DNA sadece çift sarmal değil!
Bilim insanları ilk defa, canlı hücrelerde daha önce hiç görülmemiş yeni bir DNA yapısının var olduğunu belirledi.
Canlı hücrelerdeki ‘bükülmüş düğüm’ DNA’sı olarak tanımlanan keşif, karmaşık genetik kodumuzun, DNA ile bağdaştırılan çift sarmal yapıdan daha karışık bir simetriye sahip olduğunu ve bu moleküler değişkenlerin aldığı şekillerin, biyolojimizin işlev şeklini etkilediğini doğruluyor.
Avustralya’daki Garvan Tıbbi Araştırma Kurumunda antikor tedavi araştırmacısı olan Daniel Christ şöyle söylüyor: “Çoğumuz DNA’yı düşündüğümüz zaman çift sarmalı düşünürüz”
“Bu yeni araştırma, tamamen farklı olan DNA yapılarının mevcut olduğunu ve bunların muhtemelen hücrelerimiz için önemli olduğunu hatırlatıyor.”
Araştırmacı takımın belirlediği yeni DNA bileşeni, araştırmacıların ilk defa 1990’lı yıllarda keşfettiği ancak şimdiye kadar sadece canlı dışında şahit olunan, yaşayan hücrelerde görülmeyen arakatkılı örge(i-motif) yapısı olarak adlandırılıyor.
Şimdiyse, Christ’in takımı sayesinde artık i-motif’in insan hücrelerinde doğal olarak meydana geldiğini biliyoruz. Böylelikle daha önce sadece laboratuvarda gösterildiği için hakkında şüphe duyulan bu yapı, şimdi hücre biyolojisi bakımından önem taşıyor.
(Zeraati vd., Nat Chem, 2018)
Eğer DNA şekilleriyle olan tek aşinalığınız Watson ve Crick ile meşhur olan çift sarmallar ise, arakatkılı örge biçimi size şaşırtıcı gelebilir.
Araştırmanın eş lideri genombilimci Marcel Dinger, “I-motif, DNA’nın dört iplekten oluşan bir ‘düğümü’” diye açıklıyor.
“Düğüm yapısında, aynı DNA ipliğinin C [sitozin] harfleri birbirlerine bağlanıyor; bu yüzden bu yapı, karşı yönde yer alan ‘harflerin’ birbirlerini tanıdığı ve C’lerin G’lere [guaninlere] bağlandığı çift bir sarmaldan çok farklı.”
Gervan’da çalışan ve yeni çalışmanın ilk yazarı olan Mahdi Zeraati’ye göre i-motif, hücrelerimizin içinde bulunabilen ve çift sarmal şeklini almayan bir miktar DNA yapısından sadece biri; diğer yapılar arasında A-DNA, Z-DNA, üçlü DNA ve haç biçiminde DNA var.
Araştırmacılar, G-dört katlı (G4) DNA olarak adlandırılan bir diğer DNA yapısını da ilk olarak 2013 yılında insan hücrelerinin içinde görselleştirmişlerdi. Hücrelerin içindeki G4’ü ortaya çıkarmak içinse, üzerinde mühendislik uygulanmış bir antikordan yararlanmışlardı.
Zeraati ve diğer araştırmacılar, bu yeni çalışmada da aynı tür yöntemi kullandılar ve i-motifleri özellikle tanıyıp onlara bağlanan (iMab isimli) bir antikor bölümü geliştirdiler.
Bu sayede antikor, hücredeki i-motiflerin yerlerini immünofloresan bir parlamayla vurguladı.
Hücrelerin çekirdeğindeki iMab antikorunun (yeşil) şekli üstüne bindirilen sanatçı izlenimi (Chris Hammang)
“Bizi en çok heyecanlandıran şey, yeşil noktaların (i-motifler) zamanla ortaya çıkmasını ve kaybolmasını, bu yüzden onların oluştuğunu, dağıldığını ve yeniden oluştuğunu görebilmemiz olmuştu” diyor Zeraati.
I-motif yapısının işlevi hakkında hâlâ öğrenecek pek çok şey olsa da, bulgular, kısa süreli i-motiflerin genelde bir hücrenin ‘yaşam döngüsünün’ sonlarında oluştuğunu gösteriyor; özel olarak bu döneme son G1 evresi deniyor ve bu dönemde DNA faal bir şekilde ‘okunuyor’.
I-motifler ayrıca, ‘promotör’ (destekçi) bölgeler olarak bilinen bölgelerde (DNA’daki bu alanlar, genlerin açılıp kapatılmasını kontrol ediyor) ve yaşlanmayla ilişkilendirilen genetik işaretçiler olan telomerlerde de ortaya çıkma eğilimi sergiliyor.
“I-motiflerin geliş ve gidişlerinin, yaptıkları şeye dair bir ipucu olduğunu düşünüyoruz” diyor Zeraati.
“Orada genlerin açılmasına veya kapatılmasına yardımcı olmaları ve bir genin etkin şekilde okunup okunmamasına etki etmeleri muhtemel gibi görünüyor.”
Bu yeni DNA şeklinin hücrelerimizde mevcut olduğunu kesin olarak bildiğimizden, araştırmacılar bu yapıların vücutlarımızda tam olarak ne yaptığını anlamaya çalışacaklar.
Zeraati’nin açıkladığı gibi, cevaplar çok önemli olabilir; sadece i-motif için değil, aynı zamanda A-DNA, Z-DNA, üçlü DNA ve haç şeklindeki DNA için de.
Zeraati, ScienceAlert sitesine şöyle açıklıyor: “Bu alternatif DNA oluşumları, hücredeki proteinler için onların soydaş DNA dizilerini tanıması ve düzenleyici işlevlerini kullanmaları bakımından önemli olabilir”
“Bu yüzden bu yapıların oluşumu, hücrenin işlevini normal şekilde yerine getirmesi için son derece önemli olabilir. Ayrıca, bu yapılarda gerçekleşen herhangi bir sapma, patolojik sonuçlar barındırabilir.”
Bulgular Nature Chemistry bülteninde sunuldu.
Ozan ZALOĞLU
