Bakteriler Kendileri İçin Yeni Genler Yaratıyor
Genetikçilerden oluşan uluslararası bir ekip, bakterilerin kendilerini virüslere karşı savunmak için kullandıkları yeni bir genom düzenleme yöntemi keşfetti.
Bilim insanlarının da gösterdiği gibi, bakteriler kendilerine yeni genler yaratabiliyor. Ve bunlar çok tuhaf genler.
Israel Fernández, Madrid Complutense Üniversitesi: “Yabancı organizmaların biyolojisi gibi”
Genetik bilgi genellikle tek yönde yayılır: DNA’da depolanan genler, RNA moleküllerini oluşturmak için bir matris görevi görür ve bunlar daha sonra proteinlere çevrilir.
Bu düzgün ders kitabı hikayesi, 1970 yılında bilim insanlarının bazı virüslerin DNA yapmak için RNA’larını kullanabilen ve daha sonra bunları konak hücrenin DNA’sına dahil edebilen ters transkriptaz adı verilen enzimlere sahip olduğunu keşfetmesiyle biraz daha karmaşık hale geldi.
Örneğin insan immün yetmezlik virüsü bunu yapıyor. Bu yüzden onunla savaşmak çok zor – hücre bölünmesi sırasında varlığını sürdürüyor.
Ancak yeni bir makalede, genetikçiler klasik bir hikayede tamamen beklenmedik bir bükülme tanımladılar.
Genetikçiler, ters transkriptazın bakteriyel versiyonunun virüsün RNA’sını tamamen yeni genlerin oluşturulması için bir matris olarak okuduğunu ve bunları DNA’ya yazdığını buldular.
Bu genler daha sonra normal olarak savunma proteinlerine çevrilen ve bakterileri virüsten koruyan RNA’ya dönüştürülüyor.
Biyoinformatik uzmanı Aud Bernheim, “Bu çılgın bir moleküler biyoloji” diyor. “Bu tür bir mekanizma olduğunu asla tahmin edemezdim.”
CRISPR’ı aşmak
Bakteriler, güçlü CRISPR genom düzenleme sistemi gibi bir dizi savunma sistemini kullanarak virüsler ve diğer istilacılarla savaşır. Bakterilerin en esrarengiz savunmalarından biri, bir DNA ters transkriptaz geni ve net bir işlevi olmayan kısa bir kriptik RNA içerir: dizi herhangi bir proteini kodlamıyor gibi görünmektedir.
Bu savunma sisteminin nasıl çalıştığını bulmak için moleküler biyolog Stephen Tang ve biyokimyacı Samuel Sternberg liderliğindeki bir ekip, Klebsiella pneumoniae adlı bir bakteride ters transkriptaz tarafından oluşturulan DNA moleküllerini aradı.
Bilim insanları çok sayıda tekrar eden segmentten oluşan çok uzun DNA dizileri buldular. Her segment gizemli RNA’nın bir bölümüne karşılık geliyordu.
Bir döngü, başka bir döngü
Bu süreci açıklamak için yazarlar, uzun RNA ipliklerinin saç tokası şekilleri oluşturabileceğini ve iki uzak parçayı birbirine yaklaştırabileceğini belirtiyor.
Araştırmacılar, K. pneumoniae’nin ters transkriptazının pneumoniae’nin ters transkriptazının RNA dizisi etrafında ayakkabı bağı gibi bükülen tekrarlayan “daireler” oluşturduğunu ve aynı RNA molekülünü birçok kez DNA’ya yazdığını buldular. Bu, tekrarlayan DNA dizisini yaratan şeydir.
Tekrar eden segmentler, sentezi bitmemesi gereken çok garip bir proteini kodlayan bir dizi oluşturdu – mRNA’sı bir durdurma kodonu içermiyor.
Araştırmacılar bu diziye Neo adını verdiler. Bilim insanları viral enfeksiyonun, hücre bölünmesini durduran Neo proteininin üretimini tetiklediğini buldular.
Araştırmacılar, Neo’nun enfekte hücrelerin bölünmesini nasıl durdurduğunun henüz net olmadığını söyledi. Neo parçasının öngörülen üç boyutlu yapısı, RNA’sının hangi kısmının çevrildiğine bağlı olarak değişiyor.
Bir dizi spiral oluşturduğu düşünülüyor. Bernheim, viral bir enfeksiyonun Neo proteininin oluşumunu tam olarak nasıl tetiklediğinin de gizemini koruduğunu söyledi. Bilim adamı, “Bu gerçekten öğrenmek istediğim bir şey” dedi.
Başka bir yaşam
Ters transkriptazın tamamen yeni genler yaratabildiğinin keşfi diğer araştırmacıları da etkiledi. Bilgisayar kimyacısı Israel Fernandez, X’te “Bu sanki yabancı organizmaların biyolojisi gibi” diye yazdı.
Moleküler biyolog Nicolás Toro Garcia, “Elde ettikleri sonuçlar çok çarpıcı” diyor. Araştırmacıların sistem için biyoteknolojik uygulamalar geliştirmelerine yardımcı olacaktır.
Çalışmanın sonuçlarını değerlendiren Sternberg, “Bu, genoma bakışımızı değiştirmeli” diyor.
Derleyen: Feyza ÇETİNKOL
Kaynak: Bakteriler Kendileri İçin Yeni Genler Yaratıyor
Serebral Korteks Kendi Kendilerine Nöronları Organize Edebiliyor