil 1) Bu oran tüm D pseudoobscura genlerinin %7‘sine karşılık gelmekte Bir diğer deyişle, genlerin %93’ü dışgrup ile ortak atada evrilip korunmuş iken, %7’si bu türe özgü genolmayan DNA dizilerinden ortaya çıkmış Araştırmacılar ileriki analizlerinde, tanımladıkları 1152 ‘yetim gen’in, genolmayan DNA dizilerine göre cok daha az mutasyona uğradıklarını göstermiş Bu düşük mutasyon oranı bu genlerin evrimsel olarak seçilim baskısı altında olduğunun bir işareti
Elbet bir genin son değerlendirmede gen olarak kabul edilmesi için, o genin bilgiye, yani öncelikle mesajcıRNA (mRNA) ve sonrasında proteine sentezlendiğini göstermek önemli Bu nedenle araştırmacılar, ‘yetim gen’ olarak tanımladıkları 1152 genin, mRNA’ya sentezlendiğini de göstermiş Gen ifadelenme verilerinin ortaya attığı son bilgi ise, ‘yetim gen’lerin daha çok erkek meyve sineklerinde ifadelendiği Bu bulgu, daha önce ortaya atılan ‘yetim genlerin’ öncelikle testislerde yoğun olarak mRNA’ya ve proteine ifadelendikleri bilgileri ile uyumlu
Bunun dışında, öne çıkan en önemli sorulardan birisi, belli bir türde ortaya çıkan bu yeni genlerin, o türü diğer türlerden farklılaştırmada, yani türleşmede oynadığı rolün, evrimsel bağlama oturtulması Bunun araştırılması ileriki heyecan verici çalışma alanlarından olacaktır ‘Yetim genlerin’, organizmaları yeni ve değişik çevre koşullarına daha uyumlu hale getirip doğal seçilim tarafından korunduğu hipotezi daha detaylı olarak incelenecektir İlk verilere göre, örneğin sadece insan sindirim sisteminde ifadelenen yeni bir genden sentezlenen protein ürününün mikroplar ile etkileşimde rol oynadığı; veya parazitler ile doğrudan etkileşimde olan protein ve enzimleri sentezleyen ‘yetim genlerin’ bulunmaya başlanması, bu hipotezleri incelemek isteyen araştırmacıların ilk adımda nereye yönelmesi gerektiği konusunda ipuçları olarak görülebilir
Linkleri sadece kayıtlı üyelerimiz görebilirForumTR üyesi olmak için tıklayınız