Biyologlar - Biyolojiye Gerçekçi Yaklaşım

Yönlendirilmiş Gen Kopyalama Varyasyonu: Yeni Ortamları Ele Geçirmenin Anahtarı

---

Bu çalışmada kullanılan, katı *agarda büyüyen S. cerevisiae mayası. Credit: Connor Lawless, Flickr

Cambridge, İngiltere'deki Babraham Enstitüsündeki Dr. Jon Houseley ve meslektaşları tarafından 27 Haziran açık erişim dergisi PLOS Biyolojide yayınlanan bir maya araştırması: yetenekleri güçlendiren genlerdeki genetik değişiklikleri hızlandırarak, hücrelerin çevresel değişikliklere daha hızlı adapte olmasını sağlayan, yeni bir mekanizma ortaya koydu.

Türler zamanla evrimleşir çünkü çevrelerine en uygun olan bireyler hayatta kalırlar ve daha fazla yavruya sahiptirler; "en yetenekli olanın hayatta kalması" olarak bilinir. Bununla birlikte, normal olarak bu uygunluk farklılıklarının rastgele meydana gelen genetik değişikliklerden kaynaklandığı varsayılmaktadır; Yeni çalışma, değişimlerin daha yoğun şekilde kullanılan genleri hedef alabileceği bir mekanizmayı ortaya çıkarıyor.

Araştırmacılar, her hücredeki gen kopya sayısındaki değişiklikleri incelemek için mayayı kullandı. Her ne kadar her birinin bir ya da iki kopyasını içerdiğini düşünüyor olsak da çoğu zaman birçok gen kopyası daha taşırlar; kopya sayısının artırılması, hücrelerin süreçleri daha verimli hale getiren bu genlerden daha fazla protein ürünü sentezlemesine izin verir. Houseley ve meslektaşlarının sonuçları, bir hücrenin belirli bir genin yoğun bir şekilde kullanıldığı (protein yapmak için mRNA'ya kopyalayarak) zaman, kopya sayısında değişim geçirme şansı daha yüksektir. Bazı hücreler de sonuç olarak daha fazla kopya üretir, böylece çevreye daha uygun olurlar. Başka bir deyişle, gen ne kadar çok kullanılırsa, kopya sayısını değiştirme olasılığı ve potansiyel olarak hücreyi daha uygun yapma ihtimali artar.

Özellikle çalışma, mayaların yüksek seviyelerde bakır bulunan ortamlarda hücrelerin hayatta kalması için gerekli olan CUP1 adlı bir gen üzerinde yoğunlaştı. Maya hücreleri tipik olarak bu genin iki ila on beş kopyasını taşımaktadır ancak araştırmacılar, bakır düzeyleri yükseldiğinde kopya sayısındaki varyasyonun arttığını gözlemlemişlerdir. Sonuç olarak bazı hücreler CUP1 ‘in ek kopyalarını arttırmışlardır ve bu durum daha az CUP1 geni olanları yarış dışı bırakmalarına izin vermiştir. Daha ileri sonuçlar, hücrelerin bu işlemi, genomdaki belirli bölgelere kimyasal değişiklikler ekleyerek bu alanlarda kopya sayısı değişikliğini teşvik eden bir protein Rtt109 ile kontrol edebildiğini gösterdi.

Houseley laboratuarındaki çalışmayı yönlendiren doktora öğrencisi Ryan Hull, "Genetik değişimi tamamen rastgele bir süreç olarak düşünüyoruz, Ancak hücrelerin, değişen ortamlara uyum sağlamaları için bu işleme odaklamak için bir yol geliştirmesi mantıklıdır. Zaten spesifik örnekler var, ancak burada ilginç olan, önerilen mekanizmanın potansiyel olarak genomdaki birçok gen için etkili olması "

Bu alandaki gelecekteki çalışmalar, genomdaki kaç genin kopyalarını çevre değişikliklerine uyarlamak için bu işlemi kullanabildiğini ve benzer organizmaların diğer organizmalarda evrimi teşvik edip etmeyeceğini incelemeyi amaçlıyor.

Çeviren: Barış Uçar Bilime Yön Veren Cevaplar

Kaynaklar:

<https://m.phys.org/news/2017-06-gene-copy-variation-key-conquering-environments.html?utm_source=nwletter&utm_medium=email&utm_campaign=daily-nwletter> 30.08.2017

More information: Hull RM, Cruz C, Jack CV, Houseley J (2017) Environmental change drives accelerated adaptation through stimulated copy number variation. PLoS Biol 15(6): e2001333. doi.org/10.1371/journal.pbio.2001333

Provided by: Public Library of Science

---