Bu araştırma, bilim dünyasında gizemini korumaya devam eden JUNK DNA konusunu ele almaktadır. RNA'nın aslında düşünüldüğünden daha büyük bir işleve sahip olduğu konusunda destekleyici veya zıt görüşler birlikte verilmiştir. Teşekkür ediyor keyifli okumlar diliyorum.

Watson ve Crick dönemi (1950’lerde) DNA yapısı çözüldükten sonra bilim insanları DNA’nın küçük bir kısmının protein kodladığını fark etti ancak geriye kalan çoğunluk kısmın işlevi hala bilinmiyordu. Bu konudaki baskın görüş evrimsel olarak işe yaramayan DNA zamanla kaybolur dolayısıyla bu işlevi bilinmeyen devasa kısım büyük ihtimalle çöp oluyordu. Bu nedenle bu işlevi olmayan kısma “JUNK DNA” denildi.

Düşünüldüğü Gibi Çöp Müydü?

1970/2000’lere gelindiğinde ise bilim insanları genomun %98’i boş görünse bile bu bölgelerden bir takım RNA üretildiğini fark etti ve dolayısıyla şüpheler başladı. Aslında çöp denilen DNA aktif şeklide okunuyordu. Anlaşılacağı üzere bunlar işlevsiz değil sadece işlevleri bilinmiyordu ve bilinmesi gereken bu RNA’ların işe yarıyor mu olduğu yoksa sadece ürün oldukları mıydı?

Daha sonra Blogsferde, uygulamalı genom biyologları topluluğunda, NATURE dergisinin 6 Eylül 2012 tarihli sayısında yayınlanan bir dizi makale ve mektup bilim dünyasını coşturdu. ENCODE projesinin çatısı altında yayınlanan bu ve daha birçok makale, insan genomunun 3,2 Gb’lik kısmının çoğunluğunun işlevini, sadece geleneksel olarak tanımlanmış genler veya açıkça gen kontrol eden unsurlar olarak bilinen birkaç yüzdelik dilimle sınırlı kalmadığını iddia ediyordu. Kolata, The New York Times’da “İnsan genomu bir zamanlar 'çöp' olarak reddedilen ancak hücrelerin, organların ve diğer dokuların nasıl davrandığını kontrol etmede kritik roller oynadığı ortaya çıkan DNA parçalarında bulunan en az dört milyon gen anahtarıyla doludur" diye yazdı.

CDoolittle bu yaklaşımın aşırı yorumlanabileceğini savunuyordu.İnsan genomunun büyük kısmını sistematik analiz edip DNA’nın sadece küçük bir kısmının değil, büyük bölümünün biyolojik aktivite gösterdiğini bulan “ENCODE projesinin verileri DNA'mızın çok yakın zamana kadar düşünüldüğünden çok daha büyük bir bölümünün, bir dokuda veya diğerinde transkribe edilen veya fenotipik olarak ifade edilen bilgiyi kodladığı veya bu ifadeyi özel olarak düzenlediği için organizmalar olarak hayatta kalmamıza ve ürememize katkıda bulunduğu anlamına gelecek şekilde yorumlamaktan kaynaklanıyor” diye yazmış W. Ford Doolittle makalesinde. Ve ayrıca ekliyor “Eğer insan genomu gereksiz kodon içermiyorsa, o zaman insan karmaşıklığındaki organizmalar için bir tür minimum boyutta çok şanslı bir şekilde konumlanmış olmalıdır. Artık insanlığın evrenin merkezinde olduğunu düşünmeyebiliriz.” 

Ortaya çıkan kanıtlar, insan genomunda düzenleyici RNA kodlayan gen sayısının, protein kodlayanlardan daha fazla olabileceğini ve karmaşık organizmalardaki gen düzenlemesinin son 50 yıldır büyük ölçüde yanlış anlaşıldığını göstermektedir diye yazıyor Kevin V. Morris ve John S. Mattick’in makalelerinde. Tüm bunlar genomun düşündüğümüzden daha dinamik bir yapıya sahip olabileceğini gösteriyor.

Bu tür araştırmaların bilimi coşturmasının sebebinin benzer ve karşıt görüşlerin havada uçuşmasından ileri geldiğini düşünüyorum.Daha birçok bilim insanı bu durumu destekledi veya desteklemedi ancak şundan emin olunabilir ki artık bilim dünyası “JUNK DNA” ya farklı bir açıdan bakıyordu. 

ENCODE projesin gibi kritik bir keşif daha vardı. Non-coding RNA keşfi. Bilim insanları DNA’nın büyük kısmının RNA ürettiğini ancak bu RNA’ların(ncRNA) protein yapmadığını keşfetti. Kodlama yapmayan RNA'lar (ncRNA'lar), çeşitli hücresel süreçlerde rol alan, düşük protein kodlama potansiyeline sahip heterojen bir transkript sınıfıdır. Peki bu RNA’lar ne yapıyordu? Genleri açıp kapatıyor, protein üretimini kontrol ediyor ve hücresel süreçleri yönlendiriyordu. Örnek verecek olursak miRNA'lar, hücre döngüsü düzenlemesi, farklılaşma ve apoptoz dahil olmak üzere çok sayıda hücresel süreci etkiler. Protein üretmeyen bu RNA’lar gerçekten sadece ‘çöpten’ mi ibaret?

“Moleküler biyolojinin merkezi dogması, DNA'da depolanan genetik bilginin, geçici mRNA'lara dönüştürülmesi ve ribozomlarda adaptör RNA'lar (tRNA'lar) yardımıyla çözülerek proteinler üretmesi ve bu proteinlerin de hücredeki tüm enzimatik ve yapısal işlevleri yerine getirmesi için genel bir yol tanımlamıştır. Bu görüşe göre, RNA'lar oldukça yardımcı bir rol oynar ve belirli bir organizmanın karmaşıklığı, 'bir gen- bir protein' hipotezine göre, yalnızca genomunda kodlanan protein sayısı ile tanımlanır. Bu basit tablo, ökaryotik protein kodlayan genlerin birincil transkriptlerinin kodlama dizilerinin intronlarla kesintiye uğradığı ve intronların varlığının, alternatif ekleme yoluyla tek bir genden birden fazla protein ürünü sentezlemenin bir yolunu sağladığının fark edilmesiyle ilk kez karmaşıklaşmıştır” diyor Maciej Szymanski ve Jan Barciszewski makalelerinde.

Uzun kodlayıcı olmayan RNA'lar (lncRNA'lar), 2 kb'den uzun ve 100 amino asitten daha az kodlama potansiyeline sahip moleküller veya 200 nükleotitten (nt) daha uzun protein kodlamayan transkriptlerdir. Şimdi, protein kodlayan genlerden çok daha fazla miktarda lncRNA tanımlanmıştır. Bu gerçek, lncRNA'ların kodlayan RNA dizilerinden en az dört kat daha uzun olduğunu göstermektedir. RNA, yüksek esneklik ve yüksek doğruluk oranına sahip, bilgi kodlayan bir moleküldür. Ayrıca kolay aktivasyon, modifikasyon, taşıma ve bozunma özellikleriyle de karakterize edilir. Bu nedenle RNA hem DNA'nın dijital sözlüğünün hem de proteinlerin analog dilinin bütünleştirici bir unsuru olarak kabul edilir. Hücresel aktivitelerin gerçekleştirilmesinde DNA ve protein moleküllerinin dinamik bir katılımcısıdır.

Epigenomik kontrol mekanizması genellikle kromatin düzeyinde ele alınır. Histon proteinleri, asetilasyon, metilasyon, sumoylasyon ve ubikitinasyon gibi işlemlerle kimyasal olarak modifiye edilebilir. Bu işlemler, kromatin yapısında değişikliklere yol açar ve DNA'nın erişimine izin verilir. Son bulgular, lncRNA'ların kanser gelişiminin ardışık aşamalarında rol oynadığını ortaya koymaktadır. Kanser, onkogen aktivasyonu ve tümör baskılayıcı gen inhibisyonu sonucu oluşan bir genom hastalığıdır. Bu lncRNA'lar DNA, RNA, protein molekülleri ve/veya bunların kombinasyonlarıyla etkileşime girer. Kromatin organizasyonunda, transkripsiyonel ve transkripsiyon sonrası düzenlemede temel bir düzenleyici görevi görür. Yanlış ekspresyonları, kanser hücresine tümör başlatma, büyüme ve metastaz kapasitesi kazandırır.

SONUÇ

Genomun büyük bölümünün biyokimyasal olarak aktif olduğu kabul ediliyor. Ancak biyokimyasal aktivite illa biyolojik işlev anlamına gelmez. Bu sebeple genomun tamamının işlevsel olduğu söylenemeyebileceği gibi tamamen çöp olduğu da söylenemez. Gelecek araştırmalar veya şuan yürütülen araştırmalar genomun dinamik yapısını daha iyi anlamamızda bize yol gösterecektir.

KAYNAK

Sven Diederichs 1, 2, 3, ✉ , Lorenz Bartsch 4, † , Julia C Berkmann 4, † , Karin Fröse 4, † , Jana Heitmann 4, † , Caroline Hoppe 4, † , Deetje Iggena 4, † , Danny Jazmati 4, † , Philipp Karschnia 4, † , Miriam Linsenmeier 4, † , Thomas Maulhardt 4, † , Lino Möhrmann 4, † , Johannes Morstein 4, † , Stella V Paffenholz 4, † , Paula Röpenack 4, † , Timo Rückert 4, † , Ludger Sandig 4, † , Maximilian Schell 4, † , Anna Steinmann 4, † , Gjendine Voss 4, † , Jacqueline Wasmuth 4, † , Maria E Weinberger 4, † , Ramona Wullenkord 4, †NATIONAL LİBRARY OF MEDİCİNE W Ford Doolittle 1, 1Maciej Szymański 1 , Jan Barciszewski 1, ✉  non-coding ,SPRINGER NATURE LİNK, RESEARCHGATE Kevin V Morris  John S Mattick