14 Haziran 2014 Cumartesi

10 Haziran

Merhaba,  
                                                                             
Bugün size stajımızın ikinci günü neler öğrendiğimizden bahsedeceğim. Öncelikle DNA'nın kalıtsal bir materyal olduğu 1953 yılında Rosalind Franklin, James Watson ve Francis Crick'in bilim dünyasına katkılarıyla tanımlanmıştır. O dönemlerde "Bir Gen Bir Enzim" hipotezinin oldukça popülerleşmesi ile bir gene etki eden enziminin yapısında oluşan  bir mutasyonun hastalığa neden olduğunu ve bu mekanizma sonucunda tüm hastalıkların nedenlerinin bilinebileceği düşünülmekteydi. Fakat bilimin ilerlemesi ile bu yaklaşımın yanlışlığı gösterildi. Bu nedenle, hastalığa neden olan mekanizmaların neler olabileceği hakkında yeni hipotezler geliştirilmeye başladı. Örneğin, alternatif kırpılma [alternative splicing] sistemi bir genden birden fazla protein üretilmesini sağlar. Genomda bulunan intron ve eksonların alternatif kırpılması ile bir araya gelen genlerin oluşturduğu kombinasyonla birçok protein sentezlenebilmektedir.


Genomda EST'ler (Ekspressed Sequence Tags) bulunmaktadır ve ilk genetik çaılşmalar EST'lerin izole edilmesi ile yürütülmekteydi. Özellikle biyoinformatik alanında çalışanlar EST'ler üzerinde çalışarak  tüm geni sekanslamaktan daha kolay bir yöntem elde etmişlerdir. Tüm genin kalıtsal materyalinin dizisinin çıkarılması oldukça önemli bir durumdur. Bu yüzden tüm genomun sekanslanması gerekmektedir.

Daha önceleri protein veya bir gen üzerinde çalışan bilim insanları "knock out" adı verilen bir sistem ile fonksiyon kaybına neden olarak bir gendeki problemlerin hangi hastalığa neden olduğu hakkında bilgi sahibi olunması amaçlanmaktaydı.

Bir diğer yaklaşımda ise DNA'nın bir kısmının tekrardan oluşturulması ile BAC ya da YAC'lara eklenerek çoğaltılmakta ve sonrasında "Sanger" yöntemi ile dizilenmektedir. Sanger yöntemi ile 500 bp'lik bölgeler dizilenebilmektedir, fakat bu sekansları kendi aralarında birleştirme aşamasındayken gendeki bir parçanın hangi bölge olabildiği düşünülmektedir. Ayrıca sanger yönteminin bir diğer dezavantajı dizilimin (sekansın) ilk ve son 50 bp'lik bölgesindeki okumaların düşük kaliteli olmasıdır.

1995 yılında ABI adlı şirket sekanslamaya yönelmeye karar verdi ve Craig Venter  ile iletişime geçilerek Venter'in klasik yöntemlerden daha farklı olan yöntemi uygulanmaya başladı. Bu yöntem "Shotgun" idi. Shotgun yönteminde temel amaç DNA'nın bir yüzeye çarptırılması ile parçalanmasıdır. Sonra her bir parça sekanslanır, parçalanmış olan DNA'nın fragmentleri her seferinde farklı bölgeler olduğundan birbirleriyle karşılaştırılarak bir DNA parçasının nerede bitip nerede başladığı görülmekte ve genomun tekrar birleştirilerek oluşturulması sağlanmaktadır.

Daha sonra daha ucuza ve hızlı bir şekilde DNA sekanslaması ihtiyacı doğrultusunda "Next Generation Sequencing" ortaya çıktı.

Gün içinde üzerinde durulan bir diğer konu ise DNA ile çalışmanın protein ile çalışmaya oranla çok daha avantajlı olduğuydu. Proteindeki regülasyonlar daha kompleks bir yapı oluşturduğundan DNA üzerinden çalışmak çok daha basit olmaktadır. Transkripsiyon ve translasyon ile DNA'dan RNA, RNA'dan proteinin sentezlendiği bilinmektedir.

İzolasyon ve PCR yapılan genin elektroforez yöntemi ile yürütülmesi ve daha sonra görüntülenmesi sonucunda bantların en altında oluşan smear görüntülerinin ne olduğunun sorgulanması ile miRNA'lar keşfedilmiştir.  miRNA'ların keşfi genom regülasyonunun daha iyi anlaşılması için yeni bir yaklaşım olmaktadır.

Genomda TATA kutusu bulunmaktadır. TATA kutusunu tanıyarak başlangıç kodonuna kadar gelen RNA polimeraz senteze başlar. Başlangıç kodonu genellikle AUG (metiyonin)’dir. Metiyonin ile başlayan ve başlamayan iki farklı başlangıç kodonu vardır. Metiyoninle başlamayan genler genellikle organizma tarafından az sentezlenmesi gereken genler olabileceği düşünülmektedir. RNA Polimeraz AUG’yi tanıyarak senteze başlar. Fakat bir organizmanın genomuna baktığımızda ATG gözükmektedir. Bunun nedeni genom veritabanlarında DNA dizisi bulunmasındandır. DNA’dan RNA sentez edileceği zaman DNA’nın çift zinciri ikiye ayrılır. Ana DNA ipliğinin karşısındaki iplikten yani 3’-5’ yönünde RNA sentezlenir. Gün içinde tüm stajyerler olarak RNA Polimeraz’ın hangi ipliğe bağlandığını ve nasıl senteze başladığını tartıştık.

Biyoinformatik için Python programlama diline geçmeden önce moleküler tabanlı bir ders geçirerek Moleküler Biyoloji, Biyoloji ve Genetik alanını bilgisayara nasıl uyarlayacağımızı ve projelerimizden bahsettik. Bizi öğretici, eğlenceli ve geliştirici bir yaz stajı bekliyor.

Sevgiler,
Bihter









Hiç yorum yok:

Yorum Gönder