İnsan genomunun tamamını dizilemeye oldukça yakın olmamıza rağmen, hala dolduramadığımız birkaç boşluk var. Ancak yakın zamanda, insan X kromozomunun daha önce eşlenmeyen üç milyon baz çiftini içeren büyük boşluklardan birini doldurarak genetikçiler, bir uçtan bir uca X kromozomunun tamamını dizilemiş oldular.
İnsan Genom Projesi, tüm zamanların en iddialı bilimsel girişimlerinden biriydi. 1990 ve 2003 yılları arasında, uluslararası bir araştırmacı ekibi, en ince ayrıntısına kadar insan genomunu dizilemek için çalıştılar ve elde edilen sonuç neredeyse insan türü için eksiksiz bir şablon oldu.
İlginizi çekebilir: İnsandaki Y Kromozomu Gün Geçtikçe Yozlaşıyor
Fakat buradaki vurgu “neredeyse” idi. İlk yapılan çalışma, %99,99 üzerinde bir doğruluğa sahip olarak, insan genomunun %92’sinin biraz daha fazlasını kapsıyordu. Daha sonraki eklemelerle, bu oran artsa da bazı boşluklar doldurulamamıştı.
En büyük boşlukları kromozunun merkezinde ve uçlarında, sırasıyla, sentromer ve telomer olarak bilinen bölgeler oluşturuyordu. Bu bölgeler, çözümlenmesi oldukça zor olan, yüksek oranda tekrara sahip bölge olarak sınıflandı.
Şimdi ise, uluslararası bir genetik ekibi bu boşlukları çözümledi. Araştırmacılar, X kromozomunun tamamını bir telomerden diğer telomere dizilemeyi ilk defa başardı.
İnsanlarda X kromozomu, ebeveynden çocuğa geçen cinsiyet belirleyici kromozomlardan biri. Genel olarak, her iki ebeveynden de X kromozomu alan zigot genellikle biyolojik olarak dişi olurken, ebeveynlerin birinden X, diğerinden Y alan zigot erkek olur.
Nano-gözenek teknolojisi
Bu araştırmada ekip, normal bir insan hücresinden alınan X kromozomunu dizilemek yerine, özdeş iki kromozom içeren CHM13 olarak adlandırılan bir model genomunun parçası olan özel bir hücre tipi üzerinde çalıştılar.
Genomları dizilerken karşılaşılan bir problem, bilinen teknolojinin tek seferde sadece DNA ’nın kısa bölümlerini çözümleyebilmesiydi; araştırmacıların bunların hepsini bir araya getirmeleri gerekir. Ne yazık ki bu bölümler sürekli tekrarlandığı için, ekip bu durumu, tüm parçaları aynı renk olan zorlu bir yapbozu tamamlamaya benzetiyor.
Araştırmacılar yapbozu bitirebilmek için, tek seferde daha uzun diziler çözümleyebilen yeni teknikler kullandı. “Nano-gözenek teknolojisi” olarak bilinen bu tekniklerden birinde, DNA molekülleri küçük bir delikten teker teker gönderiliyor ve akıştaki DNA moleküllerinin sahip olduğu küçük değişiklikler tespit edilerek, dizileme yapılıyor.
Projenin baş araştırmacısı Karen Miga, “Bu zengin tekrarlı diziler önceden inatçı diziler olarak kabul ediliyordu. Fakat şimdi dizileme teknolojisinde sıçramalar yaptık,” diyor. “Nano-gözenek dizileme ile, tüm tekrar bölgesini kapsayabilecek yüz binlerce baz çiftinin aşırı uzun çözümlemelerini elde ediyoruz ve böylece bazı zorlukları atlatabiliyoruz.”
Bu tekniği kullanarak araştırma ekibi, sentromerde bulunan yaklaşık 3,1 milyon tekrarlanan baz çiftinden oluşan koca boşluğu doldurmayı başarabildi. Ve daha önce keşfedilmemiş bu bölgeler, özellikle bilim için çok kıymetli olabilir.
Miga, “Kaynak dizide boş olan bu bölgelerin, aslında insan nüfusunda en fazla varyasyona sahip olan bölgeler olabileceğini keşfettik. Fakat bunun insan biyolojisi ve hastalıklar üzerindeki önemi hakkında hala eksik bilgiye sahibiz,” diyor.
Ama X kromozomu yalnızca bir başlangıç. Geride bekleyen 23 kromozom daha var ve proje, 2020’nin sonuna kadar onları da dizilemeyi hedefliyor; böylece, çok yakında tamamlanmış bir insan genom dizisine sahip olabileceğiz.
Zehra GÜNEŞ
