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