İnsan Genomu Projesindeki Gelişmeler ve Değerlendirmeler

0
100
görüntülenme
İnsan Genomu Projesindeki Gelişmeler ve Değerlendirmeler
İnsan Genomu Projesindeki Gelişmeler ve Değerlendirmeler

İnsan Genomu Projesi 1990 yılında uluslararası işbirliği temeline dayalı olarak başladı. ABD’den 14, Japonya’dan 2, İngiltere, Fransa, Çin ve Almanya’dan birer kuruluşun (üniversite veya araşırma enstitüsü) oluşturduğu İnsan Genomu Konsorsiyumu’nun yoğun çalışmalarının yanı sıra, son yıllarda Celera (ABD) gibi özel firmaların da katkıları, insan genetik yapısının aydınlatılmasında önemli aşamaların giderek artan bir ivmeyle gerçekleştirilmesini sağladı.

12 şubat 2001’de kamuoyuna duyurulan (ara) sonuçlar insan genomunun fiziksel haritasının % 96 oranında tamamlandığını gösterdi. Bu sonuçla, yaklaşık 3,2 milyar nükleotidden oluşan insan genomunda, dizilimleri tanımlanmış, yaklaşık 10 000 nükleotidlik DNA dizilerinin sağlıklı ve doğru bir şekilde biraraya getirilmesini sağlayacak rehber, büyük oranda elde edilmiş oldu.

Bu sonuca ulaşmada kullanılan teknik yaklaşım, özetle, insan genomundan 175 000 baz çiflik parçaları yapay bakteri kromozomları haline getirip bakterilerde çoğaltmak, dizi çözümlemelerini yapıktan sonra, parçaların birbiriyle örtüşen dizilerini belirleyerek ve her parçanın özel enzimlerce kesilme profilini kaydederek genomdaki yerini saptamak. Bu çalışmalarda en önemli destekçilerin, otomatik DNA dizi analiz teknikleri ve bilgisayar teknolojisindeki hızlı gelişmeler olduğunun alını çizmek gerekir.

İnsan genom projesi ile ilgili açıklamaların önemli noktaları ve düşündürdükleri aşağıdaki gibi sıralanabilir:

– İnsandaki gen sayısı 30 000 – 35 000 kadardır. Bu sayı, genom analiz çalışmaları bitmiş küçük bir bitki olan A. thaliana’da 25 000, bir kurtçuk olan C. elegans’ta 19 000 ve meyve sineği D. melanogaster’de 13 600’dür.

Bu veriler, insan organizmasının karmaşıklığında, genlerden başka unsurların da rol alması gerektiğini düşündürüyor. İnsanda, yukarıda belirtilen omurgasız canlılardan farklı olarak bir genin proteininin tümüyle kodlanması dışında, gerektiğinde farklı proteinlerin değişik parçalarının biraraya gelerek başka bir işlevsel protein meydana getirme (alternatif kesilme) yeteneğinin olması (dolayısıyla protein sayısının gen sayısından çok daha fazla olması), insan organizmasındaki karmaşıklığın kökeninde genlerin yanısıra proteinlerin de olduğunu akla getiriyor.

  Işık Hızı Nedir, Ne Kadar Hızlıdır?

Ayrıca, yukarıda belirtilen organizmalardan farklı olarak, insandaki protein ailelerinin yarıdan fazlası çok üyeli süper-protein aileleri niteliğinde. Örneğin az sayıda gen, yüzlerce antikor molekülünü oluşturabiliyor. Bu yeteneğin sadece omurgalılarda olması, organizmanın karmaşıklığının proteinlerle ilişkili olma olasılığını kuvvetlendiriyor.

– Fiziksel haritalama çalışmaları, genlerin insan genomunun belli bölgelerinde yoğunlaşıklarını gösteriyor. Bu bölgeleri büyük, anlamsız, çok az gen içeren DNA dizileriyle birbirinden ayrılmış “gen siteleri”ne benzetmek mümkün. Bu gen sitelerinin yakınında, genlerin işlevlerini düzenlemeye katkı sağlayan binlerce CG (sitozin-guanin bazları) tekrarından oluşan diziler görülüyor.

– İnsan genomundaki protein kodlayan bölgeler (genler) toplam DNA dizilerinin yalnızca % 1,5’i. Geri kalan bölümün yarısından fazlası tekrarlanan dizilerden (hurda DNA) ibaret. Bu DNA dizilerinin insanın evrimsel geçmişiyle ilgili, arık kullanılmayan, “hurda DNA dizileri” oldukları düşünülüyor. Bu dizi tekrarlarının tarihlerinin saptanarak ne zaman oluştuklarının belirlenmesi ve başka türlerin genomlarıyla karşılaşırılmaları, evrimin moleküler düzeyde incelenmesi açısından önemli. İnsan Genomu Projesi araşırmacıları bu alanda da çalışmalar yapıyorlar. Bu tekrarların oranı insanda % 50, hardal otunda % 11, kurtçukta % 7, sinekteyse % 3. Proje çerçevesinde yürütülen biyoinformatik çalışmalarında, sineğin, genomundaki hurda DNA’lardan 12 milyon yıl önce arındığı, memeli organizmalarınsa bu işlemi en son 800 000 yıl önce gerçekleştirdikleri hesaplanmış bulunuyor.

– Projenin en çok ilgi çeken sonuçlarından biri, X ve Y kromozomlarının mutasyonla olan ilişkisi. Projedeki araşırmacılar, X ve Y kromozomlarının üzerindeki tekrarlanan diziler üzerinde çalışarak, erkek/kadın mutasyon oranının 2/1 olduğunu saptadılar. Bu oranın temelinde, erkek cinsiyet hücrelerinin gelişiminde yenimutasyonlara olanak sağlayabilecek daha fazla sayıda hücre bölünmesinin gerçekleşmesi, sperm ve yumurta hücrelerinde farklı DNA tamir mekanizmalarının bulunması olasılıkları yatıyor.

– İnsan genomunda, bakterilerdekine çok benzer 200’den fazla gen bulunduğu görüldü. Bu genlerin, genom çalışmaları bitirilmiş omurgasızlarda bulunmayışı bir “yatay geçişi” düşündürüyor. Bir başka deyişle bu genler, organizmayı enfekte eden bakteriler veya viral aracılar taraķ ndan genoma entegre edilmiş durumdalar. Bu genlerin çoğu insanda önemli fizyolojik işlevlerde (örneğin bağışıklık sistemi) rol alıyor.

  Akciğerin Yapısı Nasıldır, Vücuttaki Görevleri Nelerdir?

– İnsanların genetik olarak % 99,9 oranında aynı olmaları, projenin çarpıcı sonuçlarından biri. Geri kalan % 0,1 ise bireyin bazı özelliklerinin ve bazı hastalıkların moleküler temelini oluşturuyor. Proje çerçevesinde 1,4 milyon tek nükleotid değişikliği (single nucleotide polymorphism – SNP) saptanmış durumda. Bu SNP kataloğu, hastalıkların tanımlanmasında ve insan tarihinin incelenmesinde yeni ufuklar açmakta. Günümüz teknolojisiyle uygulanması oldukça zor ve pahalı olmasına rağmen, şimdiden bu yöndeki çalışmalar yoğunlaşmaya başladı.

Paylaş

Bir Cevap Yazın