Mutasyon nedir?
Günlük hayatta işlerimizi yaparken ne kadar kontrollü davransak da yanlış yaptığımız olur. Mutasyonlar da kontrol olmasına rağmen gözden kaçan hatalara benzer. Mutasyon DNA’nın diziliminde gerçekleşen hatalardır. DNA’nın hasar onarım mekanizması bu hataları gözden kaçırır ve düzeltmezse bu hatalar canlıda değişikliklere yol açabilir. Canlılar mutasyonlar nedeniyle yeni bir özellik kazanabilir ya da hasta olabilirler. Eğer mutasyon vücut hücresinde gerçekleşirse değişim o canlıyla sınırlı kalabilir. Fakat mutasyon germ hattında (eşeysel hücreler) gerçekleşirse değişim gelecek nesillerde de görülebilir. Kanser, orak hücreli anemi gibi birçok hastalık mutasyonlar sonucu oluşur. Peki mutasyonlar neye göre gerçekleşir?
Mutasyonlar rastgele mi oluşur?
Mutasyonların bugüne kadar rastgele gerçekleştiği biliniyordu. Hatta bu rastgele mutasyonlar ile canlıların kazandığı özellikle canlının hayatta kalma şansı değişiyor. Eğer bu özellik çevreye uyumlu oluyorsa canlı hayatını devam ettiriyor. Fakat yeni özellik canlıya zarar veriyorsa ortadan kalkıyor ve buna doğal seçilim deniyor. Yıllardır okullarda bunu duyan ve böyle öğrenen California Üniversitesi’nde bitki bilimcisi Grey Monroe, daha önce bunu sorgulamadığını düşünüp fare kulağı teresi (Arabidopsis thaliana ) üzerinde araştırma yapmaya başladı.
Fotoğraf: evrimagaci.org
Grey Monroe ve arkadaşları Arabidopsis thaliana bitkisini 3 yıl boyunca kontrollü olarak çoğalttılar. Bu bitki 120 milyon baz çifti ile kolay dizilenebiliyor ve ömrünün kısa olması nesillerin kolayca incelenebilmesini sağlıyor. 1 milyondan fazla mutasyon elde eden ekip bunları incelemeye başladı.
Genler DNA üzerindedir fakat DNA’nın her kısmı gen ifade etmeyebilir. Gen ifade etmeyen bölgeler çoğunluktadır fakat genlerin canlının asıl özelliklerini belirlediğini unutmamak gerekir. 12 Ocak 2022’de yayınlanan makaledeki verilere göre bilim insanları bu bitkinin DNA’sında gen ifade eden bölgelerin, gen ifade etmeyen bölgelere göre daha az mutasyona uğradıklarını gördüler. Hatta DNA hasar onarım sisteminin gen ifade eden bölgelerde daha fazla etki ettiğini fark ettiler. Yani bu özellik bitkinin özelliklerini belirleyen temel genlerin mutasyona uğrama olasılığını düşürüyor ve kendini korumasını sağlıyordu.
Mutasyonların rastgele olmadığını gösteren bir diğer şey ise genlerin kimyasal işaretlerle histonların (kromozomun oluşmasını sağlayan protein) etrafına sarılması. Bu kimyasal sinyaller sayesinde DNA onarım proteinlerinin uyarılması canlının kendini korumasını sağlıyor. Yani proteine sarılma işleminin gerçekleşip gerçekleşmemesine bakılarak hangi genlerin daha fazla mutasyona uğradığı tahmin edilebilir.
Bu araştırmanın geleceğe ne katkısı olabilir?
Hastalıkların önemli bir kısmı zararlı mutasyonlar nedeniyle oluşuyor. Bu hastalıkların başında tedavisinde zorlanılan ve çoğu insanın hayatını kaybetmesine neden olan kanser geliyor. Kanserin farklı çeşitleri, farklı genlerin mutasyon geçirmesiyle olur. Yani hangi genlerin daha fazla mutasyona uğradığını tahmin edebilirse ve mutasyon engellenirse tedavi kolaylaşabilir ve kişiselleştirilebilir. Bu, mutasyonla oluşan diğer hastalıklar için de geçerli olabilir. Ayrıca genetik varyasyonları dikkate alarak tarım ürünleri yetiştiren kişiler, nerelerde mutasyonun fazla olduğunu bilerek daha dayanıklı, besleyici ve kaliteli ürünler yetiştirebilir.
Bilim insanları fare kulağı teresinde yaptığı incelemelerin sonucunu, aynı uygulamaları diğer canlılarda da deneyerek karşılaştıracaklar. Mutasyonun diğer canlılarda da aynı yerlerde olup olmadığını ve rastgelelik oranını ilerleyen zamanlarda göreceğiz. Eğer sonuçlar benzer şekilde çıkarsa bu keşif, sağlık ve tarım alanında büyük gelişmelere neden olabilir gibi gözüküyor.
KAYNAKÇA
- Monroe, J. G., Srikant, T., Carbonell-Bejerano, P., Becker, C., Lensink, M., Exposito-Alonso, M., Klein, M., Hildebrandt, J., Neumann, M., Kliebenstein, D., Weng, M.-L., Imbert, E., Ågren, J., Rutter, M. T., Fenster, C. B., & Weigel, D. (2022). Mutation bias reflects natural selection in Arabidopsis thaliana. Nature, 1-5. https://doi.org/10.1038/s41586-021-04269-6
- published, H. B. (2022, Ocak 14). New study provides first evidence of non-random mutations in DNA. Livescience.Com. https://www.livescience.com/non-random-dna-mutations
- Quinton, A. M. (2022, Ocak 12). Study challenges evolutionary theory that dna mutations are random. UC Davis. https://www.ucdavis.edu/food/news/study-challenges-evolutionary-theory-dna-mutations-are-random
- Türki̇ye, P. S. (2022, Ocak 14). Yeni araştırmaya göre dna mutasyonları rastgele olmayabilir. Popular Science. https://popsci.com.tr/yeni-arastirmaya-gore-dna-mutasyonlari-rastgele-olmayabilir/
