Bilim dünyası, genom boyutlarıyla ilgili yeni bir rekorla karşı karşıya. Görünüşte küçük ve önemsiz bir bitki olan Tmesipteris oblanceolata, içerisinde muazzam bir büyüklükte genom barındırıyor. Bu eğrelti otu benzeri bitki, insan genomunun büyüklüğünü tam 50 kat aşarak bilim insanlarını hayrete düşürdü.
160 Milyar Baz Çifti
Tmesipteris oblanceolata, 160 milyar baz çiftiyle (DNA zincirini oluşturan birimler) dünya rekorunu elinde tutuyor. Bu rakam, önceki rekor sahibi olan çiçekli bitki Paris japonica’nın genomundan 11 milyar, en büyük hayvan genomuna sahip olan Protopterus aethiopicus adlı mermer akciğer balığının genomndan ise 30 milyar fazla.
Barcelona Botanik Enstitüsü’nden evrimsel biyolog ve çalışmanın ortak yazarı Jaume Pellicer, daha önce keşfettikleri Paris japonica’nın devasa genomunun sınırları zorladığını düşündüğünü belirtiyor. Ancak bu yeni keşif, beklentileri bir kez daha aştı.
Genomik Devler
Güney Pasifik’teki Yeni Kaledonya ve komşu takımadalarına özgü olan bu bitki türü, genomunda yer alan devasa baz çiftleriyle dikkat çekiyor. Bu durum, bitkinin genetik materyalini nasıl yönettiği konusunda önemli soruları da beraberinde getiriyor. Evrimsel biyolog Ilia Leitch, DNA’nın sadece küçük bir kısmının protein kodlayıcı genlerden oluştuğunu belirterek, bitkinin hücresel mekanizmasının bu devasa DNA yığını içinde hayatta kalma talimatlarını nasıl bulduğunu merak ediyor.
Ayrıca, bir organizmanın neden bu kadar fazla baz çiftine sahip olacak şekilde evrimleştiği de bir başka önemli soru. Genellikle daha fazla baz çiftine sahip olmak, DNA’yı oluşturan mineraller için daha yüksek talep ve her hücre bölünmesinde genomun kopyalanması için daha fazla enerji gerektirir. Ancak organizma, rekabetin az olduğu ve nispeten stabil bir ortamda yaşıyorsa, bu devasa genom büyük bir maliyet getirmeyebilir.
Yeni Zelanda Bitki ve Gıda Araştırmaları Enstitüsü’nden genom uzmanı Julie Blommaert’e göre, bu durum, eğrelti otunun büyük genomu için bir açıklama sunabilir: Bu durum bitkinin hayatta kalma ve üreme yeteneği için ne zararlı ne de özellikle faydalı olabilir, bu yüzden eğrelti otu zamanla baz çiftleri biriktirmeye devam etmiş olabilir.
Gelecekteki Araştırmalar ve Zorluklar
Araştırmacılar, bu sorulara şu an için sadece spekülasyonla yanıt verebiliyor. Dizilenmiş ve birleştirilmiş en büyük genom, yaklaşık 90 milyar baz çifti ile Avrupa ökse otuna (Viscum album) ait. Modern teknikler, eğrelti otunun genomunu aynı şekilde dizilemek için yeterli olmayabilir. Verileri biyolojik olarak anlamlı bir şekilde bir araya getirmek bile büyük bir hesaplama zorluğu oluşturuyor.
En büyük genomları analiz etmenin yollarını bulmak, genom büyüklüğünün organizmaların nerede büyüyebileceği, çevrelerinde nasıl başarılı olabilecekleri ve iklim değişikliğine karşı dayanıklılıkları üzerindeki etkileri konusunda hayati bilgiler sağlayabilir. Pellicer, küçük ve çiçek açmayan bir bitkinin bile bu kadar önemli dersler sunabileceğini vurguluyor. “Bitkinin güzelliği içinde saklı,” diyor.
Bu keşif, bilim dünyasında genom boyutları ve evrimsel biyoloji konularında yeni tartışmaların önünü açacak gibi görünüyor. Genomların büyüklükleri ve bu büyüklüklerin organizmaların yaşamları üzerindeki etkileri, gelecekteki araştırmaların odak noktası olmaya devam edecek.
Kaynak ve ileri okuma: doi: https://doi.org/10.1038/d41586-024-01567-7