{"id":49846,"date":"2021-04-13T10:37:43","date_gmt":"2021-04-13T07:37:43","guid":{"rendered":"https:\/\/bilimvegelecek.com.tr\/?p=49846"},"modified":"2021-04-13T10:37:43","modified_gmt":"2021-04-13T07:37:43","slug":"mitokondri-evrimini-animsatan-mikroorganizmalar-arasi-iliskiler","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/bilimvegelecek.com.tr\/index.php\/2021\/04\/13\/mitokondri-evrimini-animsatan-mikroorganizmalar-arasi-iliskiler","title":{"rendered":"Mitokondri evrimini an\u0131msatan mikroorganizmalar aras\u0131 ili\u015fkiler"},"content":{"rendered":"

Organizmalar aras\u0131ndaki simbiyotik (ortak ya\u015fam) ya\u015fam etkile\u015fmesi her zaman b\u00fcy\u00fck evrimsel ge\u00e7i\u015flerde yard\u0131mc\u0131 rol oynam\u0131\u015ft\u0131r. \u0130ki organizma aras\u0131ndaki bu etkile\u015fim bi\u00e7imi, \u00f6karyot h\u00fccrelerin anahtar organeli olan mitokondrilerin evrimiyle paralellik g\u00f6stermektedir.<\/p>\n

Mikrobiyal ya\u015fam\u0131n b\u00fcy\u00fck \u00e7e\u015fitlili\u011fi i\u00e7erisinde, bir organizman\u0131n di\u011feriyle kal\u0131c\u0131 ili\u015fkisinin s\u00fcrd\u00fcr\u00fclebilirli\u011fini sa\u011flayan simbiyoz ya\u015fam\u0131n pek \u00e7ok \u00f6rne\u011fi vard\u0131r. Bu ili\u015fkinin b\u00fcy\u00fck k\u0131sm\u0131nda da organizmalar aras\u0131 birbirine fayda sa\u011flama etkile\u015fimi g\u00f6zlenmi\u015ftir. Graf ve arkada\u015flar\u0131n\u0131n Nature<\/em>‘da yay\u0131mlanan yeni \u00e7al\u0131\u015fmalar\u0131nda, mikroorganizmalar aras\u0131nda ilgi \u00e7ekici bir simbiyoz \u00f6rne\u011fi ke\u015ffi rapor edildi. Yeni bilginin, \u00f6karyotik h\u00fccrelerin (\u00e7ekirdekleri de olan) enerji \u00fcretim merkezi gibi \u00e7al\u0131\u015fan organalleri oldu\u011fu bilinen mitokondrilerin evrimsel s\u00fcrecine \u0131\u015f\u0131k tutabilece\u011fi d\u00fc\u015f\u00fcn\u00fcl\u00fcyor.<\/p>\n

Baz\u0131 durumlarda, simbiyotik ortaklardan biri bir di\u011feriyle, endosimbiyoz ad\u0131 verilen bir s\u00fcre\u00e7le, h\u00fccresine girece\u011fi \u015fekilde kayna\u015fabilir. Endosimbiyotik etkile\u015fimler, D\u00fcnya’daki ya\u015fam\u0131n tarihi boyunca \u00f6nemli ge\u00e7i\u015flere izin vermi\u015ftir. Bunun en \u00f6nemli \u00f6rne\u011finin, ilk \u00f6karyotik h\u00fccrenin ortaya \u00e7\u0131kmas\u0131na neden olan etkile\u015fim oldu\u011fu d\u00fc\u015f\u00fcn\u00fclmektedir. Bu atasal \u00f6karyot olas\u0131l\u0131kla, Asgard archaea<\/em> ad\u0131 verilen tek h\u00fccreli bir organizma grubuna ait bir konak\u00e7\u0131 h\u00fccrenin, Proteobakterilere ait bir t\u00fcr bakteri h\u00fccresiyle kayna\u015ft\u0131\u011f\u0131 bir endosimbiyonttandan olu\u015fmu\u015ftur (ba\u015fka bir canl\u0131n\u0131n v\u00fccudunda veya h\u00fccrelerinde kar\u015f\u0131l\u0131kl\u0131 fayda sa\u011flayan bir ili\u015fkiyle ya\u015fayan canl\u0131lara verilen genel isim). \u00d6karyotik h\u00fccrelerdeki mitokondri, bir zamanlar serbest ya\u015fam\u0131\u015f olan proteo bakteriyel endosimbiyontun do\u011frudan torunlar\u0131 olarak kabul edilir.<\/p>\n

\"\"Graf ve arkada\u015flar\u0131 yine bir t\u00fcr \u00f6karyot olan tek h\u00fccreli siliatlar (kirpikler olarak bilinen sa\u00e7 benzeri organallere sahip protozoon gurubu) i\u00e7inde ilgin\u00e7 bir bakteriyal endosimbiyontu ke\u015ffettiler. Organizmalar aras\u0131 bu tip ileti\u015fimler yayg\u0131n olarak g\u00f6r\u00fclmekle birlikte bu \u00f6zel olguda, mitokondriye yol a\u00e7an endosimbiyoz bi\u00e7iminin baz\u0131 ay\u0131rt edici \u00f6zellikleri vard\u0131. Bu durum, ATP molek\u00fclleri arac\u0131l\u0131\u011f\u0131yla enerji \u00fcretimini i\u00e7eren s\u00fcrece yani solunum i\u015flevine i\u015faret etmekteydi. Bu s\u00fcre\u00e7 ayn\u0131 zamanda, konak\u00e7\u0131ya enerji sa\u011flamak i\u00e7in ATP’nin endosimbiyont’tan d\u0131\u015far\u0131 \u00e7\u0131kar\u0131labilece\u011fi bir mekanizmay\u0131 da g\u00f6steriyor olabilirdi.<\/p>\n

D\u00f6rt milyar y\u0131ldan daha uzun s\u00fcre \u00f6nce bu gezegen \u00fcst\u00fcnde ya\u015fam ilk olu\u015fmaya ba\u015flad\u0131\u011f\u0131nda \u00e7evre ve atmosfer ko\u015fullar\u0131 bug\u00fcnk\u00fc D\u00fcnya\u2019dan kayda de\u011fer \u00f6l\u00e7\u00fcde farkl\u0131yd\u0131. Yakla\u015f\u0131k 2.1 milyar y\u0131l \u00f6nce, bug\u00fcn ad\u0131na B\u00fcy\u00fck Oksidasyon Olay\u0131 dedi\u011fimiz, oksijenin atmosfer ve okyanus sular\u0131nda birikmesiyle kendini g\u00f6steren ve D\u00fcnya \u00fczerindeki ya\u015famla birebir ilgisi oldu\u011fu d\u00fc\u015f\u00fcn\u00fclen s\u00fcre\u00e7 ba\u015flam\u0131\u015ft\u0131. Oksijen, oksijen yoksun ortamlarda geli\u015fen \u00e7o\u011fu organizma i\u00e7in zehirliydi (toksikti). Bununla birlikte, baz\u0131 mikroorganizmalar, oksijenin g\u00fcc\u00fcn\u00fc dizginleyerek onun kimyasal \u00f6zelliklerini, enerji \u00fcretme yolunda bir elektron al\u0131c\u0131s\u0131 bi\u00e7iminde kullanmay\u0131 \u00f6\u011frendi. Aerobik (oksijenli) solunum olarak adland\u0131rd\u0131\u011f\u0131m\u0131z bu oksijen ba\u011f\u0131ml\u0131 s\u00fcre\u00e7, fermantasyondan (pek \u00e7ok anaerobik organizman\u0131n oksijensiz ortamda ya\u015famas\u0131n\u0131 sa\u011flayan, oksijene ba\u011f\u0131ml\u0131 olmayan metabolizma bi\u00e7imi) enerji bak\u0131m\u0131ndan daha verimli bir durumdu.<\/p>\n

\u00d6karyotlar\u0131n ortaya \u00e7\u0131k\u0131\u015f\u0131 olas\u0131l\u0131kla B\u00fcy\u00fck Oksidasyon Olay\u0131\u2019ndan sonraya denk gelmekteydi ve bunlar\u0131n aerobik solunum yapma yetenekleri mitokondriyal endosimbiyont yoluyla elde edilmi\u015fti. Bunun sa\u011flad\u0131\u011f\u0131 verimli enerji \u00fcretimi kapasitesinin \u00f6karyotik evrim s\u0131ras\u0131nda se\u00e7ici avantajlar sa\u011flad\u0131\u011f\u0131 d\u00fc\u015f\u00fcn\u00fclmektedir, ancak \u00f6rne\u011fin h\u00fccresel karma\u015f\u0131kl\u0131\u011f\u0131n ortaya \u00e7\u0131kmas\u0131na kesin katk\u0131s\u0131 oldu\u011fu konusu ise tart\u0131\u015f\u0131lmaktad\u0131r.<\/p>\n

Mevcut kan\u0131tlar, erken \u00f6karyot ve biyolojik \u00e7e\u015fitlenmenin, oksijenin mevcut oldu\u011fu ko\u015fullar alt\u0131nda ger\u00e7ekle\u015fti\u011fini g\u00f6stermektedir. Bununla birlikte, baz\u0131 \u00f6karyot gruplar\u0131 yine de oksijensiz ortamlarda geli\u015febilmektedir. Bu anaerobik \u00f6karyotlar\u0131n aerobik mitokondriyon ta\u015f\u0131yan atalar\u0131ndan evrimle\u015fti\u011fi d\u00fc\u015f\u00fcn\u00fclmektedir.<\/p>\n

Oksijen yoklu\u011funda, anaerobik \u00f6karyotlar fermantasyona dayal\u0131 bir metabolizma kullan\u0131r ve bu da onlar\u0131 aerobik \u00f6karyotlardan daha zorlay\u0131c\u0131 enerji rejimlerine tabi tutar. Bu t\u00fcr bir metabolizma, \u00e7e\u015fitli anaerobik \u00f6karyot tiplerinde ortaya \u00e7\u0131km\u0131\u015ft\u0131r ve mitokondrinin hidrojenozomlar olarak adland\u0131r\u0131lan organellere evrimi ile ili\u015fkilidir. T\u00fcm hidrojenozomlar, bir dereceye kadar, aerobik solunum i\u00e7in mitokondriyal yolaklar\u0131n\u0131 kaybettiler ve enerji \u00fcreten yollar\u0131n\u0131n son \u00fcr\u00fcn\u00fc olarak karbondioksit ve sudan \u00e7ok hidrojen \u00fcrettiler. Siliatlar, oksijen t\u00fckenmi\u015f ortamlara uyum sa\u011flamada son derece etkiliydi ve mitokondriyonun hidrojenozomlara ge\u00e7i\u015fi, bu organizma grubunda pek \u00e7ok kez ba\u011f\u0131ms\u0131z olarak meydana gelmi\u015fti.<\/p>\n

Graf ve arkada\u015flar\u0131, \u0130svi\u00e7re\u2019deki Zug G\u00f6l\u00fc\u2019n\u00fcn derinliklerinde bulunan Plagiopylea s\u0131n\u0131f\u0131na ait anaerobik siliat tiplerini ara\u015ft\u0131rd\u0131lar. Bu ortam oksijensiz ve y\u00fcksek oranda nitrat i\u00e7eren \u00f6zelli\u011fe sahipti. Mikroskobik incelemelerin ilk sonu\u00e7lar\u0131 al\u0131\u015f\u0131lmad\u0131k karakterdeydi. Bu siliatlar, metan \u00fcretme \u00f6zelli\u011fi fazlaca olan atasal endosimbiyontlardan \u00e7ok; Gamma proteobakteri s\u0131n\u0131f\u0131na ait farkl\u0131 bir endosimbiyont i\u00e7eriyorlard\u0131.<\/p>\n

DNA analizleri sonu\u00e7lar\u0131 da siliat h\u00fccrelerinin hidrojenozomlar i\u00e7erdi\u011fini g\u00f6sterdi. Dahas\u0131, bakteriyal endosimbiyontlarda elektron ta\u015f\u0131ma sistemi (ETC) bulunuyordu. Bu yap\u0131, oksidatif fosforilasyon olarak adland\u0131rd\u0131\u011f\u0131m\u0131z, solunum i\u00e7in enerjinin \u00fcretilmesini sa\u011flayan kompleks protein zinciridir. Graf ve arkada\u015flar\u0131na g\u00f6re bu zincirdeki elektron al\u0131c\u0131s\u0131, oksijen kullanan aerobik organizmalardan farkl\u0131 olarak nitratt\u0131. Bu modelle tutarl\u0131 olarak, ara\u015ft\u0131rmac\u0131lar, siliatlar\u0131n bulundu\u011fu g\u00f6l suyu \u00f6rneklerinde denitrifikasyon (nitrat\u0131 nitrojene \u00e7eviren mikrobiyal s\u00fcre\u00e7) oranlar\u0131n\u0131n, siliatlar\u0131n olmad\u0131\u011f\u0131 \u00f6rneklerden daha y\u00fcksek oldu\u011funu da g\u00f6zlemlediler.<\/p>\n

\"\"Graf ve meslekta\u015flar\u0131 taraf\u0131ndan tan\u0131mlanan endosimbiyontun genomu, sadece 310 protein kodlayan gen i\u00e7eren mikrobiyal \u00f6karyotlar\u0131n \u00e7o\u011fu endosimbiyontunun genomundan \u00f6nemli \u00f6l\u00e7\u00fcde daha k\u00fc\u00e7\u00fckt\u00fc. Bunlar aras\u0131nda ara\u015ft\u0131rmac\u0131lar, ATP i\u00e7in potansiyel ta\u015f\u0131y\u0131c\u0131 proteini kodlayan bir geni de tan\u0131mlam\u0131\u015flard\u0131. Bu genin de, ATP\u2019yi endosimbiyonttan konak\u00e7\u0131s\u0131na ge\u00e7irmek i\u00e7in kullan\u0131ld\u0131\u011f\u0131n\u0131 ve b\u00f6ylece siliat\u0131n, nitrat solunumu ile enerji \u00fcretimi i\u00e7in endosimbiyontu kullanm\u0131\u015f olabilece\u011fini belirttiler. Bu bulgular, bir zamanlar solunum fonksiyonlar\u0131na katk\u0131da bulunan ve atasal mitokondriyal k\u00f6kenli organelleri (hidrojenozom) korumu\u015f olan \u00f6karyotun solunum kabiliyetine (elektron al\u0131c\u0131s\u0131 olarak oksijen yerine nitrat\u0131 kullanmas\u0131na kar\u015f\u0131n) katk\u0131da bulunan endosimbiyontun e\u015fsiz bir \u00f6rne\u011fini temsil etmektedir.<\/p>\n

\u0130lgin\u00e7 \u015fekilde, Graf ve arkada\u015flar\u0131 taraf\u0131ndan ke\u015ffedilen h\u00fccresel ortakl\u0131k ile \u00f6karyotlarda mitokondrinin evrimi aras\u0131nda bir\u00e7ok paralellik \u00e7izilebilir. Her iki durumda da, solunum kapasitesi, bir proteobakteriyel endosimbiyontun metabolik kayna\u015fmas\u0131 yoluyla bir anaerobik konak\u00e7\u0131 h\u00fccre taraf\u0131ndan elde edilmi\u015f ve simbiyont ile konak\u00e7\u0131 h\u00fccre aras\u0131ndaki enerji de\u011fi\u015fimi i\u00e7in mekanizmalar olu\u015fmu\u015ftur. Ayr\u0131ca, mitokondriyal genomlar tipik olarak Graf ve arkada\u015flar\u0131 taraf\u0131ndan g\u00f6zlemlenen endosimbiyont genomundan \u00e7ok daha k\u00fc\u00e7\u00fck olmas\u0131na veya tamamen kaybolmas\u0131na ra\u011fmen (bir\u00e7ok hidrojenozomda oldu\u011fu gibi) bu endosimbiyont genomunda \u00f6nemli bir azalma izlenmi\u015ftir.<\/p>\n

Bu b\u00fcy\u00fcleyici benzerliklere ra\u011fmen, dikkate de\u011fer farkl\u0131l\u0131klar da vard\u0131r. Mitokondriyal endosimbiyoz, modern bir \u00f6karyotik h\u00fccreden \u00e7ok, bir atasal konak\u00e7\u0131 h\u00fccreyi i\u00e7eren daha eskiye tarihlendirilebilecek bir olayd\u0131. Mitokondriler, \u015fimdi orijinal formlar\u0131nda azalma olsa, hatta baz\u0131 g\u00fcn\u00fcm\u00fcz modern \u00f6karyotlar\u0131nda kaybolmu\u015f olsa bile, \u00f6karyotik h\u00fccrelerin ayr\u0131lmaz bir par\u00e7as\u0131 haline gelmi\u015ftir. Orijinal mitokondriyal endosimbiyonttan miras kalan genler genellikle n\u00fckleer genom i\u00e7in yeniden i\u015faretlenmi\u015f ve bu genlerin kodlad\u0131\u011f\u0131 baz\u0131 proteinler h\u00fccre boyunca \u00e7e\u015fitli i\u015flevleri benimsemi\u015ftir. \u0130ncelenen siliat\u0131n bakteriyel endosimbiyontlar\u0131 i\u00e7in benzer bir kayna\u015fma d\u00fczeyi ise olas\u0131 g\u00f6r\u00fclmemi\u015ftir.<\/p>\n

Bununla birlikte, konak\u00e7\u0131 ve endosimbiyont aras\u0131nda genlerin herhangi bir yer de\u011fi\u015ftirmesi veya yeniden yerle\u015ftirilmesi olup olmad\u0131\u011f\u0131n\u0131 ve ATP \u00fcretimi gibi tipik bir mitokondriyal fonksiyonun siliat\u0131n hidrojenozomlar\u0131nda ne \u00f6l\u00e7\u00fcde de\u011fi\u015ftirildi\u011fini veya tutuldu\u011funu incelemek ilgin\u00e7 olacakt\u0131r. Graf ve arkada\u015flar\u0131 taraf\u0131ndan tan\u0131mlanan ATP ta\u015f\u0131y\u0131c\u0131s\u0131n\u0131n ATP’yi siliyer konak\u00e7\u0131ya ge\u00e7irebilece\u011fini g\u00f6steren kan\u0131tlar, \u00f6nerilen simbiyotik etkile\u015fimi do\u011frulamaya yard\u0131mc\u0131 olacakt\u0131r. Mikrobiyal d\u00fcnyan\u0131n \u00e7ok bilinmeyenli d\u00fcnyas\u0131nda benzer \u015fekilde \u015fa\u015f\u0131rt\u0131c\u0131 simbiyotik etkile\u015fimlerin daha fazla ara\u015ft\u0131r\u0131lmas\u0131 ve ke\u015ffi kesinlikle gelecek i\u00e7in heyecan verici g\u00f6r\u00fcnmektedir.<\/p>\n

Kaynak:<\/strong> https:\/\/www.nature.com\/articles\/d41586-021-00500-6<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Organizmalar aras\u0131ndaki simbiyotik (ortak ya\u015fam) ya\u015fam etkile\u015fmesi her zaman b\u00fcy\u00fck evrimsel ge\u00e7i\u015flerde yard\u0131mc\u0131 rol oynam\u0131\u015ft\u0131r. \u0130ki organizma aras\u0131ndaki bu etkile\u015fim bi\u00e7imi, \u00f6karyot h\u00fccrelerin anahtar organeli olan mitokondrilerin evrimiyle paralellik g\u00f6stermektedir. Mikrobiyal ya\u015fam\u0131n b\u00fcy\u00fck \u00e7e\u015fitlili\u011fi i\u00e7erisinde, bir organizman\u0131n di\u011feriyle kal\u0131c\u0131 ili\u015fkisinin s\u00fcrd\u00fcr\u00fclebilirli\u011fini sa\u011flayan simbiyoz ya\u015fam\u0131n pek \u00e7ok \u00f6rne\u011fi vard\u0131r. Bu ili\u015fkinin b\u00fcy\u00fck k\u0131sm\u0131nda da organizmalar aras\u0131 […]<\/p>\n","protected":false},"author":42,"featured_media":49220,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[19,21],"tags":[200,4977,4006,7615],"class_list":["post-49846","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-bilim-gundemi","category-biyoloji","tag-evrim","tag-mikroorganizma","tag-mitokondri","tag-simbiyoz"],"acf":[],"aioseo_notices":[],"aioseo_head":"\n\t\t\n\t\n\t\n\t\n\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t\n\t\t