son Haberler! Bilim adamları, DNA'ya bağlı olmayan bir evrim modeli keşfettiler
Hepimizin bildiği gibi, evrim ve doğal seçilim DNA düzeyine dayalıdır, bu nedenle genetik mutasyonlar ve genetik özellikler zamanla ya korunur ya da yok olur. Ancak şimdi bilim adamları, evrimin genler aracılığıyla değil, yüzeylere bağlı moleküller aracılığıyla tamamen farklı bir aralıkta gerçekleşebileceğine inanıyorlar.
Metil grupları adı verilen bu moleküller, DNA'nın yapısını değiştirir ve genleri açıp kapatabilir. Bu değişikliğe "epigenetik modifikasyon" denir. İnsanlar dahil birçok organizmanın DNA'sında bazı metil grupları bulunur, ancak meyve sinekleri ve yuvarlak kurtlar gibi organizmalar, evrim sırasında ihtiyaç duydukları genleri kaybetmişlerdir.
Başka bir organizma olan Cryptococcus neoformans da yaklaşık 50 ila 150 milyon yıl önce Kretase döneminde metilasyon için anahtar genleri kaybetti. Ancak şu anki haliyle, bu mantarın genomunda hala metil grupları bulunduğunu belirtmekte fayda var. Bir araştırmaya göre, bilim adamları yeni keşfedilen bir evrim modelinin Cryptococcus neoformans'ın bu değişimi on milyonlarca yıl boyunca sürdürmesini sağladığına dair bir teori geliştirdiler.
Bilimsel araştırma ekibinin genellikle insanlarda mantar menenjitine neden olan mayanın sürecini daha iyi anlayabilen yeni maya mayası üzerinde çalıştığı anlaşılmaktadır. Kaliforniya Üniversitesi, San Francisco'dan (UCSF) yapılan bir açıklamaya göre, mantar, zayıflamış bağışıklık sistemi olan insanları enfekte etme eğiliminde ve AIDS ile ilgili ölümlerin yaklaşık% 20'sine neden oluyor. Bu yüzden bilim adamları, yeni maya Cryptococcus'un genetik kodunu araştırmak için çok zaman harcadılar ve mayanın insan hücrelerini işgal etmesine yardımcı olan anahtar genleri araştırdılar. Ancak, bu genetik materyalin metil grupları içerdiğine dair son keşif, bilim adamlarını şaşırttı ve araştırma ilgilerini uyandırdı.
Omurgalılarda ve bitkilerde hücreler iki enzim yardımıyla DNA'ya metil grupları ekler. İlki, metil gruplarını değiştirilmemiş genlere bağlayan "de novo metiltransferaz" olarak adlandırılır. Bu enzim, sarmal DNA zincirinin her bir yarısına aynı metil grupları modelini ekleyerek simetrik bir tasarım oluşturur. Hücre bölünmesi sırasında, çift sarmal açılır ve eşleşen iki yarıdan iki yeni DNA zinciri oluşturur. Bu sırada, "metiltransferazın sürdürülmesi" adlı bir enzim aniden ortaya çıktı ve tüm metil gruplarını orijinal zincirden yeni oluşan zincire kopyaladı.
Bu yüzden bilim adamları, mevcut evrim ağacını gözlemleyerek yeni türlerin tarihini izlediler ve Kretase döneminde mayanın atalarının DNA metilasyonu için gerekli olan her iki enzime de sahip olduklarını buldular. Ancak bu çizgide bir yerlerde, Cryptococcus neoformans, de novo metiltransferaz yapmak için gereken geni kaybetti. Bu enzim olmadan organizma artık DNA'ya yeni metil grupları ekleyemez, sadece mevcut metil gruplarını kopyalamak için bakım enzimlerini kullanabilir. Teoride, tek başına çalışsa bile, bu bakım enzimi, her seferinde mükemmel bir kopya üretebiliyorsa, DNA'yı süresiz olarak metil gruplarında tutabilir.
Araştırma ekibi, aslında bu enzimin bir hücre her bölündüğünde hata yaptığını ve metil grubunu kaybettiğini keşfetti. Yeni doğan Cryptococcus neoformans hücreleri, bir petri kabında kültürlendiğinde, DNA'daki rastgele mutasyonlara benzer şekilde, zaman zaman rastgele yeni metil grupları elde eder. Ancak hücreler, metil gruplarını yeni metil gruplarına göre 20 kat daha hızlı kaybederler.
Araştırma ekibi, yaklaşık 7.500 nesilde her metil grubunun yok olacağını ve bakım enziminin çoğalamayacağını tahmin ediyor. Cryptococcus yeni tip mayaların çoğalma hızı düşünüldüğünde, bu maya yaklaşık 130 yıl içinde tüm metil gruplarını kaybedecektir. Bunun yerine, on milyonlarca yıllık epigenetik düzenlemeyi muhafaza eder.
Bilim adamları, metilasyonun kayıp oranı kar zarar oranından yüksek olduğu için metilasyonu sürdürmek için bir mekanizma yoksa sistemin zamanla metilasyonu yavaş yavaş kaybedeceğini söylüyorlar.Bu mekanizma doğal seçilimdir. Başka bir deyişle, Cryptococcus neoformans, yeni metil gruplarını yeni metil gruplarını kaybetmekten çok daha yavaş edinmesine rağmen, metilasyon organizmanın "uyarlanabilirliğini" büyük ölçüde geliştirir, bu da onun tırnakları yenebileceği anlamına gelir. Düşük derecede bazikleştirmeye sahip bireyler. "Uygun" bireyler, daha az metil grubuna sahip bireylere göre bir avantaja sahiptir, bu nedenle metilasyon seviyeleri milyonlarca yıldır yüksek kalmıştır. Ve mayanın genomunu potansiyel olarak ölümcül hasarlardan koruyabilirler.
Cryptococcus neoformans'ın DNA metilasyonunu çevreleyen hala birçok çözülmemiş gizem var. 2008 yılında yapılan bir araştırmaya göre, metil transferazın DNA zincirleri arasında kopyalanmasına ek olarak, mayanın insan enfeksiyonlarına nasıl neden olduğu konusunda da önemli görünüyor. Sağlam enzimler olmadan organizmalar hücreleri etkili bir şekilde istila edemez. Dahası, bu enzimin çalışması için çok fazla kimyasal enerjiye ihtiyacı vardır ve sadece metil gruplarını kopyalanan DNA zincirinin boş kısmına kopyalayabilir. Buna karşılık, başka bir raporda, diğer organizmalardaki bu enzim, çalışması için ek enerji gerektirmez ve bazen herhangi bir metil grubu olmaksızın çıplak DNA ile etkileşime girer. Daha fazla araştırma, yeni maya Cryptococcus'ta metilasyonun nasıl çalıştığını ve bu yeni keşfedilen evrim formunun diğer organizmalarda görünüp görünmeyeceğini ortaya çıkaracaktır.
