Yeni Yarı Sentetik Organizma, Daha Önce Görmediğimiz Molekülleri Oluşturabilir

Bilim adamları, doğaya tamamen yeni biyolojik bileşikler üretebilen kararlı bir yarı sentetik organizma yaratmak için DNA yapı taşlarını genişletti.

Aslında dünyadaki tüm canlıları oluşturan DNA, dört temel nükleotidin düzenlenişinden oluşur; ancak ABD’deki araştırmacılar tarafından geliştirilen yeni yaşam formu altı yapı taşından faydalanıyor. İşlerin ilginçleştiği yer işte tam burası.

Kaliforniya’daki Scripps Araştırma Enstitüsündeki bir ekip tarafından genetik mühendisliği ile oluşturulan yarı sentetik organizma, adenin (A), sitozin (C), guanin (G) ve timinle ( T) dört normal nükleobazdan yapılmıştır. Ama aynı zamanda iki doğal olmayan nükleotid içeriyor.

2014’te, aynı araştırma ekibinin üyeleri bu tür bir sentetik DNA baz çiftini tasarladılar ve bunun, E. coli bakterilerinin değiştirilmiş bir formuna dahil edilebileceğini gösterdiler.

Bunu yaparken, DNA alfabesinde fazladan harflerler içeren ilk canlı organizmayı yarattılar. Yeni biyolojik süreçleri varsayımsal olarak sağlayabilen geniş bir genetik kod oluşturdular.

Ancak bir sorun  vardı. Yarı sentetik organizma doğal olmayan nükleotidlerini taşırken, hücre bölünmesi sırasında onları sürekli olarak koruyamaz.

Kıdemli araştırmacı Floyd Romesberg,  “Genomunuz sadece bir gün kararlı değil” dedi.

“Genom ölçeği için genomunuz kararlı olmalı, eğer yarı sentetik organizma gerçekten bir organizma olacaksa, bu bilgiyi istikrarlı bir şekilde koruyabilmelidir.”

Bir geçici çözüm olarak ekip, daha iyi DNA replikasyonu, optimize edilmiş bir Y molekülünü ve rafine edilmiş bir mühendislik sistemini üretmek için yeni bir nükleotid taşıyıcı sayesinde yarı sentetik organizmanın doğal olmayan X ve Y baz çiftini başarıyla tutmasının bir yolunu buldular.

Ocak ayında açıklanan sonuca göre, genişletilmiş 6 harfli genetik kodu kullanarak oluşturulan ilk istikrarlı organizma bu oldu.


526 dna organism 1

(Adapted from image created by Dennis Sun, Mezarque Design


Yeni yayınlanan bir araştırmada, ekip doğal olmayan A ve C gibi aynı verimlilikle doğal olmayan X ve Y nükleotidlerini transkribe edebilen ve tercüme edebilen yarı sentetik bir bakteri ile bu tür moleküler dengeye yönelik daha iyi iyileştirmeler yaptığını duyurdu.

Yeni transkripsiyon işlemi yoluyla, organizma kanonik olmayan amino asitler (ncAAs) içeren proteinleri sentezleyebilir ve süreç, hidrojen bağlarına daha az bağımlı olarak molekülleri çoğaltmanın yeni yollarını aydınlatabilir.

Ekip, kağıt üzerinde “Dikkat çekici bir şekilde, bilgi depolamada ve geri çağırmada hidrojen bağlarının, doğal baz çiftlerinin merkezinde yer aldığını, kısmen de tamamlayıcı paketleme ve hidrofobik güçlerle değiştirilebileceğini ortaya koyuyor” dedi.

“Yeni şifre çözme mekanizmalarına rağmen, doğal olmayan kodonlar tamamen doğal kod parçaları kadar verimli bir şekilde çözülebilir.”

Yan ürünler doğal olmayan baz çiftinin (UBP) istikrarlı ve belirsiz birleşmesiyle doğada daha önce hiç görmediğimiz yarı sentetik olarak türetilmiş yeni nesil proteinlerden biridir.

Araştırmacılar, “Sadece iki doğal olmayan kodonun kod özümünü inceledik ancak UBP’nin bunlarla sınırlı olması pek mümkün değil” diye açıklıyor.

“Dolayısıyla, bildirilen SSI, doğal organizmalar için bulunmayan geniş bir yelpazedeki formlara ve işlevlere erişebilen yeni yarı sentetik bir yaşam biçiminin sadece ilk örneği olabilir.”

Dünyadaki yaşamın karmaşıklığı adına bu  ileriye doğru büyük bir adım.

Bulgular Nature’da yayınlandı.


Kaynak: Tıkla


Bu makaleyi 3 dakikada okuyabilirsiniz.
zvr
Bu içeriğe emoji ile tepki ver !

Yönetici

Moleküler Biyoloji ve Genetik

Bir Cevap Yazın