DNA'da ikinci Bilgi Katmanı Bulundu

Leiden Fizik Enstitüsü’nden teorik fizikçiler DNA mekaniğinde ek bir genetik bilgi olduğunu ve bunun, bizim kim olduğumuzu belirleyen bilgi olduğunu ispatladı. Helmut Schiessel ve ekibi çoklu DNA dizilimleri (sekansları) yaparak, mekanik işaretler ve DNA’nın katlanma yolu arasında korelasyon buldu. PLoS One dergisinde sonuçlar yayınlandı.

1953 yılında James Watson ve Francis Crick DNA moleküllerin yapısını ilk tanımladığında, DNA bilgisinin bizi tanımladığını belirledi. Ünlü A,T,C,G harflerinden oluşan çiftli sarmal proteinler hücre çekirdeğinde bize ilişkin bilgiyi taşıyor. Örneğin ela gözler DNA dizilimine göre şekillenerek bizim görünüşümüzü belirliyor. Peki her hücrede aynı harf dizilimi olmasına rağmen, nasıl her organ farklı şekilde gelişiyor ? Bu nasıl mümkün olabilir ?

Mekanik İşaretler
1980’lerin ortalarında DNA’nın mekanik özelliklerini taşıyan üst bir genetik kodun olabileceği hipotezi kuruldu. Bizim her bir hücremiz iki metre uzunluğunda DNA molekülü içerir, bu moleküllerin tek bir hücreye girebilmesi için sıkıca sarılarak hücreye sığması gerekir. DNA’nın katlanma şeklinin harflerin nasıl okunduğuna bağlı olduğunu, bu nedenle hangi proteinlerden gerçekten yapıldığını gösterdi. Her organda, genetik bilgi sadece okunan ilişkili parçalara bağlıdır.Bu teori,DNA yapılarındaki mekanik bilgilerin nasıl DNA’nın katlanacağını belirlediğini öne sürüyordu.

Baz çifti modeli 28 kırmızı sabitle zorlanarak, sol el yönünde süper heliks yolda konformasyonu taklit ederek nükleozoma sığmayı gösteriyor.

Simülasyon
İşte ilk kez Helmut Schiessel ve araştırma grubu bu ikinci tabaka bilginin varlığına ilişkin güçlü bir kanıt sağladı. Bilgisayar koduyla,Rastgele mekanik işaretlerle görevlendirilmiş DNA dizinlerinin katlanmasını simüle etti. Görünen o ki, DNA molekülü bu işaretler sayesinde nükleozoma katlanıyor. Schiessel ekmek mayası ve fizyon mayası organizmalarını inceleyerek , iki organizmanın genom yapısındaki gerçek katlanma yapısı ve mekanikler arasında korelasyonlar buldu. Bu bulgular DNA mutasyonları arasında evrimsel değişikleri ortaya çıkararak, iki farklı etki ortaya koyuyor : Spesifik bir protein için harf dizilimi değişebilir veya DNA’nın mekanikleri değişebilir,sonuç olarak farklı paketlenmeler ve DNA seviyelerinde ulaşıma neden olabilir.Böylece proteinin üretim frekansta farklılaşma gerçekleşir.

Kaynak: http://phys.org

Araştırma Referansı :Behrouz Eslami-Mossallam et al.
Multiplexing Genetic and Nucleosome Positioning Codes:A Computational Approach, PLOS ONE (2016).
DOI: 10.1371/journal.pone.0156905