Canl\u0131l\u0131k, son birka\u00e7 milyar y\u0131l\u0131n\u0131 dar bir \u201ckelime da\u011farc\u0131\u011f\u0131\u201d kullanarak ge\u00e7irdi. Son zamanlarda ara\u015ft\u0131rmac\u0131lar biyolojinin bu geni\u015f olmayan s\u00f6zl\u00fc\u011f\u00fcne yeni harfler ekleyerek eski kurallar\u0131 deldiler.<\/p>\n
La Jolla, Kaliforniya\u2019daki Scripps Ara\u015ft\u0131rma Enstit\u00fcs\u00fc\u2019nden kimyac\u0131 Floyd Romesberg ve \u00e7al\u0131\u015fma arkada\u015flar\u0131 Escherichia coli<\/em> t\u00fcr\u00fc bakteri h\u00fccrelerinin DNA\u2019s\u0131na iki yeni \u00e7e\u015fit kimyasal baz eklemeyi ba\u015fard\u0131. Manip\u00fcle edilen bu h\u00fccreler, DNA\u2019lar\u0131na eklenen bu yeni bilgiyi bir floresan proteine yeni do\u011fal olmayan aminoasitler eklemek i\u00e7in kulland\u0131lar.<\/p>\n Canl\u0131lar, do\u011fal s\u00fcre\u00e7te kal\u0131t\u0131labilir (bir sonrak nesle aktar\u0131labilir) bilgileri kodlamak i\u00e7in yaln\u0131zca 4 \u00e7e\u015fit baz kullan\u0131yor: Adenin (A), timin (T), sitozin (C) ve guanin (G). Bu bazlar birbirleriyle e\u015fle\u015ferek DNA\u2019n\u0131n ikili sarmal yap\u0131s\u0131n\u0131 bir arada tutuyor. Ayr\u0131ca, yan yana gelen her 3 aminoasit, 20 farkl\u0131 aminoasitten birini kodluyor ve bu aminoasitler de h\u00fccreleri meydana getiren proteinlerin yap\u0131s\u0131n\u0131 olu\u015fturuyor. Bu yeni \u00e7al\u0131\u015fma do\u011fal olmayan bazlar\u0131n canl\u0131larda proteinlerin yap\u0131s\u0131na kat\u0131labildiklerini ilk kez g\u00f6stermesi bak\u0131m\u0131ndan \u00f6nem ta\u015f\u0131yor.<\/p>\n Romesberg\u2019in dedi\u011fine g\u00f6re, \u00e7al\u0131\u015fman\u0131n as\u0131l ba\u015far\u0131s\u0131 sentetik biyolojinin (canl\u0131lara yeni \u00f6zellikler eklemeye odakl\u0131 bir \u00e7al\u0131\u015fma alan\u0131) canl\u0131l\u0131\u011f\u0131n en temel \u00f6zelliklerini yeniden \u015fekillendirerek hedefine ula\u015fabildi\u011fini g\u00f6stermesi. Romesberg \u015f\u00f6yle devam ediyor: \u201cBiyolojik yap\u0131m\u0131z\u0131 belirleyen bilgi depolama ve bunu geri \u00e7a\u011f\u0131rma y\u00f6ntemimizden daha temel ve daha \u00f6nemli hi\u00e7bir sistem yok. Yapt\u0131\u011f\u0131m\u0131z \u015fey, var olan par\u00e7alarla birlikte i\u015fleyen ve onlar\u0131n yapt\u0131\u011f\u0131 her \u015feyi yapabilen yeni par\u00e7alar tasarlamak.\u201d<\/p>\n Alfabeye yap\u0131lan ekler<\/strong><\/p>\n Birka\u00e7 tak\u0131m genetik kodu geni\u015fletmek i\u00e7in \u00e7al\u0131\u015f\u0131yor. 4 do\u011fal DNA baz\u0131, kodon ad\u0131 verilen 64 farkl\u0131 3\u2019erli grup halinde bir araya gelerek aminoasitleri olu\u015fturuyor. Kodon say\u0131s\u0131 bu kadar fazla olsa da, canl\u0131l\u0131k i\u00e7in gerekli olan t\u00fcm proteinler yaln\u0131zca 20 aminoasitten olu\u015fur (\u00d6rne\u011fin, CGC, CGA, CGG ve CGT tek bir aminoasiti, arjinini kodlar).<\/p>\n Boston, Massachussetts\u2019teki Harvard T\u0131p Okulu\u2019ndan genetik\u00e7i George Church\u2019\u00fcn de aras\u0131nda oldu\u011fu ara\u015ft\u0131rmac\u0131lar fazla kodonlar\u0131 yeni aminoasitler \u00fcretebilmek \u00fczere d\u00fczenlemek i\u00e7in \u00e7al\u0131\u015f\u0131yor. Romesberg\u2019\u00fcn grubu farkl\u0131 bir strateji ke\u015ffediyor: DNA\u2019ya tamamen yeni bir baz \u00e7ifti eklemek. Bu, \u00fcretilmesi m\u00fcmk\u00fcn olan kodon say\u0131s\u0131n\u0131 m\u00fcthi\u015f derecede art\u0131r\u0131yor ve teorik olarak h\u00fccrelere 100\u2019den fazla yeni aminoasitten yararlanma imk\u00e2n\u0131 sunuyor.<\/p>\n Church h\u00e2l\u00e2 kendi yakla\u015f\u0131m\u0131n\u0131n bir\u00e7ok durumda daha pratik oldu\u011funa inansa da, yeni \u00e7al\u0131\u015fmay\u0131 \u201ccanl\u0131l\u0131\u011f\u0131n temellerini ke\u015ffetme s\u00fcrecinde bir d\u00f6n\u00fcm noktas\u0131\u201d olarak tan\u0131ml\u0131yor.<\/p>\n Ara\u015ft\u0131rmac\u0131lar geni\u015fletilmi\u015f bir genetik alfabe hakk\u0131nda ilk kez 1960\u2019larda d\u00fc\u015f\u00fcnd\u00fcler. Bu alanda ilk b\u00fcy\u00fck ba\u015far\u0131 1989\u2019da, \u00f6nce kimyac\u0131 Steven Benner\u2019in liderli\u011findeki bir tak\u0131m, daha sonra da Z\u00fcrih\u2019teki \u0130svi\u00e7re Federal Teknoloji Enstit\u00fcs\u00fc taraf\u0131ndan de\u011fi\u015ftirilmi\u015f sitozin ve guanin molek\u00fclleriyle DNA \u00fcretildi\u011finde elde edildi. Benner\u2019\u0131n deyi\u015fiyle, bu \u201ckomik\u201d DNA harfleri, test t\u00fcplerindeki deneylerde e\u015flenebilme, RNA ve protein \u00fcretebilme becerisine sahip.<\/p>\n \u201cDaha komik DNA\u2019lar\u201d<\/strong><\/p>\n Ge\u00e7ti\u011fimiz 20 y\u0131l i\u00e7inde, Romesberg\u2019in tak\u0131m\u0131 y\u00fczlerce daha da komik DNA molek\u00fcl\u00fc \u00fcretti. Geleneksel baz \u00e7iftlerinden ve Benner\u2019\u0131n tak\u0131m\u0131 taraf\u0131ndan \u00fcretilenlerden (birbirlerine hidrojen atomlar\u0131 arac\u0131l\u0131\u011f\u0131yla ba\u011flanan bazlar) farkl\u0131 olarak, bu yabanc\u0131 bazlar, t\u0131pk\u0131 ya\u011f damlac\u0131klar\u0131 gibi, suda \u00e7\u00f6z\u00fcnemedikleri i\u00e7in birbirlerine yap\u0131\u015f\u0131yor.<\/p>\n Canl\u0131 h\u00fccrelerde fonksiyonel olabilmek i\u00e7in yabanc\u0131 bazlar\u0131n, do\u011fal bazlar\u0131n \u00e7evresinde DNA\u2019n\u0131n yap\u0131s\u0131n\u0131 bozmadan ve DNA e\u015flenmesi, mesajc\u0131 RNA (DNA ve protein aras\u0131ndaki bir ara molek\u00fcl) \u00fcretimi gibi fonksiyonlar\u0131 engellemeyecek \u015fekilde DNA\u2019ya da\u011f\u0131lmalar\u0131 gerekiyor. 2014\u2019de Romesberg\u2019in grubu b\u00fcy\u00fck bir bulu\u015fa imza att\u0131: Do\u011fal olmayan baz i\u00e7eren bir \u201cDNA halkas\u0131\u201d i\u00e7eren bir E. coli<\/em> \u00e7e\u015fidi \u00fcretildi. Bu \u201cuzayl\u0131 DNA\u2019s\u0131\u201d dNaM ve d5SICS (k\u0131saca, s\u0131ras\u0131yla X ve Y olarak adland\u0131r\u0131ld\u0131lar) ad\u0131 verilen iki kimyasaldan olu\u015fuyordu. Fakat, h\u00fccreler olduk\u00e7a yava\u015f bir \u015fekilde b\u00f6l\u00fcnmeye ba\u015flad\u0131 ve zaman i\u00e7erisinde yabanc\u0131 DNA\u2019lar\u0131n\u0131 kaybetme e\u011filimi g\u00f6sterdiler.<\/p>\n Bu y\u0131l\u0131n ba\u015flar\u0131nda yay\u0131mlanan bir makalede, Romesberg\u2019in tak\u0131m\u0131 daha sa\u011fl\u0131kl\u0131, yar\u0131-sentetik bir E. coli<\/em> \u00e7e\u015fidi \u00fcretmeyi ba\u015fard\u0131 ve bu yeni \u00e7e\u015fidin yabanc\u0131 DNA\u2019y\u0131 reddetme e\u011filimi daha d\u00fc\u015f\u00fckt\u00fc (Bu versiyonda, d5SICS molek\u00fcl\u00fc, benzer bir yap\u0131ya sahip olan dTPT3 ile de\u011fi\u015ftirildi). Fakat bu yeni E. coli<\/em> \u00e7e\u015fidinin, 2014\u2019te de tespit edildi\u011fi gibi, yeni kodonlar\u0131 kullanma \u00f6zelli\u011fi zay\u0131ft\u0131.<\/p>\n Nature<\/em>\u2019da yay\u0131mlanan son ara\u015ft\u0131rmada, ayn\u0131 ekip yabanc\u0131 DNA\u2019y\u0131 kullanabilen sa\u011fl\u0131kl\u0131 h\u00fccreler \u00fcretmeyi ba\u015fard\u0131. Yap\u0131lan farkl\u0131 deneylerle, h\u00fccreler do\u011fal olmayan iki aminoasiti (PrK ve pAzF) ye\u015fil \u0131\u015f\u0131k sa\u00e7an bir proteine eklemeyi ba\u015fard\u0131lar. Yabanc\u0131 bazlar ve\u00a0 aminoasitler h\u00fccrelere d\u0131\u015far\u0131dan ekleniyordu, dolay\u0131s\u0131yla bir \u015fekilde laboratuvardan d\u0131\u015far\u0131 \u00e7\u0131kan bir organizman\u0131n bunlar\u0131 \u00fcretmesi m\u00fcmk\u00fcn de\u011fildi. H\u00fccrelerin bu yeni yap\u0131lar\u0131 kullanabilmesi i\u00e7in ara\u015ft\u0131rmac\u0131lar de\u011fi\u015ftirilmi\u015f tRNA (kodonlar\u0131 okuyan ve uygun aminoasitleri ribozomlara, yani h\u00fccrelerin protein fabrikalar\u0131na ta\u015f\u0131yan molek\u00fcller) molek\u00fclleri \u00fcrettiler.<\/p>\n Yeni aminoasitler ye\u015fil floresan proteininin bi\u00e7imini ya da fonksiyonunu de\u011fi\u015ftirmedi. Fakat Romesberg \u015f\u00f6yle diyor: \u201c\u015eimdi bilgiyi kaydedip geri \u00e7a\u011f\u0131rabildi\u011fimize g\u00f6re, bunu kullanarak bir \u015feyler yapabiliriz.\u201d Hen\u00fcz yay\u0131nlanmam\u0131\u015f olan bir ara\u015ft\u0131rmalar\u0131nda, ekip antibiyoti\u011fe dayan\u0131kl\u0131l\u0131k sa\u011flayan bir genin kritik bir b\u00f6lgesine yabanc\u0131 bir baz ekledi. B\u00f6ylece, yabanc\u0131 DNA\u2019y\u0131 genomundan atan bakteriler penisilin i\u00e7erikli ila\u00e7lara kar\u015f\u0131 hassas hale geldi.<\/p>\n \u015eeker d\u00fckk\u00e2n\u0131<\/strong><\/p>\n Romesberg, La Jolla\u2019da, Synthorx isminde bir biyoteknoloji \u015firketi kurdu ve beyaz kan h\u00fccrelerinin say\u0131s\u0131n\u0131 d\u00fczenleyen IL-2 isimli protein bazl\u0131 bir ila\u00e7 gibi bir\u00e7ok ilaca do\u011fal olmayan aminoasitler eklemeyi hedefliyor. Bu yakla\u015f\u0131m, h\u00fccrelerin i\u00e7ine daha kolay girebilen, h\u00fccreler i\u00e7in daha az zehirli olan veya h\u00fccre i\u00e7erisinde daha kolay par\u00e7alanabilen ila\u00e7lar \u00fcretmek i\u00e7in kullan\u0131labilir. Ayr\u0131ca, proteinler geleneksel aminoasitlerin sahip olmad\u0131\u011f\u0131 \u00f6zelliklere sahip olacak \u015fekilde tasarlanabilir, t\u0131pk\u0131 elektronlar\u0131 y\u00fcksek oranda \u00e7ekme kabiliyeti gibi. Romesberg, \u201cBu durum, \u015feker d\u00fckk\u00e2n\u0131nda \u00e7ocuk olmaya benziyor. Fakat bu durumda, \u00e7ocuk 20 y\u0131l boyunca \u015feker d\u00fckk\u00e2n\u0131na gitme hayalini kurduktan sonra birden hangi \u00e7e\u015fit \u015fekeri istedi\u011fini d\u00fc\u015f\u00fcnmeye ba\u015flad\u0131.\u201d<\/p>\n Benner ve Singapur\u2019daki Biyom\u00fchendislik ve Nanoteknoloji Enstit\u00fcs\u00fc\u2019nden biyokimyac\u0131 Ichiro Hirao\u2019nun ekipleri, deney t\u00fcplerinde yabanc\u0131 DNA\u2019lar\u0131 kullanarak do\u011fal olmayan aminoasitleri \u00fcretmeyi ba\u015fard\u0131lar bile. Fakat Hirao, canl\u0131 h\u00fccreler \u00fczerinde \u00e7al\u0131\u015fmaya ba\u015flaman\u0131n avantajl\u0131 olaca\u011f\u0131n\u0131 d\u00fc\u015f\u00fcn\u00fcyor. Do\u011fal olmayan aminoasitleri i\u00e7eren proteinler bakterilerin yard\u0131m\u0131yla daha b\u00fcy\u00fck miktarlarda ve daha ucuza \u00fcretilebilir diye ekliyor. Bu teknolojiyi \u00f6karyotlara uygulayabilmek ise, yeni antikor ila\u00e7lar\u0131n\u0131n geli\u015ftirilmesine olanak sa\u011flayacak.<\/p>\n Bununla birlikte, \u015fimdilerde Gainesville, Florida\u2019daki Uygulamal\u0131 Molek\u00fcler Evrim Kurumu\u2019nda g\u00f6rev yapan Benner, Romesberg\u2019in sisteminin baz \u00e7iftlerini bir arada tutmakta g\u00f6rece zay\u0131f hidrofobik ba\u011flar kulland\u0131\u011f\u0131 i\u00e7in, bu y\u00f6ntemin end\u00fcstriyel uygulamalar\u0131n\u0131n s\u0131n\u0131rl\u0131 olabilece\u011fini belirtiyor. Benner, \u201ch\u00fccreler genomlar\u0131ndaki nadir yabanc\u0131 bazlar\u0131 tolere edebilir, fakat yaln\u0131zca yabanc\u0131 bazlardan olu\u015fan b\u00fct\u00fcn bir genetik sistem yaratmak m\u00fcmk\u00fcn de\u011fil\u201d diyor.<\/p>\n Romesberg ve arkada\u015flar\u0131 \u015fimdi ellerindeki genetik alfabeyi geni\u015fletmek i\u00e7in \u00e7al\u0131\u015f\u0131yorlar. \u015eimdiye kadar ekip, X ve Y\u2019yi i\u00e7eren 12 yeni ve i\u015flevsel kodon tan\u0131mlad\u0131. Fakat Romesberg\u2019e g\u00f6re hen\u00fcz yap\u0131lacak \u00e7ok fazla i\u015f var.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Canl\u0131l\u0131k, son birka\u00e7 milyar y\u0131l\u0131n\u0131 dar bir \u201ckelime da\u011farc\u0131\u011f\u0131\u201d kullanarak ge\u00e7irdi. Son zamanlarda ara\u015ft\u0131rmac\u0131lar biyolojinin bu geni\u015f olmayan s\u00f6zl\u00fc\u011f\u00fcne yeni harfler ekleyerek eski kurallar\u0131 deldiler. La Jolla, Kaliforniya\u2019daki Scripps Ara\u015ft\u0131rma Enstit\u00fcs\u00fc\u2019nden kimyac\u0131 Floyd Romesberg ve \u00e7al\u0131\u015fma arkada\u015flar\u0131 Escherichia coli t\u00fcr\u00fc bakteri h\u00fccrelerinin DNA\u2019s\u0131na iki yeni \u00e7e\u015fit kimyasal baz eklemeyi ba\u015fard\u0131. Manip\u00fcle edilen bu h\u00fccreler, DNA\u2019lar\u0131na […]<\/p>\n","protected":false},"author":428,"featured_media":17952,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[2147,19,21,231],"tags":[197,272,2149,1171],"class_list":["post-17951","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-167-sayi","category-bilim-gundemi","category-biyoloji","category-molekuler-biyoloji-ve-genetik","tag-biyoloji","tag-dna","tag-genetik-alfabe","tag-protein"],"acf":[],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/bilimvegelecek.com.tr\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/17951","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/bilimvegelecek.com.tr\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/bilimvegelecek.com.tr\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/bilimvegelecek.com.tr\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/users\/428"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/bilimvegelecek.com.tr\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=17951"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/bilimvegelecek.com.tr\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/17951\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/bilimvegelecek.com.tr\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media\/17952"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/bilimvegelecek.com.tr\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=17951"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/bilimvegelecek.com.tr\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=17951"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/bilimvegelecek.com.tr\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=17951"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}