Bakteriler hızla gelişir, antibiyotiklere karşı direnç geliştirirler. Bu nedenle onlarla uğraşmak giderek zorlaşır. İlk defa, araştırmacılar bakterilerin bu hızlı evrim için kullandıkları mekanizmalardan birini filme aldılar.
İki Vibrio cholerae bakterisi ( koleradan sorumlu patojen ) bakteriler parlak yeşille gösteriliyor. Videoda bakteriden çıkan yılan gibi ince kolların diğer ölü bakteriden bir parça DNA zinciri koparıyor ve kendi içine çekiyor.
Bu kollar, pili olarak adlandırılır ve bakterinin, evrimini hızlandırmak için farklı bir organizmadan kendi DNA’sına yeni genetik malzemeyi dahil ettiği süreci organize eder.Bu olay yatay gen transferi olarak adlandırılır.
Bu olay, bilim adamlarının, gen transferini gerçekleştirmek için bir pilus kullanarak doğrudan gözlemledikleri ilk bakteridir. Onlarca yıldır hipotezlenmiş bir mekanizmadır.
Indiana Üniversitesi’nden biyolog Ankur Dalia Bloomington.
“Yatay gen transferi, antibiyotik direncinin bakteriyel türler arasında hareket etmesinin önemli bir yoludur, ancak süreç daha önce hiç gözlemlenmemiştir, çünkü söz konusu yapılar inanılmaz derecede küçüktür,” diyor.
“Bu süreci anlamak önemlidir, çünkü bakterilerin DNA’yı nasıl paylaştığı hakkında daha fazla şey anladıkça, bu şansımızı daha da artıracaktır.”
Bakterilerin uzantılarıyla DNA’yı yakalamaları küçük ölçekler nedeniyle tam olarak, anlaşılamamıştır. Bir pilus, bir insan saçına göre 10,000 kat daha incedir, yani gözlemlemek çok zor demektir.
Yapılan çalışmada bu bakterilerin yeşil bir ışıkla parılmasının nedeni ”hem pili hem de DNA’nın ” floresan boyayla boyamak için yeni bir yöntem geliştirilmesidir. Bütün seti ve kaboodleları mikroskop altında tuttuklarında, süreci ilk kez kendi gözleriyle gözlemlediler.
“Dış zardaki deliğin büyüklüğü neredeyse bir DNA sarmalının tam genişliğidir, ki bu da büyük olasılıkla karşımıza çıkmaktadır. Eğer ona rehberlik edecek bir pilus olmasaydı, DNA’nın gözeneklere çarpması ihtimali hücrenin içine geçmek için sadece sağ açı sıfırdır. “
Antibiyotik direnci bakteriler arasında çeşitli yollarla aktarılabilir ve aynı zamanda yatay gen transferi için birçok mekanizma vardır. DNA’nın çevredeki ortamdan alınması, dönüşüm olarak adlandırılır.
Bakteriler öldüklerinde, DNA’yı serbest bırakırlar bunun üzerine diğer bakteriler de onu yakalayabilir ve birleştirebilir. Ölü bakterinin antibiyotik direnci varsa, ölen bakterinin DNA’sını yakalayan bakteri de bu direnci geliştirir ve onu soylarına aktarır.
Böylelikle, direnç bir popülasyon yoluyla orman yangını gibi yayılabilir. Ne kadar kulağa hoş bir durum gibi görünsede bu büyük bir problem. CDC’ye göre, ABD’de antibiyotik direnci nedeniyle en az 23.000 ölüm meydana geldi.
Araştırmacılar, bakterilerin antibiyotik direncini yaymak için kullandıkları mekanizmaları belirleyerek, bunu önlemenin yollarını bulabilmeyi umuyor.
Bir sonraki adım, pili mandalının DNA’yı tam olarak doğru yere nasıl yerleştirdiğini bulmak. Özellikle de bu süreçle ilişkili protein DNA ile daha önce görülmemiş bir şekilde etkileşime girmiş gibi görünüyor.
Ayrıca, pili’nin diğer işlevlerini gözlemlemek için floresan boya uygulama yöntemlerini de kullanmayı umuyorlar.
Dalia, “Bunlar gerçekten çok yönlü eklentiler” dedi. “IU’da icat edilen bu yöntem, bir dizi bakteriyel fonksiyon hakkında temel anlayışımızı gerçekten açıyor.”
Araştırma Nature Microbiology dergisinde yayınlandı.
Kaynaklar:
Bu makaleyi 3 dakikada okuyabilirsiniz.
Moleküler Biyoloji ve Genetik
