“Central Dogma” Değişiyor mu?

Mayıs 22, 2011
» etiketler: central dogma, genetik

O, biyoloji derslerinde, genetik konusunda öğrendiğimiz ilk terimlerden biri… 1958′de DNA’nın babası, Francis Crick tarafından ortaya atılan Central Dogma, basitçe, proteini oluşturan amino asit zincirlerinin, DNA’yı oluşturan nükleotitlerin sırasına göre düzenlendiğini belirten bir terim.

DNA’dan RNA’ya, RNA’dan da proteine giden bu düzenli sistem, uzunca bir süredir, pek fazla değiştirilmeden, derslerde öğretilebiliyordu. Ancak, artık bu sistemin o kadar da düzenli çalışmadığını gösteren çalışmalar var.

Science dergisinde, geçtiğimiz gün yayınlanan bir çalışma, insan hücrelerinin, central dogma’nın temel kurallarından “biraz” ayrıldığını ortaya koyuyor. University of Pennsylvania‘dan Vivian Cheung ve takımının elde ettiği bulgular, insan hücrelerindeki bir çok proteinin, DNA’daki yansıması ile eşleşmediğini gösteriyor.

Central Dogma'nın Temel Prensipleri

Klasik “Central Dogma” bilgilerine göre, DNA üzerindeki genetik kod, değiştirilmeden, RNA dizilerine aktarılır. Ancak, Cheung‘ın araştırma takımı, oluşturulan bazı RNA’ların, baz dizileri açısından, DNA kökenlerine benzemediğini ortaya çıkardı. Bunun için çeşitli RNA’ların baz dizilerini inceleyen takım, sonradan bunu genomik DNA ile kıyasladı. Sonuçlara göre, çeşitli RNA’larda toplamda 10.210 noktada, bu RNA ile DNA kökenlerinin uyuşmadığını keşfetti.

Öne sürdüğü sıradışı bulgulara rağmen, bu çalışmanın sonuçları, birçok biyoloğu pek heyecanlandırmıyor. Çünkü, bazı hücrelerin, RNA üretimi (transkripsiyon) sonrasında, bu RNA’ların dizilerini değiştirebildiği bir süredir biliniyor. Ancak, yapılan çalışma, bu tür “değişimlerin” insan hücrelerinde, tahmin edildiğinden çok daha sık meydana geldiğini gösteriyor. Ayrıca, çalışmanın, muhtemel yeni “RNA düzenleme” mekanizmalarına da ışık tutacağı düşünülüyor.

Eğer, benzer bulgular, diğer araştırmacılar tarafından da onaylanırsa -ki şimdiden aynı durumu kendi çalışmalarında gördüklerini iddia eden araştırmacılar var- bu durumda, hücrenin temel işleyişlerine ve genetik hastalıklara dair anlayışımız kökten değişebilir.

Central Dogma’yı Değiştirmek Kolay mı?

HudsonAlpha Institute for Biotechnology‘den (ABD) araştırma bölümü yöneticisi Chris Gunter, çalışmanın, klasik görüşü büyük ölçüde değiştireceğini şu sözlerle ifade ediyor:

[...] ”Klasik Central Dogma görüşü, DNA’dan RNA’ya, aslına sadık kalan bir geçişin var olduğunu söylüyor. Diğer bir deyişle, DNA’daki ilgili bölgede ne varsa, RNA’ya aynen geçiyor. Ne eksik ne fazla… Ancak, bu yeni çalışma, bu görüşü daha önce hiç olmadığı kadar değiştirebilir.” [...]

Öte yandan, RNA düzenlenmesi (RNA Editing) ile ilgili bu yeni bilgiler ile, insanlar arasındaki genetik farklıklar yepyeni bir boyuta taşınıyor. Bu bulgular ışığında, bazı insanların bazı hastalıklara karşı daha dirençli olması, RNA düzenlenmesi üzerinden açıklanabilir.

Cheung, henüz bu düzenleme mekanizmalarının, kalıtımsal olup olmadığını, yani ebeveynlerden çocuklara geçip geçmediğinin bilinmediğini belirtiyor. Ancak, bu mekanizma hakkında bilinen önemli bir konu bulunuyor. O da, RNA düzenlenmesinde kullanılan enzimlerin, (Örn: APOBEC enzimleri) aynı zamanda antiviral etkisinin de olduğu… Bu bilgiler, DNA çeşitliliği ile açıklanamayan, birçok hastalık direncinin aslında RNA kökenli olduğunu gösteriyor olabilir.

Hatasız Deney Olmaz.

İnsan hücrelerinde görülen oldukça aktif olan bu RNA düzenleme işlemlerinin, hangi mekanizma ile gerçekleştiği henüz bilinmiyor. Bu sebeple, birçok araştırmacı, elde edilen bu sonuçlara temkinli yaklaşıyor.

Nature‘ın konu ile görüştüğü uzmanlar, sonuçların, biyoloji bilimini tümden değiştirmeyeceğini; hatta bulguların hatadan kaynaklanabileceğini öne sürüyorlar. Karşı çıkanların bir kısmı, yüksek-performanslı dizileme cihazlarının, DNA ve RNA dizilerini okurken, sistemik hatalar yaptığını, DNA-RNA farkının bu hatalardan kaynaklandığını belirtiyor. DNA-RNA arasındaki bu farklar doğrulansa bile, araştırmacılar, bu farkların insan biyolojisinde önemli roller oynayıp oynamayacağı konusunda da kararsız.

Öte yandan, Cold Spring Harbor Laboratory‘den Thomas Gingeras, bu son sonuçların, genetik farklılıkları incelerken, araştırmacılara bakması gereken yeni bir yer verdiğini; bu açıdan çalışmanın önem taşıdığını belirtiyor. Bu konuda, Gingeras şu şekilde konuşuyor:

[...] Sonuçların, hatadan mı yoksa biyolojik gerçeklikten mi kaynaklandığını anlamamız gerek. Bu bağlamda, benzer bulguların, kendi verilerimizde de olup olmadığına bakmak için sabırsızlanıyorum. [...]

Gingeras, kendi verilerinde benzer sonuçları ararken, bu aramayı yapan ve aynı sonuçları elde eden araştırmacılar da bulunuyor. University of Geneva‘dan Manolis Dermitzakis, aynı bulguları, kendi çalışmalarında da gördüğünü belirtiyor. Ancak, Dermitzaki de, bu farklılıkların belirli hastalıklara yatkınlık ile ilgili olduğu konusunda konuşmanın, henüz erken olduğunu düşünüyor.

Bunca karşıt görüşe rağmen, Cheung‘un grubu, elde ettikleri sonuçlara oldukça güveniyor. Bahsi geçen DNA-RNA farklılıklarını ilk önce yüksek-performanslı dizileme cihazlarında gören takım, aynı çalışmayı geleneksel Sanger dizileme yöntemi ile tekrar etmiş ve aynı farklılıkları görmüş.

Cheung, elde ettikleri sonuca başlarda açıkçası inanamadığını kabul ediyor. Ancak, ilave deneyler gerçekleştirdiklerinde, hiç bir hatanın açıklayamacağı sonuçlar elde ettiklerini ve sonuçların gerçekliğinden tatmin olduğunu belirtiyor.

International HapMap Project ve 1000 Genomes Project gibi büyük projelerin verilerini baz alan araştırma takımı, şimdilik bağışıklık sisteminin B hücrelerinde bu bulguları görebildi. Bundan sonraki çalışmalarda, diğer hücre grupları ve bu RNA düzenleme işlemlerini sağlayan mekanizmalar üzerine duracaklar.