DNA KEŞFİ VE DNA BENZERLİKLERİ

 Berna Türkmen- Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü, Haliç Üniversitesi

      Geçmişten günümüze kadar bilim insanları tarafından gerçekleştirilen birbirini destekleyici ve tamamlayıcı nitelikteki araştırmalar günümüz teknolojilerinin temelini oluşturmuştur.

       Mendel’in 1866 yılında bezelye bitkileriyle yürüttüğü melezleme çalışmalarıyla kalıtımın ilkelerini ortaya çıkarması, Miescher’in 1868 yılında çekirdekte asit özelliğinde bazı maddelerin varlığına dikkat çekmesi, Avery ve arkadaşlarının 1944 yılında DNA’nın genetik bilgiyi aktardığına ilişkin ilk kanıtı elde etmesi, Watson ve Crick’in 1953 yılında DNA’nın çift sarmal yapısını keşfi ve diğer benzer araştırmalar nükleik asit dizileme sistemlerinin kökenini oluşturmuştur.

      1860’ların sonunda İsviçreli doktor Friedrich Miescher hücrelerin kimyasal yapısını ve işlevlerini anlayabilmek için araştırmalar yapmıştır. Araştırmalarında beyaz kan hücrelerini kullanmaya karar verip kullanılmış sargı bezlerindeki iltihap sıvısından beyaz kan hücrelerini ayrıştırmaya çalıştı. Friedrich Miescher ilk olarak hücredeki proteinleri inceledi.  Ancak deneyleri sırasında özellikleri proteinlerle tam olarak uyuşmayan bir madde keşfetti. Bu maddeye, hücre çekirdeğinin içinde bulunduğu için, nüklein (çekirdek özü) adını verdi. Asit özelliği gösterdiği belirlenen bu madde daha sonra “nükleik asit” ve nihayetinde "deoksiribonükleik asit" (DNA) olarak isimlendirildi.

      Sonraki yıllarda devam eden araştırmalar sonunda DNA’nın fosfat, şeker ve baz (adenin, guanin, sitozin ve timin) gruplarının bir araya gelmesiyle oluştuğu anlaşıldı. Ayrıca adenin bazları ile timin bazlarının, sitozin bazları ile de guanin bazlarının eşit sayıda olduğu Erwin Chargaff tarafından gösterildi (Şekil 1).

Şekil 1: DNA Üzerinde Bulunan Bazlar

       25 Nisan 1953 yılında ise DNA’nın birbirlerine sarmal şekilde bağlı iki zincirden meydana geldiği James Watson ve Francis Crick tarafından ortaya kondu.

      İnsanoğlunun milyonlarca yıldır var olan diğer canlılardan bazılarıyla arasında genetik benzerlik bulunmaktadır. Bu gen benzerlikleri hesaplanırken genom haritasından faydalanılır. Genom haritaları sayesinde canlıların genetik özelliklerinin neredeyse tamamının çıkarılması mümkündür. DNA testleri, genom haritasını anlamada yardımcı olabilir, zira DNA testi de bir nevi genom haritası ürünüdür. Genom haritasından çıkartılan canlı özelliklerinin, nükleotid karşılaştırmaları sonucunda benzerlik oranları elde edilir.

     İnsan DNA'sının yaklaşık %8'i insan soyunun geçmişindeki bizi enfekte edememiş virüslerin kalıntısıdır.

—  Homo sapiens (insan) ile neandertal : %99 – 98

—  İnsan ile şempanze : %98 - 86

—  İnsan ile bonobo : %96 - 88

—  İnsan ile köpek : %90 – 86

—  İnsan ile sığır : %87 - 75

—  İnsan ile sıçan : %87 - 72

—  İnsan ile ev faresi : %85 - 70

—  İnsan ile zebra : %78 - 74

—  İnsan ile tavuk : %68 - 57

—  İnsan ile turpgiller : %65 - 50

—  İnsan ile pirinç : %62 – 45

—   İnsan ile meyve sineği : %45 - 37

—  İnsan ile sivrisinek : %44 - 36

      Bilim insanları onlarca yıl önce şempanzelerin bizim en yakın evrimsel kuzenlerimiz olduklarını, kabaca %98–99 oranında genetik benzerlik bulundurduklarını buldu. İş DNA’ya geldiğinde, bir insan şempanzeye, farenin sıçana olduğundan daha yakındır. Lakin, genomdaki ufak farklılıklar bütün farkın sebebidir.

      Bugün kimse tam olarak hangi bölümlerde olduklarını ya da nasıl çalıştıklarını bilmiyor, ama hücrelerimizdeki nükleonlarda bol miktarda aminoasit vardır, belirli bir sıra ile düzenlenmişlerdir ve bize soyağacındaki en yakın kuzenlerimizden daha akıllı olmamızı sağlamaktadırlar. Bize yazma, okuma ve konuşma yeteneklerini, senfoni yazmamızı, başyapıtlar çizmemizi, ve bizi biz yapan moleküler biyoloji araştırma yeteneğini bağışlarlar.

      İnsanla şempanze arasında genetik benzerlik % 98, 8 olduğu bilinen bir bilgidir. İki oyun zarının aynı anda 6 gelme olasılığı 1/36 dır (36 da 1),  yani (1/6 x 1/6 = 1/36). Matematiksel olarak 3 milyar insan nükleotidinin, % 98, 8 oranında şempanze nükleotidine bezeme olasılığı (1/4 x1/4 x 1/4…)dür. Bu 3 milyar tane 1/4´ün birbiri ile çarpımı anlamına gelmektedir. Çıkan sayının, denizlerdeki tüm kum taneciklerinin sayısından bile fazla olacağına emin olabilirsiniz. Böyle bir olasılığın gerçekleşmesi, gök yüzünde uçakla giderken, dünyanın herhangi bir yerine  atılan bir toplu iğneyi arayıp bulmaktan bile daha zordur.

     Sokakta yürüyen herhangi iki insanın DNA’ları arasındaki fark %0,1 dir. Bu kabaca 3 milyon harftir (3.000.000.000 x 0,1/100 = 3.000.000 ). Şempanze ile aramızdaki fark %1,2 dir. Bu 36 milyon harfdir (3.000.000.000 x 1,2 /100 = 36.000.000). İnsanda yaklaşık olarak 30.000 gen olduğu tesbit edildi. Şempanzede de hemen hemen eşit sayıda ve küçük farklarla aynı genler bulunmaktadır. 30.000 geninin %1,2 si 360 gen dir.(3.0000 x 1,2 / 100= 360 ). Şimdi  şöyle bir şey akla gelebilir. İnsanla şempanze arasında sadece 360 genmi farklıdır?  Bu düşünce tam olmamakla beraber yanlıştır. Çünkü yüzde %1,2 lik fark, 30.000 gen içerisine dağılmış bir şekilde bulunmaktadır.

 

KAYNAKÇA:

—  Berkay, E. G. , Şoroğlu, C. V. , Vural, B. "Hastalıklar ve Antik DNA: Dün ve Bugün" . Sağlık Bilimlerinde İleri Araştırmalar Dergisi 2 (2019 ): 41-50 https://dergipark.org.tr/tr/pub/sabiad/issue/48227/610567 (E.T: 14.03.2022)

—  KIZMAZ, M. Z., PAYLAN, İ. C., & ERKAN, S. (2017). DNA Dizilemenin Tarihsel Gelişimi. Gaziosmanpaşa Bilimsel Araştırma Dergisi, 6(2), 47-53.

—  Okumuş, A. (2003). Genetiğin dünyada ve Türkiye’de tarihsel gelişimi. Popüler Bilim Dergisi, 41(9), 871-882.