Yeni Yarı Yapay Organizma Daha Önce Görmediğimiz Bir Şekilde Moleküller Yapıyor
Bilim insanları, DNA’nın yapıtaşlarını, doğaya tamamen yeni biyolojik bileşikler üreten kararlı yarı yapay organizma yaratmak için genişlettikler.
Temelde Dünya üzerindeki bütün canlıları oluşturan DNA dört temel nükleotitin dizilişinden oluşmaktadır, ama Amerika Birleşik Devletleri’ndeki araştırmacıları tarafından geliştirilen yeni yaşam formu altı tane kullanıyor – ve işler burada ilginçleşiyor.
California’daki Scripps Araştırma Enstitüsü’nde bir ekip tarafından tasarlanan bu yarı yapay organizma (İngilizce SSO) senin ve benim sahip olduğum değişmez dört nükleobazdan oluşuyor – Adenin(A), Sitozin(C), Guanin(G) ve Timin(T) – ama onda başvurulacak iki doğal olmayan nükleotid daha var.
Bu DNA baz çiftlerini düzenleyecek fazladan iki tane etkili harf veriyor- X ve Y: DNA helezon spiralini bir arada tutacak merdivenin basamakları.
2014’te aynı araştırma ekibinin üyeleri bu tür bir yapay DNA bas çifti tasarladılar ve E. coli bakterilerinin değiştirilmiş formunda bunun birleşmiş olabileceğini gösterdiler.
Bu şekilde yaparak DNA’sında fazladan harflere sahip ilk yaşayan organizmayı yarattılar – ona varsayımsal olarak yeni tür biyolojik süreçlere izin vereceği genişletilmiş bir genetik kod verdiler.
Ama bir problem vardı – kararlılık. Bu yarı-yapay organizma onun doğal olmayan nükleotidlerini tutabiliyorken, hücre bölünmesi esnasında onları süresiz olarak tutamıyor.
Kıdemli araştırmacı Floyd Romesberg, yılın başlarında “Genomunuz sadece bir günlüğüne sabit değildir” dedi.
“Genomunuz bir hayat ölçeği boyunca sabit kalmalıdır. Eğer bu yarı-yapay organizma gerçekten bir organizma olacaksa, sabit bir şekilde bu bilgisini tutmalıdır.”
Geçici bir çözüm olarak, ekip daha iyi DNA replikasyonuna, en iyi şekilde kullanılan Y molekülüne ve CRISPR-Cas9’u kullanan rafine mühendislik sistemine olanak tanıyan yeni nükleotid taşıyıcısı sayesinde, yarı-yapay organizmanın yapay X ve Y baz çiftlerini başarılı bir şekilde tutacak bir yol buldular.
Ocak ayında açıklanan sonuç, genişletilmiş 6 harflı genetik kodu kullanılarak oluşturulmuş ilk kararlı organizma oldu.
Bugün yayınlanan yeni bir çalışmada ekip, doğal olmayan olmayan X ve Y nükleotitlerini doğal A, C, G ve T nükleotitlerindeki verimlilikte transkripte edebilen ve tercüme edebilen yarı yapay bakteri ile daha ileri bir tür kararlılığı duyuruyor.
Yeni transkripsiyon işleyişi sayesinde bu organizma, doğal olmayan amino asitleri (ncAAs) içeren proteinleri sentezleyebiliyor ve bu süreç hidrojen bağlarına daha az bağımlı moleküllerin replikasyonu için yeni yollara ışık tutabilir.
Takım, çalışmada “Dikkat çekecek şekilde, bu bilginin depolanması ve yeniden düzenlenmesi, her adımı için doğal baz çiftlerinin merkezi olduğu açıkça görülen hidrojen bağlarının tamamlayıcı paketleme ve hidrofobik kuvvetler ile en azından kısmen değiştirilebileceğini ortaya koymaktadır” şeklinde açıkladı.
“Alışmamış kodlamasına rağmen, doğal olmayan kodonlar tamamen doğal olan benzerleri kadar verimli kodlanabiliyor.”
Yan ürünler, doğal olmayan sabit ve belirsiz baz çiftlerinin (İngilizce UBP) birleşmesi sayesinde yarı sentetik olarak üretilmiş yeni nesil, daha önce doğada görmediğimiz proteinlerin ilki.
Araştırmacılar “Sadece iki doğal olmayan kodonu inceledik ama UBP’nin bunlarla sınırlı olması olanaksız” şeklinde açıkladı.
“Böylelikle, rapor edilen SSO büyük ihtimalle, doğal organizmalar için bulunmayan geniş bir form ve işlevlere erişebilen yeni yarı sentetik bir yaşam biçiminin ilk örneği olacaktır.”
Bunun tam olarak nereye öncülük ettiği şimdilik belirsiz ama yeryüzündeki yaşamın karmaşıklığının ileriye büyük bir adım attığı oldukça açık.
Kaynak : sciencealert.com
