Haberler | 'Bencil Gen'in Ortaya Çıkarılması: Bilim İnsanları Evrimini ve Maliyetlerini Genom Bilimiyle İzliyor
Bencil genler, konaklarının geleceğini gözetmeksizin kalıtım kurallarını manipüle eder. Rochester Üniversitesi'ndeki biyologlar, popülasyon genom bilimini kullanarak Segregation Distorter (SD) adı verilen bencil bir genetik unsurun nasıl evrildiğini ve zaman içinde genom yapısını nasıl etkilediğini ilk kez ortaya koydu.
Araştırma, biyoloji doçenti Amanda Larracuente ile biyoloji profesörü ve Biyoloji Bölümü başkanı Daven Presgraves tarafından yürütüldü ve eLife'ta yayımlandı. SD'nin yalnızca kromozom düzenini değiştirmekle kalmayıp genetik çeşitliliği de önemli ölçüde azalttığını buldular.
Meyve Sineklerinde Bencil Bir Genin İlk Tüm Genom Dizilemesi
Araştırma ekibi model olarak meyve sineklerini seçti. Bu küçük böcekler, hastalıklarla ilişkili genlerin yaklaşık 70%'sını insanlarla paylaşır ve kısa üreme döngülerine sahiptir; bu da birden fazla neslin hızla üretilmesini sağlar.
Araştırmacılar, dişi meyve sinekleri SD kromozomunu taşıdığında yavrularının yaklaşık 50%'ının bunu kalıtımla aldığını ve bunun Mendel kalıtımıyla uyumlu olduğunu buldu. Erkeklerde durum çok farklıdır: SD, onu taşımayan spermleri "öldürdüğü" için erkekler SD kromozomunu yavrularının neredeyse 100%'ına aktarır ve böylece aktarımı fiilen tekeline alır.
SD bunu nasıl yapıyor? Araştırmalar, onun bir süpergene dönüştüğünü gösteriyor. Süpergen, birden fazla bencil genin birbirine sıkı biçimde bağlı olduğu ve birlikte kalıtıldığı kromozomal bölgedir. Bu yapı, genlerin bir grup olarak çalışmasını ve aktarılma olasılıklarını büyük ölçüde artırmasını sağlar.
Profesör Presgraves, "Bu, bir SD kromozomunun ilk tüm genom dizilemesidir; süpergenin geçmişini ve genom üzerindeki geniş kapsamlı etkilerini ilk kez ortaya koymamızı sağlıyor" dedi.
Bir Süpergenin Kısa Vadeli Avantajı Uzun Vadeli Çöküşe Yol Açabilir
Süpergenin neredeyse kusursuz aktarım gibi belirgin bir kısa vadeli avantajı olsa da araştırmacılar, bu avantajın genetik rekombinasyonu engelleme pahasına elde edildiğini buldu.
Normal eşeyli üreme sırasında her ebeveynden gelen kromozomlar rekombinasyona uğrar ve genetik materyal alışverişinde bulunur; bunun sonucunda benzersiz yavrular oluşur. Rekombinasyon genetik çeşitliliği artırır ve doğal seçilimin yararlı varyantları korurken zararlı mutasyonları ortadan kaldırmasına olanak tanır.
SD kromozomu bu rekombinasyona uğramaz. Bütün bir parça olarak kalıtılabilmek için normal kromozomla gen alışverişinden kaçınır. Bunun sonucunda mutasyonlar için bir birikim alanına dönüşür: çalışma, SD kromozomlarının sıradan kromozomlardan çok daha fazla zararlı mutasyon biriktirdiğini ortaya koydu.
Profesör Larracuente, "Genetik rekombinasyon olmadan SD kromozomu, mutasyonları ortadan kaldırmak için doğal seçilimden yararlanamaz; bu mutasyonlar gen işlevini veya düzenlenmesini bozabilir" diye açıkladı.
Profesör Presgraves ayrıca rekombinasyondan kaçınmanın SD'yi fark edilmeden evrimsel yok oluşa sürüklüyor olabileceğini belirtti.
"Rekombinasyondan yoksun olduğu için SD kromozomu evrimsel dejenerasyon belirtileri göstermeye başlıyor" dedi.
Bencil Genler Neden Önemlidir: Mikroskobik Olandan Geniş Perspektife
SD araştırmaları, bazı genlerin kalıtımın adil kurallarını nasıl ihlal ettiğini ortaya koymanın yanı sıra kısa vadeli evrimsel faydaların uzun vadeli maliyetler taşıyabileceğini de gösteriyor.
Daha genel olarak bencil genetik unsurlar insan genomunun her yerinde bulunur. Bazıları cinsiyet oranlarını bozabilir, doğurganlığı etkileyebilir, mutasyon risklerini artırabilir veya popülasyonların yok oluşunu hızlandırabilir. Bu faktörlerin daha iyi anlaşılması, genetik hastalıklar ve üreme sağlığıyla ilgili gelecekteki araştırmalar için önemli ipuçları sağlayabilir.
Haberler | 'Bencil Gen'in Ortaya Çıkarılması: Bilim İnsanları Evrimini ve Maliyetlerini Genom Bilimiyle İzliyor
Haberler | 'Bencil Gen'in Ortaya Çıkarılması: Bilim İnsanları Evrimini ve Maliyetlerini Genom Bilimiyle İzliyor
Bencil genler, konaklarının geleceğini gözetmeksizin kalıtım kurallarını manipüle eder. Rochester Üniversitesi'ndeki biyologlar, popülasyon genom bilimini kullanarak Segregation Distorter (SD) adı verilen bencil bir genetik unsurun nasıl evrildiğini ve zaman içinde genom yapısını nasıl etkilediğini ilk kez ortaya koydu.
Araştırma, biyoloji doçenti Amanda Larracuente ile biyoloji profesörü ve Biyoloji Bölümü başkanı Daven Presgraves tarafından yürütüldü ve eLife'ta yayımlandı. SD'nin yalnızca kromozom düzenini değiştirmekle kalmayıp genetik çeşitliliği de önemli ölçüde azalttığını buldular.
Meyve Sineklerinde Bencil Bir Genin İlk Tüm Genom Dizilemesi
Araştırma ekibi model olarak meyve sineklerini seçti. Bu küçük böcekler, hastalıklarla ilişkili genlerin yaklaşık 70%'sını insanlarla paylaşır ve kısa üreme döngülerine sahiptir; bu da birden fazla neslin hızla üretilmesini sağlar.
Araştırmacılar, dişi meyve sinekleri SD kromozomunu taşıdığında yavrularının yaklaşık 50%'ının bunu kalıtımla aldığını ve bunun Mendel kalıtımıyla uyumlu olduğunu buldu. Erkeklerde durum çok farklıdır: SD, onu taşımayan spermleri "öldürdüğü" için erkekler SD kromozomunu yavrularının neredeyse 100%'ına aktarır ve böylece aktarımı fiilen tekeline alır.
SD bunu nasıl yapıyor? Araştırmalar, onun bir süpergene dönüştüğünü gösteriyor. Süpergen, birden fazla bencil genin birbirine sıkı biçimde bağlı olduğu ve birlikte kalıtıldığı kromozomal bölgedir. Bu yapı, genlerin bir grup olarak çalışmasını ve aktarılma olasılıklarını büyük ölçüde artırmasını sağlar.
Profesör Presgraves, "Bu, bir SD kromozomunun ilk tüm genom dizilemesidir; süpergenin geçmişini ve genom üzerindeki geniş kapsamlı etkilerini ilk kez ortaya koymamızı sağlıyor" dedi.
Bir Süpergenin Kısa Vadeli Avantajı Uzun Vadeli Çöküşe Yol Açabilir
Süpergenin neredeyse kusursuz aktarım gibi belirgin bir kısa vadeli avantajı olsa da araştırmacılar, bu avantajın genetik rekombinasyonu engelleme pahasına elde edildiğini buldu.
Normal eşeyli üreme sırasında her ebeveynden gelen kromozomlar rekombinasyona uğrar ve genetik materyal alışverişinde bulunur; bunun sonucunda benzersiz yavrular oluşur. Rekombinasyon genetik çeşitliliği artırır ve doğal seçilimin yararlı varyantları korurken zararlı mutasyonları ortadan kaldırmasına olanak tanır.
SD kromozomu bu rekombinasyona uğramaz. Bütün bir parça olarak kalıtılabilmek için normal kromozomla gen alışverişinden kaçınır. Bunun sonucunda mutasyonlar için bir birikim alanına dönüşür: çalışma, SD kromozomlarının sıradan kromozomlardan çok daha fazla zararlı mutasyon biriktirdiğini ortaya koydu.
Profesör Larracuente, "Genetik rekombinasyon olmadan SD kromozomu, mutasyonları ortadan kaldırmak için doğal seçilimden yararlanamaz; bu mutasyonlar gen işlevini veya düzenlenmesini bozabilir" diye açıkladı.
Profesör Presgraves ayrıca rekombinasyondan kaçınmanın SD'yi fark edilmeden evrimsel yok oluşa sürüklüyor olabileceğini belirtti.
"Rekombinasyondan yoksun olduğu için SD kromozomu evrimsel dejenerasyon belirtileri göstermeye başlıyor" dedi.
Bencil Genler Neden Önemlidir: Mikroskobik Olandan Geniş Perspektife
SD araştırmaları, bazı genlerin kalıtımın adil kurallarını nasıl ihlal ettiğini ortaya koymanın yanı sıra kısa vadeli evrimsel faydaların uzun vadeli maliyetler taşıyabileceğini de gösteriyor.
Daha genel olarak bencil genetik unsurlar insan genomunun her yerinde bulunur. Bazıları cinsiyet oranlarını bozabilir, doğurganlığı etkileyebilir, mutasyon risklerini artırabilir veya popülasyonların yok oluşunu hızlandırabilir. Bu faktörlerin daha iyi anlaşılması, genetik hastalıklar ve üreme sağlığıyla ilgili gelecekteki araştırmalar için önemli ipuçları sağlayabilir.
Haber kaynağı:
İnternetten derlenmiştir