Kalifornia Üniversitesi, San Francisco kampüsünde (UCSF) çalışan bir grup bilim adamı, ribozom profiling denen bir teknik sayesinde, genetik kod içinde daha saklı bulunan ve daha önce farkedilmeyen bir grup kod keşfettiler. Ribozom profili denen teknikte, yaşayan hücrelerin içindeki gen aktivitesi ve poteinlerin yapım hızı ölçülebiliyor.
Dünyadaki tüm yaşam formları (bazı RNA içeren virüsler hariç) genetik bilgilerini DNA olarak saklarlar ve hücrenin yapıtaşı olan proteinleri sentezlemek ve hücrenin yaşamsal fonksiyonlarını yerine getirmek için bu DNA’yı şablon olarak kullanırlar.
Her bir organizma içindeki yaşayan her bir hücre, sürekli olarak genlerini kullanarak protein sentezler. Aldığımız enerjinin çok büyük bir kısmı bu temel süreç için harcanır. Genetik kod, basitçe DNA bilgisinin proteinlere çevrilmesine yarayan bir dizi evrensel kural içerir. DNA genleri nükleotid denen dört çeşit molekülden oluşur: A,G,T ve C. Bu proteinler, 20 değişik aminoasidin kodlanmasına yarar.
Proteinlerin yapıtaşı olan bu 20 aminoasidin her biri, üç harften oluşan bir DNA dizinin okunması sonucunda üretilir. Bu üçlü DNA dizilerine kodon adı verilir. 4 farklı molekülü üçlü gruplar halinde sıralamanın 64 değişik yolu vardır, ancak kodlanması gereken sadece 20 aminoasid olduğu için olası kod sayısı aslında aminoasid sayısından oldukça fazladır.
Bilim insanları bu tekrar kodonların 50 yıldır farkındalar, ancak son yıllarda evcil köpeklerden yabani pirince dek genom analizi yapılan canlılar sayesinde tekrar kodonlarının birbirinden farklı olduğunu fark ettiler.
Pek çok organizma, son ürünü aynı olsa da bir tür kodonu diperine tercih eder gibi görünüyor. Bu durum ise yeni bir soruyu akla getiriyor: Eğer tekrar kodonları aynı aminoasitleri üretiyorsa, neden bazı kodonlar diğerlerine oranla daha çok rağbet görüyor?
Bakterilerdeki protein üretim hızını ölçen ekip, ufak genetik değişikliklerin oldukça kayda değer etkileri olabildiğini keşfetti. Bu durum, genin nihai ürünü değişmeksizin ortaya çıkan ve tek bir DNA bazının yer değiştirmesi ile karakterize, “sessiz mutasyon” adlı önemsiz gibi görünen genetik değişiklikler için de geçerli. Bilim adamları, bu tip değişikliklerin protein üretim hızını önemli derecede azaltarak, normal hızının onda biri gibi bir değere düşürebileceğini buldular.
28 Mart 2012 tarihinde yayımlanan Nature dergisindeki makalede, protein üretim hızındaki bu değişimin, tekrar kodonları adı verilen DNA segmentlerinden kaynaklandığı belirtiliyor. Tekrar kodonlarının daha önce özgün DNA taşımadığı, bir başka segmentteki kodun kopyasını taşıdığı sanılıyordu.
Bu yeni buluş, biyoloji bilimindeki son 50 yıllık bazı varsayımları temel olarak sarsabilecek nitelikte. Ayrıca, biyodizel ve sık görülen hastalıklarla savaşmada kullanılan biyolojik ilaç yapımı için temel olan endüstriyel protein üretim hızını da artırabilir.
Söz konusu makale Nature dergisinin 28 Mart 2012 sayısında “Bakterilerdeki translasyonel durgunluk ve kodon seçimlerini yöneten anti-Shine-Dalgarno dizilimleri” ( The anti-Shine-Dalgarno sequence drives translational pausing and codon choice in bacteria) adıyla yayınlandı.
Kaynak:
Science Daily, “New Layer of Genetic Information Helps Determine How Fast Proteins Are Produced“
Yorum Ekle