Kuşlar kanatlarını nasıl kazandılar ? Bilim insanlarına göre bakteriler bunun ipucu sağlayabilir. Canlılara yeni fırsatlar sunan kanatlar, çiçekler, boynuzlar veya uzuvlar gibi karakteristikler evrimin temel izlerini taşır.
Fakat halen bu önemli edinimlerin genetik olarak nasıl kazanıldığı halen tartışma konusudur. Oxford Üniversitesi’nden evrim biyologlarından oluşan bir ekibin yaptığı araştırmada , bakteri kullanılarak gerekli gen kopyalarının duplikasyonunun mümkün olduğunu gösterildi. Böylece mevcut genlerin ihtiyaç fazlası kopyaları organizmalara şablon niteliğinde bir yapı sağlayarak, yeni özellikler geliştirmelerine imkan tanıyabilir.
Gen kopyalanması (duplikasyonu) 1970’lerden beri yeniliklerde anahtar rol oynuyor, fakat elde edilen bulgular bu teoriye önemli bir ampirik(deneysel) kanıt sunuyor.
Zürih Üniversitesi’nden araştırmacıların işbirliği gerçekleştirilen araştırma PLOS Genetics’de yayınlandı.
Oxford Üniversitesi Zooloji Bölümü’nden Wellcome Trust Araştırma Üyesi Profesör Craig MacLean şöyle açıklıyor: “Kanat ve çiçek gibi eşsiz özelliklerin ortaya çıkmasında, evrimdeki biyolojik çeşitlilikte anahtar rol oynar. Buna rağmen bu evrimsel yeniliklere neden olan, gerçek genetik değişikleri anlamakta genelde zordur. Basit bakteriyel model sisteminin avantajını kullandık. Bakteri bulunduğu yerdeki yeni yiyecek kaynaklarına evrilerek bu engeli aşmaktadır.”
Araştırmacılar 380 popülasyonlu Pseudomonas aeruginosa bakterisine, şeker yıkımı gibi eşsiz metabolik özellikler kazandırdılar. Bu sayede araştırmacılar evrimin gerçek zamanlı oluşumuna şahit oldular.
Evrimden 30 gün sonrasında bakterinin genomları evrilerek eşsiz metabolik özellikler kazandı. Bilim insanları transkripsiyon ve metabolizmada yer alana temel genlerin mutasyonlardan etkilendiğini buldular. Bu eşsizlik P. Aeruginosa genomunda mevcut duplike genlere doğru mutasyon olmasından kaynaklanıyor.
Duplikasyon eşsizliği sürüklüyor,duplikasyon genetik fazlalık tarafından sağlanıyor, bu sayede bakteri mevcut fonksiyonlarından ödün vermeden yeni metabolik fonksiyonlara evriliyor. Bu bulgular sayesinde geçmiş duplikasyon olaylarının gelecek inovasyonlar için önemli olabileceği ileri sürülüyor.
Prof. MacLean ekliyor : “Çalışmamızda temel anahtar, genlerdeki artık kopyaların bakterilere mevcut özellikleri feragat etmeden ,yeni özelliklere evrilmeleri için bir şablon sağlamalarıdır. Yani artık genler sayesinde bakteriler ne yardan geçiyor, ne serden.”
Hayvanlar ve bitkiler gibi yüksek organizmalarda, duplike genler mevcut genlerin eş zamanlı duplikasyonuyla oluşuyor. Buna karşın, bakteriler duplike gen ihtiyacını komşu bakteri hücrelerden yatay gen transferiyle sağlıyor yani bakteriler cinsiyet denk şekilde.
‘Elde edilen bulgular evrimsel inovasyonda, gen duplikasyonunun rolünü destekleyen önemli bir ampirik kanıt sunuyor. Ayrıca bu araştırmada patojenik bir bakterinin klinik açıdan önemli özelliklere evrilmesiyle virülans ve antibiyotik dayanıklık kazanabileceği öneriliyor.
Kaynak : ScienceDaily
Araştırma Referansı ve İleri Okuma :
- Macarena Toll-Riera, Alvaro San Millan, Andreas Wagner, R. Craig MacLean. The Genomic Basis of Evolutionary Innovation in Pseudomonas aeruginosa. PLOS Genetics, 2016; 12 (5): e1006005 DOI: 10.1371/journal.pgen.1006005
Bir Yorum