Canlı Hücrede, Çift Sarmallı Olmayan DNA Gözlemlendi
Bu yapıda, DNA'nın aynı ipliğindeki sitozinler, yani C harfleri, birbirlerine bağlanıyor. Artist rendering of the i-motif. (Credit: Chris Hammang)
Avustralya’da bulunan Garvan Tıp Araştırmaları Enstitüsü’nden Daniel Christ ve Marcel Dinger liderliğinde bir ekip, hücre içinde çift sarmaldan farklı biçime sahip bir DNA yapısını, ilk kez deneysel olarak saptadı. Dolaşıp düğümlenmişe benzeyen bu yapı, “Arakatkılı Motif” (İng. intercalated motif) ya da kısaca “i-Motif” olarak adlandırılıyor. Yapı hakkında daha önce çalışmalar yapılmış, fakat canlı hücre içinde doğrudan gözlemi şimdiye dek gerçekleştirilmemişti. Çalışmanın ayrıntıları Nature Chemistry dergisinde yayımlandı.
Bedenimizdeki her hücrenin içinde DNA molekülleri bulunur. DNA’nın yapısının çift sarmal biçiminde olduğu ilk olarak 1953 yılında ortaya kondu. 1990’lardan bu yana, kısa DNA parçalarının, çift sarmaldan başka biçimlerde de bulunabileceğini (en azından laboratuvar ortamında) biliyorduk. Bilimciler, DNA molekülleri üzerinde yaptıkları incelemeler sonucunda, çift sarmallı olmayan böyle DNA parçalarının var olma olasılığının farkına varmıştı.
Bu farklı biçimlerden biri de, çift iplikli bildik DNA’ya hiç benzemeyen i-Motifti ve araştırmacılar, i-Motif biçiminin, DNA kodunun nasıl ve ne zaman okunacağında önemli bir rolü olabileceğinden de kuşkulanıyorlardı. DNA dendiğinde, çoğumuzun aklına o ünlü çift sarmal çizimi gelir. Ama i-Motif, daha çok bir düğüme benziyor; hem de dört iplikli bir kördüğüme. Bu yapıda, DNA’nın aynı ipliğindeki sitozinler, yani C harfleri, birbirlerine bağlanıyor. O nedenle harflerin C-G (sitozin-guanin) ile A-T (adenin-timin) şeklinde bağlandığı çift sarmal yapıdan çok farklı oluyor.
Arakatkılı i-Motif daha önce laboratuvarda yaratılan yapay koşullarda, in vitro (yani deney tüpünde) görülüp incelenmişti. Canlı hücrelerin içinde ise ilk kez bu çalışma ile gözlemlenmiş oldular. Bu büyük önem taşıyan bir gelişme, çünkü doğada yani canlı hücre içinde i-Motif olup olmadığını bilen yoktu.
Araştırmacılar, hücre içinde i-Motif aramak için yeni bir araç geliştirdi: Özel olarak i-Motifi tanıyıp tutunabilen bir antikor molekülü parçası. Bu antikor parçası (i-Mab), sarmal biçimli DNA’ya ya da “G-dört katlı yapılar”a (G4: yapısal olarak i-Motife benzeyen dört iplikli bir başka DNA düzenlenişi) tutunmuyor. İşte bu yeni araç sayesinde, Avustralya ekibi hücre içi gözlemi gerçekleştirebildi ve floresan teknikleri kullanarak, i-Motiflerin konumlarını saptadı. Buna göre, çekirdek içinde çok sayıda yeşil nokta, yani i-Motif görüldü. Ayrıca i-Motiflerin zaman içerisinde belirip kayboldukları da dikkat çekti. Yani bu yapılar oluşuyor, çözülüyor ve yeniden oluşuyor.
Ekip, i-Motiflerin, hücrenin yaşam döngüsünün belirli noktalarında (DNA’nın etkin olarak okunmakta olduğu geç G1 evresinde) daha çok oluştuğunu keşfetti. Yanı sıra, i-Motiflerin bazı başlatıcı bölgelerde (genlerin açılıp kapatılmasını yöneten DNA alanlarında) ve telomerlerde (kromozomların uç kısımlarında) belirdiği de fark edildi.
Çalışmayı özetleyen makalenin başyazarı Mahdi Zeraati, i-Motifin, çift sarmal olmayan çok sayıda DNA düzenlenişlerinden sadece biri olduğunu vurguluyor. Yani hücrelerimizde i-Motiften başka A-DNA, Z-DNA, üçlü DNA ve artı biçimli DNA gibi yapılar da pekâlâ var olabilir. Örneğin 2013 yılında, i-Motifin gözlemlenmesinde kullanılana benzer bir teknikle, G4 yapısı insan hücrelerinin içinde ilk kez olarak saptanmıştı.
- Mahdi Zeraati, David B. Langley, Peter Schofield, Aaron L. Moye, Romain Rouet, William E. Hughes, Tracey M. Bryan, Marcel E. Dinger and Daniel Christ. I-motif DNA structures are formed in the nuclei of human cells. Nature Chemistry 2018 DOI: 10.1038/s41557-018-0046-3
- EurekAlert, "Found: A new form of DNA in our cells" https://www.eurekalert.org/pub_releases/2018-04/giom-fan041918.php
- Big Think, "Scientists discover new DNA structure that's not a double helix" http://bigthink.com/stephen-johnson/study-scientists-identify-new-twisted-knot-dna-structure-in-human-cells
- Science Alert, "BREAKING: Scientists Have Confirmed a New DNA Structure Inside Human Cells" https://www.sciencealert.com/scientists-have-confirmed-a-new-dna-structure-inside-living-cells-i-motif-intercalated
BilimFili.com: " Canlı Hücrede, Çift Sarmallı Olmayan DNA Gözlemlendi"
https://bilimfili.com/canli-hucrede-cift-sarmalli-olmayan-dna-gozlemlendi/
Genetik Haberleri
-
Allopatrik türleşme nedir ? Nasıl Gelişir ?
-
Maryland’teki “Kölelerin” Yaşayan 42.000 Akrabası Bulundu
-
Araştırmacılar kediler, yunuslar, kuşlar ve düzinelerce başka hayvanın genom haritasını çıkarıyor
-
Kolombiya'da nadir görülen bir kuş türünde "gynandromorphy" gözlemlendi
-
Kurumaya dayanıklı bitkiler için genom veritabanı yayınlandı
-
En son DNA barkodlama teknolojisiyle İsrail'in tatlı su balık türleri listesinin yeniden gözden geçirilmesi
-
İnsanların Daha Önce Bilinmeyen Bir Dokunma Duyusu Keşfedildi
-
Bilim İnsanları Tüm İnsan Genomunun Dizilimini Çıkardı. Ancak Henüz Bitmedi
-
İlk Defa Tazmanya Kaplanından RNA Elde Edildi
-
Neandertal DNA’nız, Sizi Acıya Karşı Daha Hassas Yapıyor Olabilir
-
Epigenetik ve Epigenetik Mekanizmalar
-
İlk taslaktan 20 yıl sonra insan Y kromozomu tamamen dizilendi.
-
Kim Bu Kimerizm? Tek Bedende İki Kişi
-
Gen terapi, genetik materyalin yeniden düzenlenmesi
-
mRNA Aşıları: Genetik İnovasyonunun Yeni Yüzü ve Sağlıkta Devrimi