Daha önce “karanlık madde” hakkında bir şey duymuş muydunuz? Şüphesiz, çoğunuz duymuşsunuzdur. Karanlık madde; evrenin dörtte birinden fazlasını oluşturan, evrende olduğunu bildiğimiz ancak henüz tespit edemediğimiz maddelerdir. Karanlık madde gibi, genetik materyalimizde de karanlık bölgeler bulunur. Biyolog Adam Hargreaves, kum fareleri (Psammomys obesus) ile yaptığı çalışmasında, karanlık DNA konusunu işliyor.
Şişman kum fareleri, değişik davranışlar sergileyen hayvanlardır. İnlerde ya da oyuklarda yaşarlar, çok fazla yaprak yerler ve su içmezler.
Bu hayvanlar hakkında olan en garip şey ise, DNA’larının bir kısmının eksik olmasıdır. Bu farelerle yapılan çalışmada da, karanlık DNA’yı açıklamaya çalışıyorlar. Karanlık DNA konusu gün yüzüne çıkmaya başladıktan sonra, birçok bilim insanının odak noktası ve merakı oldu.
Bu konu, biyoloji dünyası içinde bilmediğimiz ve keşfedilmeyi bekleyen birçok şeyin olduğunu, bize tekrar gösterdi. Karanlık DNA ile birlikte, genetik ve evrim ile ilgili birçok soru da beraberinde geldi. Örneğin; evrimi destekleyen şey, karanlık DNA olabilir mi?
Kum fareleri çölde yaşarlar ve bilim insanları onları laboratuvara aldıklarında, değişik bir takım olaylar gözlediler. Laboratuvar ortamında “normal” bir diyet alan kum farelerinde, obezite ve tip 2 diyabetle karşılaştılar. Bu sonuç, 1960 yıllarında ortaya çıktı ve diyabet ile ilgili birçok çalışmada kullanıldı. Ancak, kum farelerinin, neden bu hastalığa bu kadar duyarlı oldukları konusu gizemini korumaya devam etti.
Bu duyarlılığa sebep olan genin Pdx1 geni olduğu tespit edildi. Pdx1 geni, Pdx1 proteinini kodlamakla birlikte birçok göreve de sahip. Örneğin; pankreas gelişiminde görev alıyor ve insülin geninin aktif veya pasif olarak değişimini sağlıyor.
Bu gen, bütün omurgalı hayvanlarda bulunan bir gendir.
Ancak, kum farelerinin normal bir pankreasa sahip olmasına ve insülin salgılayabilmelerine karşın; bilim insanlarının yaptıkları genetik çalışmalarda, kum farelerinde bu geni saptayamadılar ve bu durum çok anlamsız karşılandı. Durumla beraber, Adam Hargreaves ve 17 farklı araştırmacı, kum faresi genomunu sıraladılar. Bu genom çalışmasında, önceki çalışmalardan çok daha şaşırtıcı bir şey ile karşılaştılar. Sadece Pdx1 değil, başka genlerin de eksik olduğunu gördüler.
Aynı zamanda, RNA transkriptlerini (hücrelerin, protein sentezlemek için kullandıkları genetik kod) de buldular ama durum, ilginçliğini korumaya devam etti, çünkü genler ortada yoktu. RNA transkriptlerini elde ettikten sonra ve bu transkriptleri dikkatle inceledikten sonra büyük bir ipucu elde ettiler.
Genetik kod; A,T,G ve C bazlarını içerir. Ancak, bu transkriptlerdeki dizilerin garip olmasına sebep olan bir şey vardı. Bu dizileri ilginç yapan şey, G ve C bazlarının diğerlerine oranla daha yoğun bulunmasıydı.
Çalışmada bulunan bilim insanları, daha önce böyle bir durum ile karşılaşmamışlardı. Ancak bu sonuç, durumu açıklamalarına yardımcı olabilirdi. Sezyum klorür ultrasantrifügasyon tekniğini, DNA p∂rçaIarının yoğun tuzlu bir solüsyon içerisinde hızla döndürülmesi tekniğini, kullanarak yoğun olan p∂rçaIarın yani G ve C bazlarının dibe çökmesini sağladılar.
Bu p∂rçaIarın ayrılması ile onları ayrı olarak sekanslamayı denediler ve işe yaradı. Buldukları şey ise bir mutasyon bölgesi oldu. DNA’nın bu bölgelerinde yoğun mutasyonlar görüldü ve bazıları A veya T bazlarını G veya C şeklinde değiştiriyordu. Kum farelerindeki Pdx1 geninde, daha önce o gende görülen mutasyonlardan çok daha fazlaydı.
Mutasyonlar, çoğunlukla bir genin işlevini değiştirebilirler.
Özellikle, tespit edilmesi zor olan bu karanlık DNA bölgelerindeki değişiklikler, evrim çalışmalarına ışık tutabilir. Genlerde görülen çarpıcı mutasyonlar, konuda çalışan bilim insanlarının fikirlerini ve düşüncelerini gözden geçirmeye itti.
Bir gen, ne kadar değişikliği daha tolere edebilir ve çalışmaya devam edebilirdi? Çok çeşitli yerlerde ve birbirinden farklı yapılan çalışmalarda, karanlık DNA’nın aslında çok yaygın olduğu ortaya çıktı. Kum farelerinden sonra, kuşlarda da, olması gereken ama varlığını tespit edemedikleri birçok gen e rastladılar.
Bundan sonra genom çalışmalarının çok daha verimli ve dikkatli yapılması gerekiyor, çünkü karanlık DNA ile ilgili net bir bulgu olmadığı gibi merakların da git gide katlanmasına sebep oluyor ve çözmek için, bilim insanları, çok daha kapsamlı çalışmak gerektiğini düşünüyor.
Yeni teknolojiler ve kapsamlı teknikler ile bu karanlık DNA konusunu sağlam verilerle işleyebileceklerini düşünüyorlar. Aynı zamanda, farklı türlerle yapılan her genom çalışmasında, bilim insanları karanlık DNA ya karşı daha da tetikte olacaklar.
Evrimde de karşımıza çıkan ve evrimin ana terimlerinden birkaçı olan;
Varyasyon, mutasyon, adaptasyon ve doğal seçilim, karanlık DNA çalışmalarında da ulaştığımız çoğu sonuçta bizlere eşlik ediyor. Eğer mutasyon bölgelerini içeren genlerde; mutasyon görülme şansı, genomun başka bir yerinde görülme şansından daha fazla ise, bu türlerde, doğal seleksiyonun rol aldığı varyasyonlar daha fazla görülür.
Böylece, daha hızlı evrimleşirler. Kısacası, karanlık DNA, evriminin yönünü etkileyebilir. Kum farelerinin çöllerde yaşadığından bahsetmiştik, bunu bir daha göze alacak olursak; kum fareleri, kurak ve zorlu bir iklime aslında adapte oldular ve bunu, gerçekleşen hızlı ve yoğun mutasyon bölgeleri ile yaptılar.
Bu yüzden, normal, besleyici bir diyet aldıklarında diyabet ile karşılaşıp ölebiliyorlar. Yani, kum fareleri, çölde yaşamakla sınırlandırıldılar. Sonuç olarak, karanlık DNA esrarengiz bir konu olma durumunu sürdürüyor. Ancak yukarıda anlatmaya çalıştığımız gibi birçok çalışma yapılıyor, birçok sonuca ve yoruma ulaşılıyor.
Bu çalışmalar, genomların moleküler düzeyde nasıl evrimleştikleri hakkında ve bu sürecin, dünyadaki yaşamın huşu uyandıran çeşitliliğine nasıl yol açtığı hakkında, öğrenmemiz gereken çok fazla şey olduğunu gösteriyor.
Emine Berfu Özmen
