dergi

S A Y I : 1 | N İ S A N 2 0 2 1
Biyogen
NOBEL ÖDÜLLÜ
BİLİM İNSANIMIZ:
AZİZ SANCAR
Stockholm'de bulunan 2015
Nobel K mya Ödülü sah b
Prof. Az z Sancar kend s ne
Nobel kazandıran “DNA
onarım mekan zmasının nasıl
şled ğ ” üzer ne
gerçekleşt rd ğ araştırmasını
anlattı.
4 SARMALLI DNA YAPISI
SAĞLIKLI BİR İNSANDA İLK
DEFA GÖRÜLDÜ
Daha önce çok özel şartlar
altında gözlenm ş olan 4 Sarmallı
DNA Yapısı; lk kez sağlıklı ve
canlı nsan
hücreler nde görüldü!
GEN TERAPİSİ KÖRLÜĞE ÇARE OLUYOR
Gen terap s ndek son
gel şmeler normalde
hayatının sonuna kadar kör
kalacak onlarca nsanı
tekrar
görme becer s ne
kavuşturdu b le.
VİRÜSLER GENETİK KODLARIMIZI ÇALIYOR
b l m nsanları ç nde
nfluenza v rüsler n n ve
d ğer c dd başka
patojenler n, konak
hücreler n n
b r takım genet k
s nyaller n çalarak kend
genomlarını
gen şlett kler n
keşfett .

İÇİNDEKİLER
4 Sarmallı DNA..........1
Az z Sancar...............4
Bunları b lel m..........10
Cr spr ned r ?..............15
DNA tar hçes ..............19
Fos llerde saklı zaman
kapsülü........................26
Gen terap s körlüğe çare.....29
Genet k tasarımlı bebekler....32
İnsan hücrel hayvan...........37
embr yoları
Kalıtım kurallarını alt üst
etmek................................39
M n bey n yet şt rme...........47
Neandertal beyn .................41
Telomerler n kısalma hızı..49
V rüsler genet k kodlarımızı
çalıyor....................51

1
BİYOGEN
4 SARMALLI
DNA
Dünyanın en ünlü molekülü
olan ç ft sarmallı DNA, bazen b r kez daha k ye katlanır.
Araştırmacılar, bu
dörtlü sarmallı formu, sağlıklı nsan hücreler nde lk kez
buldular.

Daha önce çok özel şartlar
altında gözlenm ş olan 4
Sarmallı DNA Yapısı; lk kez
sağlıklı ve canlı nsan
hücreler nde görüldü!
4 SARMALLI DNA YAPISI SAĞLIKLI BİR İNSANDA İLK DEFA GÖRÜLDÜ
Daha
önce çok özel şartlar altında gözlenm ş olan 4 Sarmallı DNA Yapısı; lk kez
sağlıklı ve canlı nsan hücreler nde görüldü!. Dünyanın en ünlü molekülü olan
ç ft sarmallı DNA, bazen b r kez daha k ye katlanır. Araştırmacılar, bu dörtlü
sarmallı formu, sağlıklı nsan hücreler nde lk kez buldular.Dört pl kl DNA
daha önce bazı kanser hücreler nde ve laboratuvar bazlı k mya deneyler nde
görülmüştü; ancak bu molekül, lk kez sağlıklı ve canlı nsan hücreler nde,
normal hücresel süreçler tarafından oluşturulan kararlı b r yapı olarak
görüntülend . Imper al College London'dan Marco D Anton o, şöyle d yor:“Dört
hücrel DNA'nın canlı hücrelerde de oluşab ld ğ n kuşkuya yer bırakmayan
şek lde gösterd k. Bu, b z , DNA'nın b yoloj s n yen den düşünmeye zorluyor.”DNA
molekülü aden n, s toz n, guan n ve t m n olmak üzere dört nükleobazdan oluşur
ve kend s n çeş tl şek llerde yapılandırab l r. Dört ayrı guan n, kare
b ç m nde b r araya gelecek olursa, dört sarmallı b r yapı oluşturur; çünkü
guan n, kend s yle bağ kurab len tek bazdır.Cambr dge Ün vers tes 'ndeyken
çalışmalarını yürüten D Anton o ve meslektaşları, canlı hücrelerdek DNA'ya
yen b r tür flüoresan şaretley c
ekleyerek, nsan dokusu ç ndek dörtlü formu gözlemey başardı.Uzmanlar,
bu keşf n, genet k materyal n “b lg y nasıl açığa çıkardığına” da r
anlayışımızı gel şt reb leceğ n düşünüyorlar. D Anton o şöyle d yor:“DNA'nın
tam olarak ne yaptığını b l yoruz; ama hücreler, genler nerede fade edeceğ n
ve ne kadar prote n üreteceğ n nereden b l yor?”Araştırmacılar, dörtlü yapının
molekülü açık tuttuğunu ve bu sayede genet k kodun okunmasını kolaylaştırarak,
prote nler n üret m n de kolaylaştırdığını düşünüyorlar. Ayrıca üret len prote n
m ktarını da etk l yor olab l r.Genell kle, bu fonks yon ep genet k
şaretley c ler tarafından gerçekleşt r l r
2

. Bunlar, DNA üzer nde
genler n akt v tes n arttıran veya azaltan k myasal et ketlerd r ve DNA'nın
dörtlü formunun da buna benzer b r rolü olduğu düşünülmekted r. D Anton o
şöyle zah ed yor:Dörtlü DNA oluşumu le ep genet k şaretley c ler arasında
b r tür karışma ( şler n n b rb r n n ç ne g rmes ) var. Dörtlü form, kend
başına ep genet k b r şaretley c olarak görüleb l r.İng ltere, East Angl a
Ün vers tes 'nden ZoëWaller, bu çalışmanın, dörtlü yapıların normal DNA’nın b r
parçası olduğuna ve DNA ç ft sarmalı hakkındak görüşümüzün güncellenmes
gerekt ğ ne da r kanıtlar sunduğunu söylüyor:“Bunun normal, doğal DNA durumu
olduğunu varsayıyoruz ve bu çalışma DNA'nın sab t değ şmez b r yapı olmadığına
da r kanıtların olağanüstü b r d ğer örneğ d r.”
Bilgilenelim:
Epigenetik, DNA
dizisindeki değişikliklerden kaynaklanmayan, ama aynı zamanda ırsi
olan, gen
ifadesi değişikliklerini inceleyen bilim dalıdır. Diğer bir deyişle, ırsi
(kalıtımsal) olup genetik olmayan fenotipik varyasyonları
incelemektedir. Bu
değişiklikler hücreyi ya da organizmayı doğrudan etkilemektedir
ancak, DNA
dizisinde hiçbir değişiklik gerçekleşmemektedir.
3

NOBEL
ÖDÜLLÜ BİLİM İNSANIMIZ
AZİZ
SANCAR
4

DNA ONARIM MEKANİZMASI
Birkaç satır
gövde metni
ekleÇoğu canlı
organizma,
hayvanlar,
bitkiler,
mantarlar ve
hatta bazı
bakteri türleri,
24 saatlik gecegündüz
döngüsüne
göre
her bir
hücredeki
biyokimyasal,
fizyolojik ve
davranışsal
işlevleri
yöneten bir
sirkadiyen
saate veya
diğer adıyla
biyolojik saate
sahiptir. Bu
saat en
basitinden uyku
ve uyanma,
hormon
seviyeleri, vücut
ısısı, kalp atış
hızı ve
tansiyon gibi
birçok önemli
olayı düzenler.
Sirkadiyen saat ve DNA
onarım mekanizmaları üzerine
çalışan Aziz Sancar ve ekibi uzun
yıllardır,
kronokemoterapiyi (kemoterapinin
günlük sirkadiyen ritme göre
ayarlanması) DNA
onarım mekanizmasına göre
optimize etmeye yönelik birtakım
çalışmalar yürütüyorlar.2010
yılında ekip, bir gün boyunca
düzenli aralıklarla temelde fare
karaciğer ve
testis dokusunda Cisplatin
(kemoterapide en yaygın
kullanılan ilaçlardan biri)
kaynaklı oluşan DNA hasarının,
sirkadiyen saat doğrultusunda
onarımını
izledikleri çalışmalarını
yayımladılar. Grup bu çalışmada,
testis dokusundaki
DNA onarımının sirkadiyen
saatten bağımsız olduğunu,
karaciğerde ise onarım
mekanizmasının sirkadiyen saatle
yakından ilişkili olduğunu buldu.
Özellikle
akşam 5’te onarım
mekanizmasının aktivitesi
maksimumken, sabah 5’te
minimum
oluyordu. Ayrıca gündüzleri DNA
onarımında bir artış söz
konusuyken, gece bu
aktivitenin azaldığını gösterdiler.
Birkaç satır gövde metni
ekleAynı yıl
yayımladıkları
başka bir çalışmayla,
sirkadiyen saat ve DNA
onarımı arasındaki
ilişkiyi de
kapsamlı olarak
açıkladılar. Grup Mayıs
2018'de ise saygın bir
bilim dergisi
olan Proceedings of
theNational Academy of
Sciences’da (PNAS)
yayınlanan
çalışmalarında, bu
hedeflerine yönelik çok
önemli bilgiler elde
ettiklerini
duyurdu. Araştırmacılar,
Cisplatin’le yapılan
tedavi sonrasında,
genomda hangi
bölgelerin tamir edildiğini
ve bu onarımın ne
zaman gerçekleştiğini
gösterdiler.
Bu çalışma, 2010
yılındaki çalışmaya göre
oldukça kapsamlı ve
aynı zamanda
bizim olaya daha geniş
bir pencereden
bakmamızı sağlıyor.
5

6
DNA
ONARIM
MEKANİZMASI
Sirkadiyen saatten girişte kısaca bahsettik;
peki bahsi geçen DNA onarım mekanizması nedir ve neden bu kadar önemli?
Günlük
hayatımızda, hücrelerimizde DNA onarım mekanizması sürekli devrededir; çünkü
sürekli olarak DNA’mıza hasar verecek şeylere maruz kalırız. Sigara ve morötesi
ışınlar bunlardan bazılarıdır. Bunun dışında, hücrelerin günlük rutinleri
içerisinde de DNA’da hasarlar meydana gelir. Örnek verecek olursak, bir memeli
genomunda her gün yaklaşık olarak 100’ün üstünde DNA hasarının ortaya çıktığı
tahmin edilmektedir.
Hasarın yoğunluğuna ve tipine bağlı olarak,
hücre döngüsünün durdurulması, gen ifadesinin değişmesi, DNA tamirinin
uyarılması, programlı hücre ölümü, kanser ya da yaşlanma gibi olaylar
meydana
gelebilmektedir. Burada bizi ilgilendiren konu ise DNA onarım
mekanizmasıdır.
DNA
onarım mekanizması, hücrelerimiz için olmazsa olmaz bir işlemdir. Eğer DNA
onarım mekanizmalarımız çalışmasaydı, hücrelerimizde kansere ve diğer
hastalıklara yol açacak mutasyonlar birikirdi. Her hasara özgü onarım yapan,
farklı şekilde çalışma özelliğine sahip farklı onarım mekanizmaları mevcuttur.
Bu onarım mekanizmalarını şöyle sınıflandırabiliriz:

1)DOĞRUDAN ONARIM
1.a) Fotoreaktivasyon ile Onarım
1.b)O6-Metilguanin-DNA-Metiltransferaz ile Onarım
2)DOĞRUDAN OLMAYAN ONARIM
2.a) Kesip-Çıkarma Onarımı
2.a.1. Baz Eksizyon Onarımı (İng. Base
ExcisionRepair) (BER)
2.a.2. Nükleotid Eksizyon Onarımı (İng.
NucleotideExcisionRepair) (NER)
2.b) Çift Zincir Kırık Onarımı
2.b.1. Homolog Rekombinasyon Onarımı (İng.
HomologousRecombinationRepair) (HR)
2.b.2. Homolog Olmayan Uç Birleştirme
(İng. NonHomologousEndJoining) (NH-EJ)
2.c) Yanlış Eşleşme Onarımı (İng.
MismatchRepair) (MMR)
Özellikle bu mekanizmalar
arasında NER oldukça önemlidir. Çünkü mevcut kanıtlar,
bu tamir
mekanizmalarından, sadece nükleotiteksizyon onarımının
sirkadiyen saat
tarafından sıkı bir şekilde kontrol edildiğini
göstermektedir. O nedenle yazıda
bahsedilen ve çalışmada takip edilen DNA onarım
mekanizması, temelde NER
mekanizmasıdır.
7

Nükleot d
Eks zyon Onarımı
Peki bu NER mekanizması
nedir; kısaca bahsedelim.
Nükleotid eksizyon onarım
sistemi, morötesi
radyasyonun DNA'mızda
sebep olduğu hasarları
onarabilen tek sistemdir.
Sürekli
güneş ışığına maruz
kaldığımızı düşünürsek, bu
sistem eğer çalışmasaydı
kanser
bizim için kaçınılmaz
olurdu. Ayrıca nükleotid
eksizyon onarımı, kansere
bağlı
hasarın onarılması, sağlıklı
hücreleri öldürmeden
kanser hücrelerini öldürmek
ve mevcut tedavileri
optimize etme yolunda da
ilginç ipuçları içerir.
Hepimizin
bildiği gibi Sancar da,
temelde NER
mekanizmasının nasıl
çalıştığını açıklayan
çalışmaları doğrultusunda
2015’de Nobel Ödülü'nü
kazanan üç bilim
insanından
biriydi.
Uzun bir süre önce,
Kuzey Carolina
Üniversitesi
Tıp Fakültesi’nde,
Aziz Sancar ve
öğrencileri, bu iki
farklı konu
(sirkadiyen
saat ve DNA onarım
mekanizması)
arasındaki ilişkiyi
aydınlatmaya yönelik
çalışmaya başladılar.
Nihayet 2010 yılında,
sirkadiyen saat ile
DNA onarımı
arasındaki bağlantıyı
açıklayıp, aynı
zamanda DNA'nın
nasıl ve ne zaman
tamir
edildiğini izlemek için
bir yöntem
geliştirdiler.
Ek olarak 2010
yılında
yapılan bu
çalışmada,
sirkadiyen saatteki
bozukluğun kanser
gelişimine katkıda
bulunabileceğini
belirttiler. Aynı
zamanda bir
süredir, büyük
ölçüde
epidemiyolojik
verilere dayanarak,
sirkadiyen saati
bozulan insanların
kansere
yatkın olduğu
düşünülmektedir.
Yani bu iki şey
birbiriyle yakından
ilişkili
gibi duruyor.
8

Neden
C splat n?
Peki çalışmalar için
seçilen ilaç neden
Cisplatin? Cisplatin kısaca
ne diye bakacak olursak;
testis, yumurtalık,
kolorektal, akciğer ve
meme kanserleri dahil
olmak üzere, çoğu katı
doku kanserini
tedavi etmek için
kullanılan bir
kemoterapotik ilaçtır.
Hücrelerin DNA'larına
zarar vererek kanser
hücrelerini öldürür.Aynı
zamanda normal
hücrelerin
DNA'larına da zarar verir
ve bu da, beyin de dahil
olmak üzere böbrekler,
karaciğer ve sinir
sisteminde toksik etkilere
sebep olur. Ayrıca ilacın
kullanımından bir süre
sonra kanser hücrelerinde
direnç gelişimi de
görülebilmektedir. Tüm bu
etkiler ilacın kullanımını
sınırlar.
Bununla birlikte hem normal
hücreler hem de kanser hücreleri, Cisplatin'in neden
olduğu DNA hasarını
onarmaya çalışır. Yani DNA’da hasara sebep olduğu için,
sağlıklı ve kanser
hücrelerinde DNA onarım mekanizmasını tetikleyen bir
ilaçtır. Bu nedenle de
Aziz Sancar ve ekibi yıllardır bu ilaca odaklı çalışıyorlar.
Grup, Cisplatin ile yapılan tedavi
sonrasında farelerdeki böbrek ve karaciğer hücrelerine ait
25.231 genin sekans
düzeyinde, sirkadiyen saate göre onarım haritasını
çıkardılar. Haritayı 24
saatlik süre boyunca 4 saatte bir dizileme yaparak
oluşturdular. Böylece hangi
gende hangi dizilimin ne zaman onarıldığını gösterdiler.
Çalışmada, bazı
genlerin daima şafak vaktinde, bazılarınınsa
alacakaranlıkta onarıma gittiğini
gördüler.
Şimdi ekip, tüm genlerin ne zaman
onarılacağını öngören verilerine dayanarak, ilacı vermek
için en doğru anı
bulmaya çalışıyor. Buna yönelik olarak Sancar şöyle diyor:
"Şu anda, hala
sirkadiyen saat ile DNA onarımı arasındaki temel
mekanizmaları öğrenmeye
çalışıyoruz. Sirkadiyen saatin çalışma mekanizmasının
tam olarak
anlaşılmasının, kanserin ilerlemesini yavaşlatmanın
anahtarı olduğunu
düşünüyoruz. Toksik yan etkileri azaltırken kemoterapinin
gücünü arttırmanın bu
doğrultuda mümkün olduğuna inanıyoruz."
9

B İ L İ M D E
Ç I Ğ I R A Ç A N Y E N İ B U L U Ş
15

DNA'NIN
Bir Hikaye
TARIHÇESI
19

26
DNA:
FOSİLLERDE
SAKLI
ZAMAN
KAPSÜLÜ
“Artık bir genomun tamamını iskeletten elde
etmek için gerekli araçlara sahibiz.”

gezegenimizin
Arkeologlar
eskiden
tarihini,insanların
araç ve gereçlerin
yaptıkları
oldukları ait
bir araya getirerek
kültürleri
eskiden
öğreniyorlar;
veya hangi
geldiklerini
sahip
hastalıklara
bilmek mümkün
olduklarını
Eski çağlara ait
olsaydı?
olgu değil. Araştırmacılar
bir
insan topluluklarının
modern
üzerinde
genomları
diğer gruplara ait
çalışıp
ile karşılaştırarak
genomlar
ait deliller
eskiye
yaklaşım,genetik değişimlerin oranı ve bu
Bu
nasıl yaşayıp etkileştikleri hakkında
grupların
varsayım gerektiriyor.
birçok
Üniversitesi’nden genetikçi Doç. Dr.
Chicago
tahminleri ve
MaanasaRaghavan,bu
kaynağına doğru takip edebilmek için
modelleri
bulmak gibi,birden bire
kapsülü
bir tarihe adeta demir
geçmişte
yapmak zorunda kalmıyoruz”.
atabiliyor,tahmin
sıralamak,bu insanların
DNA
bir tarihe gidip fotoğraf çekmek gibi.
yaşadığı
DNA’ları elde etmek için
Bu
Araştırmacılar bu kemiklerden bir
edebiliyorlar.
alarak veya kemiği delerek
kesit
ettikleri tozu DNA çıkarmak ve sıralamak
elde
kullanıyorlar. Bu son derece
için
ve dikkat gerektiren bir süreç.
hassas
yeni laboratuvarı da modern
Raghavan’ın
eskileri karıştırıp kirletmemek için
DNA’larla
genetik laboratuvarlardan
diğer
konuşlanmış.Raghavan ve ekip
uzakta
ne kadar çok örnek analiz edip
arkadaşları
Raghavan’ın ilk
Örneğin
projelerinden
Asya’ya ait bazı eski
biri,Güney
örneklerini analiz etmek.
DNA
için Bunun
araştırmacı ve
Hindistan’dan
birlikte çalışıyor. Bu
arkeologla
şimdiye
bölgenin
yeterli çalışmaya ev
kadar
yapamamasının
sahipliği
genellikle
sebebi,DNA’nın
ortamlarda iyi
tropik
Ancak genetik
korunamaması.
araçları geliştikçe
sıralama
daha kullanılabilir
araştırmacılar
malzemeye
biyolojik
Güney
ulaşabiliyor.Eski
kültürleri,kast sistemleri kadar
Asya
ait DNA’lar üzerinde
insanlara
Raghavan ve
çalışarak
eski genom verilerini modern
ekibi
karşılaştırıp eski
örneklerle
zamanlarda
evliliklerinin ne kadar sık
akraba
DNA:
FOSİLLERDE SAKLI ZAMAN KAPSÜLÜ
araçlar,sanat
kullanılan
ve mimari yapılar
eserleri
süre önce üniversite
kısa
bir tarihi DNA laboratuvarı
bünyesinde
atalarımızın nasıl
bize
dair ipuçları
yaşadığına
bir genomun tamamını
kurdu.“Artık
elde etmek için gerekli araçlara
iskeletten
Peki ya atalarımızın
veriyor.
inceleyerek,farklı
DNA’sını
“Bu tıpkı o
sahibiz.”diyorRaghavan,
yaşamış insanlara ait bir zaman
zamanlarda
gruplarının
insan
ilişkisini,nereden
birbirleriyle
kemiklerden,özellikle
ve evrimsel
insanlardan
DNA elde
akrabalarımızdan
konsepti hala alışılmış
etme
doğru kemiklere ihtiyaç var; örneğin
öncelikle
veya iç kulak kemikleri
dişler
ufak ve yoğun yapılara. Bunlar içlerinde
gibi
kadar DNA’yı muhafaza
yeteri
evlilikleri sonucu çekinik
akraba
oluşan mutasyonlardaki
genlerde
açısından da tarihsel bir
artış
sahip.
öneme
zamanlarda yaşamış
Farklı
Örneğin bir
toplayabiliyorlar.
genomu,kendisine çok
grubun
zaman
gerçekleştiğini,bunların
içinde
ne oranda etkilemiş
hastalıkları
başka bir
yakın
belli bir oranda
genomdan
gösterdiğinde bilim
farklılık
bunu geriye
insanları
takip ederek iki grubun
doğru
zaman birbirinden ayrılmış
ne
hesaplayabiliyorlar;
olduğunu
mutasyon veya rasgele
zira
değişiminin oluşması için
gen
ortalama
gereken
süreyi biliyorlar.
etik yöntemlerle analiz
bunları
zaman içinde nasıl
edebilirlerse,kültürlerin
dair o kadar çok doğru bilgi
evrimleştiklerine
Bunları
edebilecekler.
ve ekoloji gibi
antropoloji,arkeoloji,dilbilim
bilim alanları ile
diğer
kültürel alışkanlıkların,göçlerin ve
karşılaştırılıp
değişikliklerin
çevresel
genetik tarihini nasıl etkilediğini de
insan
bulabilecekler.
tahmin
olabileceğini
edebilecekler.
Benzer şekilde bu verileri
kullanarak bazı insan gruplarının bazı
hastalıklara neden daha yatkın olduğunu
araştırabilecekler. Modern insan genomu
bize bu yatkınlığa bazı genetik
değişikliklerin sebep olduğunu gösterirse
aynı değişiklikleri eski insanlardaki
DNA ile karşılaştırarak bu yatkınlığın ne
zaman ve nasıl gerçekleştiğini
saptamak da mümkün olacak.
27

ekibi aynı
Raghavan'ın
Amerika’larda insan popülasyonlarının tarihini araştıran projeler de
zamanda
Bu bölgelerden biri de Şili. Burada eski kültürlere ait insan
yapıyor.
evrimin insan genetiği ile olan ilişkisini
DNA’sı,kültürel
ile bölgeye taşınan yeni yaşam biçimlerinin ve
inceliyorlar;yenikültürlerin,göç
etkilerini,bu farklı popülasyonların birbirleriyle etkileşimini ve
teknolojinin
bu bölgede yaşayan popülasyonlar üzerinde yapmış oldukları etkileri
günümüzde
inceliyorlar.
insan gruplarında,grup
Bazı
kültür içi evlilik nedeniyle alt gruplar oluşuyor. Zaman içinde bu,genom
veya
farklılıklara neden oluyor ve bu gruplardan biri belirli hastalıklara
üzerinde
da o hastalıklardan korunmaya) daha yatkın hale gelebiliyor. Bu ufak
(ya
karşılaştırmak ve genetik değişiklikleri ortaya
farklılıklar,popülasyonları
hastalıkların geçmişi hakkında daha detaylı bilgi elde etmek
çıkartmak,hatta
zamanlara ait DNA’lar
“Eski
edebilmek,zaman içinde gerçekleşen genom değişimlerine doğrudan
elde
bakabilmek
o zamanlarda oluşan çevresel ve yaşamsal değişimlerle ilişki kurabilmek
ve
geliyor”diyor.Raghavan:“Sadece insanın evrimine değil,bu evrimin
anlamına
bir zaman diliminde insanların bulundukları çevrelerde nasıl
belirli
hastalıkların tarihine nasıl etki ettiğine dair parçaları
gerçekleştiğine,bunun
birleştirmemize olanak tanıyacak”diyor .
da
28
açısından önemli.

G E N T E R A P I S I
K Ö R L Ü Ğ E
Ç A R E O L U Y O R
V rüsler her zaman kötü değ l. B l m
nsanları,v rüsler kullanarak hücrelere sağlıklı genler aşılamayı ve böylece
kalıtsal göz hastalıklarının lerley ş n yavaşlatmayı başarıyor.
29

CROMPTON
The Times ve The Daily Telegraph’ın eski sağlık editörü
SIMON
Karanlık korkusu der nlere
g der. Yapılan araştırmalar göster yor k
görme yet s n kaybetmekten korkan
yet şk nler n sayısı, alze mher,park nson
ya da kalp hastalıklarına
yakalanmaktan korkanlardan daha
fazla.Fakat körlüğe çare bulma düşünces
gerçeğe dönüştükçe bu durum da
değ şeb l r. Gen terap s ndek son
gel şmeler
normalde hayatının sonuna kadar kör
kalacak onlarca nsanı tekrar görme
becer s ne kavuşturdu
b le.Un vers tyCollegeLondon’da
Oftalmoloj Enst tüsünden
Profesör Rob n Al ’ye göre,gen terap s
körlüğü tedav de uygulanab lecek en
yen yaklaşım. “Görüşü yen den
kazandırmada nanılmaz gel şmeler
sağlıyor.”
d yor. “B r d z ürünü araştırmakta olan
laç ş rketler de bu alana büyük
yatırım yapmaya başladılar.”Gen
terap s ,sağlıklı b r gen ,bu gen n
mutasyona
uğramış vers yonunu çeren hücrelere
ulaştırmak ç n mod f ye ed lm ş
v rüslerden yararlanıyor. Sağlıklı vers yon
d ğer n n yer ne geç yor ve hücre
tekrar doğru düzgün şlev göstermeye
başlıyor. Bu tarz b r terap ç n göz
adeta b ç lm ş kaftan çünkü hem er ş m
kolay hem de bağışıklık s stem nden
kısmen korunuyor; bu da vücudun
savunma mekan zmalarının v rüse
saldırmasını
önlüyor.
2007’den ber gen terap s n n başlıca
odak noktası,ender görülen kalıtsal ret na
hastalıkları,özell kle de
LeberKonjen talAmoroz s
(LCA) ve koro derem . Bu hastalıklarda
ret nadak hücreler yıkıma uğruyor.
ABD’de ve İng ltere’de yapılan
araştırmalar,gen terap s n n hücreler n
bozunmasını yavaşlatab ld ğ n ve hatta
görüşü y leşt reb ld ğ n kanıtlıyor.
Bu y leşmen n b rkaç yıldan sonra etk s n
y t rd ğ ne l şk n bazı bulgular
olsa da b rçok uzman artık lkeler
kanıtlandığına göre,tekn ğ n
mükemmelleşt r leb leceğ ne ve daha yaygın
hastalıkları kapsayacak b ç mde
gel şt r leb leceğ ne nanıyor.Sorun şu k b l m
nsanları LCA ve koro derem
g b durumlara yol açan genler tanısalar da
bu genler n yaşla lg l maküler
dejenerasyon ya da b rçok d ğer göz hastalığı
üstündek etk s n b lm yorlar.
Amaç da bundan sorumlu genler bulmak.
Gen terap s ne daha deneysel b r
yaklaşım olan optogenet k se
Manchester,Oxford,Par s ve Dallas’tak
araştırmacılar tarafından araştırılıyor. Bu
yöntem n,ışığa duyarlı kon ve
çubuk hücreler n n uğradığı hasardan ötürü
görme becer s n y t ren herkese
yararlı olma ht mal var. Manchester
Ün vers tes ,ret nası hasarlı fareler
üzer nde yaptığı deneylerde,gözün ışık
saptayan p gment olan
rodops n ,ret nanın arkasındak hücrelere
enjekte etmek ç n v rüsler
kullandı. Tedav sonrasında,daha önce
tamamen kör olan fareler nesneler n
büyüklüğünü
kest rmeye,s yah ve beyaz çubukları
b rb r nden ayırt etmeye başladılar.
Araştırmacılar pek yakında nsanlar üstünde
araştırmalara başlamayı umuyor.
30

GENETİĞİ
DEĞİŞTİRİLMİŞ
BEBEKLER
Dünyanın ilk genetik tasarımlı bebekleri:
Nana ve Lulu
32

DÜNYADA
BİR İLK !
İNSAN
HÜCRELİ
HAYVAN
DENEYİNE İZİN!
Japonya, nsan-hayvan embr yo deney ne z n verd . Deneyde, nsan
hücreler çeren hayvan embr yoları üret p taşıyıcı hayvanlara
nakled lecek. Bu hayvanlar nsan organıyla doğacak.
37

JAPONYA, İNSAN-HAYVAN EMBRİYO DENEYİNE İZİN VERDİ. DENEYDE, İNSAN HÜCRELERİ İÇEREN
HAYVAN EMBRİYOLARI ÜRETİP TAŞIYICI HAYVANLARA NAKLEDİLECEK. BU HAYVANLAR İNSAN
ORGANIYLA DOĞACAK.
İNSAN ORGANI ÜRETİLECEK
Japon hükümet bu yılın başında verd ğ z nle nsana a t hücreler n hayvan embr yolarına yerleşt r lmes ve büyütülmes ne l şk n
deneyler n önünü açtı. Tokyo Ün vers tes ve Stanford Ün vers tes kök hücre araştırmaları başkanı H rom tsu Nakauch 10 yıldır
bekled ğ bu z nle, nsan hücreler çeren hayvan embr yoları üret p, bu hücreler taşıyıcı hayvanlara nakledecek. Ardından da bu
hayvanları bebek g b büyütüp, nsan organlarıyla doğmasını sağlayacak. Nakauch , “Hemen nsan organı yaratmayı ummuyoruz.
Ancak z nle araştırmamızı ler taşıyab leceğ z” ded .
ÖNCE FAREDE DENENECEK
Deneyler lk olarak genet k olarak müdahale
ed lm ş nsan plur potent kök hücreler n n
fare embr yolarına eklenmes yle başlayacak.
Bu hücreler, genet k yapıdak farklılıkları
neden yle b rer pankreas oluşturmayacak.
Amaç, faren n nsan kök hücreler n
kullanarak kend s ne b r pankreas
oluşturması olacak. Ek p, pankreasın
oluşum sürec n tak p edecek. Bu başarılı
olursa domuzlar üzer nde deney yapılacak.
Enjekte ed len kök hücreler farelerde nsan
beyn oluşturursa, araştırmaya son
ver lecek.
38

ALT ÜST ETMEK !
39

KALITIM
KURALLARINI
ALTÜST ETMEK
Organizmaların DNA’sı
üzerinde oynamak için gen
sürüşünden yararlanarak
hastalıkların kökünü
kazıyabilir,toksik pestisitlerin
kullanımını azaltabilir ve
yayılmacı türlere
dur diyebiliriz. JV CHAMARY
Doğal seçilim,sadece
organizmaların sağ kalmasına ya da çoğalmasına
yardım eden özellikleri
yaygınlaştırır. Ama “gen sürüşü” adındaki
yöntemi kullanarak evrimi
hızlandırabilir ve bu kısıtlamayı ortadan
kaldırabiliriz.
Gen sürüşü denilen
şey,kalıtım yasalarını çiğneyerek işlev gösteren
DNA parçaları. Birçok
organizma, genleri kromozom çiftleri halinde ve
her ebeveynden bir tane gelecek
biçimde devralır. Böylece yavrularda herhangi
bir genin anneden ya da babadan
gelmiş olma olasılığı %50’dir. Fakat bir gen
sürüşü,kromozomdaki kendi DNA
dizisini kopyalayıp yapıştırarak diğer
kromozoma taşıyabilir ve sürüşün
organizmanın yavrularının %100’üne
aktarılmasını sağlayabilir. Bu da birkaç
nesil içinde gen sürüşünün nüfusun gen
havuzuna hızla yayılmasına neden olur.
Koca bir nüfusu modifiye
etme olasılığı bir zamanlar sadace doğal olarak
meydana gelen gen sürüşleri
için geçerliydi ama bunlar kendilerini sadece
belirli konumlara kopyalayıp
yapıştırabiliyordu. Ancak CRISPR adındaki gen
düzenleme yöntemini kullanan
bilim insanları belirli DNA dizilerini hedef alan
yapay gen sürüşleri
tasarlayabiliyor. Bundan daha on yıl önce böyle
bir başarıyı hayal etmek bile
olanaksızdı.
“Hiç kimse koca bir türün
genlerini kolayca düzenleyebileceğimizi hayal edemiyordu.”diyorMIT’den evrim
mühendisi Dr.KevinEsvelt. Kendisi ilk CRISPR gen sürüşünü maya kullanarak yaptı
ve daha önceki bir modifikasyonu hedef alıp üzerine yazılabileceğini
göstererek,bir gen sürüşünün etkisinin geriye alınabildiğini kanıtladı.Gen
sürüşleri sırf 2017’de 435.000 insanın ölümüne yol açan sıtma gibi
hastalıkların kökünü kazıyabilir. Malarya,enfekte dişi sivrisineklerin
ısırığıyla insana aktarılan kan parazitlerinden kaynaklanıyor. Hastalığın önünü
alma yöntemlerinden biri,böceklerin üremesini engellemek. Bu da TargetMalaria
(Hedef Sıtma) projesi tarafından laboratuvar ortamında test ediliyor.
Araştırmacılar 2018 yılında gen sürüşü kullanarak dişi sivrisinekleri
kısırlaştırdılar ve tutsak popülasyon sekiz nesil sonra çöktü. Doğadaysa bu
“baskılama sürüşü” sivrisinek sayısını malarya parazitlerinin sağ kalması için
gereken eşiğin altına çekebilir.Gen sürüşleri organizmaları koruyabiliyor da .
Ziraat alanında bir “değişim sürüşü” zararlıların genetiğini,ekinlerin tadından
hoşlanmayacakları biçimde değiştirebilir. Bu da tarlaları toksik pestisitlerle
ilaçlama gereksinimini ortadan kaldırabilir. Vahşi doğa korumadaysa gen
sürüşleri tehlike altındaki türleri tehdit eden yayılmacı türleri,örneğin
adalarda soy tükenişinin başlıca nedenleri olan sıçanları hedef alabilir.Bununla
birlikte gen sürüşleri zarar da verebilir. Esvelt’in ekibinin hazırladığı
matematiksel modele göre sınırsız olarak yayılan bir sürüş illaki hedef nüfusun
ötesine sıçrıyor ve diğer alanlara yayılıyor. Türü tamamen ortadan kaldırmayı
planlamadıkça,geçici ve yerel etkili,kısıtlanmış bir gen sürüşü kullanmakta
fayda var.Esvelt,potansiyel risklere rağmen gen sürüşü teknolojisinin bizleri
heyecanlandırması gerektiğini söylüyor. “Ekolojik problemleri çözmek için
doğanın araçlarından yararlanmanın bir yolu bu.”
40

NEANDERTAL
GENLERİYLE MİNİ
BEYİNLER
ÜRETİLİYOR
Laboratuvarda ‘MİNİ BEYİN’ geliştirildi
Tarih öncesi akrabalarımız olan Neandertaller Avrupa’da
ortaya çıktı,Asya’yıkolonize etti ve neredeyse 250.000 yıl boyunca başarılı
oldu. Ancak 50.000 yıl önce gerçekleşen Afrika’dan son göçün ardından “anatomik
bakımdan modern insanın” ortaya çıkışıyla 10.000 yıl içinde Neandertaller
tümüyle ortadan kayboldu.Bu soy tükenişinin nedenleri hâlâ tartışılsa da birçok
akademisyen,Neandertallerin daha akıllı olan atalarımızla rekabete
dayanamadığını düşünüyor. Arkeolojik kanıtlar yenilik yaratma becerimiz
sayesinde,Neandertallerin yanından bile geçemediği ritüeller,mağara resimleri
ve alet edevatlar ürettiğimizi gösteriyor. Colorado Üniversitesinde çalışan ve
“Neandertal Gibi Nasıl Düşünülür?” Kitabının eşyazarı olan psikoloji profesörü
FrederickCoolidge “Biz yeni problemleri çözmede daha başarılıydık.”diyor. Ne
yazık ki geçmişe gidip Neandertalleri bulmamız ve onları ortadan neyin
kaldırdığını öğrenmemiz olanaksız. Ancak yeni laboratuvar teknikleri daha önce
hayal bile edilemeyen şeyleri yapmamızı,laboratuvardaNeandertal zihnini yeniden
yaratmamızı sağlıyor. Bu, Homo Neanderthalis ortadan kalkarken neden Homo
Sapeins’in sağ kaldığını öğrenmek için belki de en iyi fırsatımız.
41

NEANDERTAL
GENLERİYLE
MİNİ BEYİNLER
ÜRETİLİYOR
Laboratuvarda ‘MİNİ BEYİN’ geliştirildi
SOSYAL INSANSI
Doğal seçilimin neden zekâyı kayırdığına dair en önde gelen
kuram, “sosyal beyin”hipotezi. Ynai zeki olmanın gruplar hâlinde yaşamanın
gerektirdiği karmaşık etkileşimlerle baş etmeyi sağlayan adaptasyon olduğu.
İnsanlar 150-200 kişilik gruplar hâlinde bir arada yaşayabiliyorken
şempanzelerde ortalama grup büyüklüğü 50. Bu rakam ikiye katlanabiliyor ama
ortaya çıkan sürtüşmeler çok geçmeden şempanze topluluğunun ikiye bölünmesine
yol açıyor. Coolidge, “Neandertaller 20 ya da 30 kişilik gruplardan fazlasıyla
başa çıkamıyordu.” diyor. Daha fazla ilişki daha çok beyin gücü gerektiriyor ve
memelilerde oluşturulabilen sosyal grupların büyüklüğü,beynin katlanmış dış katmanı
olan serebral korteksin büyüklüğüyle doğru orantılı. Serebralkorteks,dil ve
karar verme gibi üst düzey düşünce süreçlerinde rol oynuyor.Daha büyük gruplar
fikirlerin yayılmasına izin verdi. San Diego’daki California Üniversitesinden
Dr. AlyssonMuotri, “Başka hiçbir canlı türünün yapamadığı gibi ortaklaşa
çalışma,iş birliği yapma ve teknolojiyi paylaşma becerilerine sahibiz.” diyor.
“Bu da kısmen kendi aramızda iletişim ve etkileşim kurma becerimizden
kaynaklanıyor ki bunu da büyük oranda korteksin ön kısmına borçluyuz.”Modern
insanların ve Neandertallerin beynine ilişkin daha fazla bilgi edinmek
için,Muotrifrontal korteks hücrelerinden oluşan organsı yapılar yetiştiriyor.
Bu organoidler ya da “mini beyinler” insanı benzersiz kılan şeyi açıklayabilirler
mi?
42

YENI
GENETIK, ESKI DNA
Birkaç teknikte kaydedilen ilerlemeler sayesinde, soyu
tükenmiş türleri temel alan organoidler yetiştirmek mümkün oluyor. Bunlar kök
hücre üretme,fosilleşmiş kemikten DNA çıkarma ve gen düzenleme. Muotri,
“Neandertalleştirme” dediği bir işlemle organoid geliştiriyor. Öncelikle insan
hücrelerindeki genleri düzenleyip DNA’nın harflerini Neandertallerin taşıdığı
genetik varyantlarla değiştiriyor,sonra bu hücreleri bezelye büyüklüğünde
korteks dokusu olacak biçimde yetiştiriyor. Neandertalvaryantı,insan DNA’sı ile
ilk defa 2010 yılında Almanya’nın Liepzig kentindeki Max Planck Evrimsel
Antropoloji Enstitüsünden Profesör SvantePääbo’nun ekibi tarafından sıralanan
Neandertal DNA’sını karşılaştırarak tanımlanıyor. Ne ilginçtir ki Pääbo’nun
laboratuvarı da Neandertalleştirilmişorganoidler üretiyor.
Muotri'nin
düzenlediği ilk insan genlerinden biri NOVA1 adını taşıyor ve diğer genlerin ne
zaman açılıp kapanacağını kontrol eden bir proteini kodlayan “ana düzenleyici”
olarak görev yapıyor. NOVA1’in erken dönem beyin gelişiminde rol oynadığı
biliniyor çünkü bu gende meydana gelen mutasyonlar otizmle ve şizofreniyle
bağlantılı. NOVA1’in Neandertal varyantını taşıyan organoidler olgunlaştıkça
hücreler arasındaki sinaptik bağlantılarda kusurlar oluşuyor ve bu da sinir
ağlarına zarar veriyor. Bu küçük kürelerin içindeki Neandertalleştirilmiş
hücreler aynı zamanda değişik biçimlerde hareket ederek hiç beklenmedk ekstra
kıvrımlar geliştiriyor. Muotri “Patlamış mısıra benziyorlar.” diyor. Fakat bazı
bilim insanları,organoidlerin soyu tükenen akrabalarımıza ait çok fazla şeyi
açığa çıkarmayacağını düşünüyor. Örneğin Coolidge,konuşma ve yürüme gibi birçok
etkinliğin “işlemsel bellekle” ilişkili olduğunu söylüyor ve “İnsansı
davranışlar,ki bunlara Neandertalleri de dahil ediyorum,korteks dışında daha
birçok şeyle ilişkili.” Bunlara korteks altındaki bölgelerde,örneğinserebellum
gibi hareket koordinasyonuyla ve otizmle ilişkili olan yerlerde gerçekleşen
bilinç dışı işlemler de giriyor.Sırf korteksi incelemenin sınırlarının farkında
olan Muotri,gerçek bir mini beyin yani bir “serebralorganoid” geliştirmeyi
umuyor. Belki de gelecekte tüm beyin bölgelerini nasıl yapacağımızı öğrenir ve
bir araya getirebiliriz.” diyor. Tek bir geni (NOVA1’i) düzenlemek kısmen
“neandertalleştirilmiş”hücreler
oluşturuyor. Muotri şu anda “tümüyle Neandertalleştirilmiş” organoidler yapmak
için çalışıyor ve bunun için de DNA harflerini binlerce gende değiştirmek
gerekiyor. “Bu hücrelerdeki tüm kromozom öbeklerini değiştiriyoruz.”
43

YENI
GENETIK, ESKI DNA
Insan beynini araştırmak için en iyi model canlı insan
kullanmak ama toplum bu tür deneyleri etik bulmadığı için bilim insanları
taşıyıcı kullanıyorlar. Taşıyıcı petri kabındaki birkaç hücreden tutun da fare
beynine doku aşılamak gibi şekillerde olabiliyor. Peki mini beyinler etik
ölçeğin neresinde? Stanford Hukuk Fakültesinde biyoetikçi olan
profesörHankGreely’ye göre şu anda beyinler kaygı gerektirmeyecek kadar küçük
ve basit. “Organoidler daha büyük ve karmaşık bir hâl alırsa,o zaman kabın
içinde ne olduğu konusunda endişelenmeye epey bir daha yakınsınız demektir.”Canlı
beyin için hangi taşıyıcının kullanıldığı fark etmez (ister insan olsun ister
Neandertal),Greely asıl etik sorunun değişmediği görüşünde. Bunun için özel
muamele yapmalı mı? Yanıt için beynin “insan” haklarını hak edip etmediğine
değil,laboratuvar hayvanlarına şu anda zaten uygulanan acı hissetme
kapasitesine bakılıyor (bu karakteristik nöral etkinlik desenleriyle
anlaşılıyor). Bu türden bariyerler bilim insanlarının bilinç sahibi ya da duygulu
mini beyinler yapmasını önlüyor.Fakat teknik zorlukların üstesinden gelmek
mümkün olsa ve araştırmalar bir etik denetleme kurulundan geçirilse bile,tam
bir Neandertal beyni geliştirmek soyu tükenmiş akrabalarımızın davranışlarına
çok da ışık tutmayabilir çünkü Neandertallerle insan arasında beyindeki DNA
farklarının sonuçlarını,çevreden soyutlanmış hâliyle anlamak çok zor olacak.
Peki amaç Neandertal zihnini anlamaksa neden klonlamayla bir de tam gövde
üretmeyelim ki?Ünlü genetikçi profesör George Church,birNeandertal
klonlamayı önermişti. Eksiksik bir Neandertalleştirilmiş embriyo üretmek için
çok kapsamlı gen düzenlemek ve bu embriyoyu bir insan anneye yerleştirmek
gerekiyor. 21.yüzyıla bir Neandertal bebek getirmek,türün tekrar dirilmesi
demek ve Greely bunun etik sonuçlarının çok derin olacağını söylüyor. Çünkü ona
kalırsa insanar o modası geçmiş “aptal mağara adamı” imajının sergilediği
ırkçılık yüzünden klonlara saygı göstermeyecek. “O imaj olmasaydı bile sırf
tümüyle insan olmadıklarını bilmek bile ayrımcılığa yol açacaktı.” diyor
Greely.
44

ZIHINSEL
TELAFI
Soyu tükenmiş akrabalarımıza ilişkin fikirlerimiz kısa süre
önce değişti. Bu değişimin sebebi,arkeolojik bulguların bir zamanlar sanılandan
çok daha sofistike bir Neandertal kültürüne işaret etmesi sayılabilir. Ama bir
diğer açıklama da günümüz Avrupalılarıyla Neandertaller arasında ırk
karışımının meydana geldiğinin öğrenilmesi. Günümüzde Afrikalı olmayan
insanların DNA’sının yaklaşık %2’si Neandertallerden geliyor.Çiftleşmenin
izleri hâlâ anatomimizde kendini gösteriyor. “Hepimizde bulunan Neandertal
DNA’sı kalıntıları bile modern insanlarda çok aktif durumda.” diyor ABD Zihin
Sağlığı Enstitüsünün nöro görüntüleme bölüm başkanı Dr. Karen Berman. 2017’de
Berman ile meslektaşı Dr.Michael Gregory,221 sağlıklı insan insanı MRI
taramasından geçirerek kafalarının 3B modelini oluşturdu. Bu çalışma daha fazla
eski genetik varyanta (yani daha yüksek Neander puanına) sahip olanların
kafatası biçimlerinin soyu tükenmiş kuzenlerimizin arka kısmı uzun kafataslarına
çok daha fazla benzediğini ortaya çıkardı. (Beyin büyüklüğünü zekâyla
ilişkilendirsek de Neandertal beyni aslında insanlarınkinden %10 daha büyük).Katılımcıların
kan örneklerinden DNA sıralaması yapa Berman ve Gregory,Neander puanı yüksek
olanlarda kortekste daha fazla gri madde (beyin hücresi) ve beyaz madde
(hücrelerden dallanan lifler) bulunduğunu gördü. Korteks kıvrımları da daha
fazlaydı. Ve bu Muotri’nin patlamış mısırı andıran organoidleriyle uyumluydu.
En çok etkilenen bölgeler kafatasının arka tarafında,görsel ve uzamsal bilgi
işlemeyle ilgili kısımlardı.Beynin kaynakları sınırlı,o yüzden görsel ve uzamsal işleme
daha fazla kaynak ayırmak diğer becerilerden ödün vermek anlamına geliyor.
Beyin kaynaklarının nasıl tahsis edildiğini etkileyen genetik varyantlar
gösteriyor ki Neandertaller bizden daha iyi görsel uzamsal becerilere
sahiplerdi ve bunun nedeni muhtemelen avlamaktı çünkü soğuk iklimde,enerji
açlığı çeken bedenlerine kalorisi yüksek gıda bulmak gibi ekolojik bir baskı
altındaydılar. Oysa modern insanlarda bu ödün mekanizması,sosyal becerilere
daha fazla işlem gücü ayırarak evrimsel başarımızda rol oynadı.Eski
varyantlar,insanları bugün bile etkilemeye devam ediyor ve bunu belli akıl akıl
hastalıklarında ve nörolojik bozukluklarda görebiliyoruz. Örneğin “nörotipik”
insanlarda kromozom 7’deki 25 genden sadece bir kopya varken “Dup 7” durumundan
yakınanlarda her genin iki kopyası bulunuyor. Bu,kişilere daha iyi görsel ve
uzamsal beceriler sağlarken sosyal başarılarını azlatıyor,tıpkı otizmde olduğu
gibi. Tayfın diğer ucundaysa aynı 25 genin eksikliğiyle kendini gösteren
“Williams sendromu” bulunuyor. Bu kişilerde görsel ve uzamsal beceriler
zayıflarken hipersosyallik ortaya çıkıyor ve bu tarz sokulgan beyne sahip olan
kişiler,tanımadıkları insanlarla da sohbet zorunluluğu hissediyorlar.
45

ZIHINSEL
TELAFI
Genetik mutasyonların organoidleri ve Neandertallerde bulunan eski varyantları
karşılaştırarak incelemek,modern insanları da etkileyen hastalıklara ışık
tutabiliyor. “Bizi biz yapanın ne olduğuna ilişkin bilgi sağlamakla kalmayıp
tedavi ve teşhis yaklaşımlarının da önünü açıyor.” diye açıklıyor Berman.Muotri'nin
mini beyinler yetiştirmesinin başlıca nedeni de bu. Laboratuvarında farklı
hastalıklar için binlerce mutantorganoid var. Neandertalleştirilmiş yapılar
gibi,otistikorganoidlerin de sinir ağlarında kusurlar olduğunu bulmuş bile.
“İnsanların düştüğü bir yanılgı,beynin evrimini araştıranın insan sağlığına bir
faydası olmadığı” diyor kendi oğlu da otistik olan Muotri. “Sosyal beynin nasıl
evrimleştiğini anlayabilirsek daha iyi tedaviler geliştirebiliriz”.
Dr.JvChamary
Evrimsel biyoloji alanında doktorası olan bir bilim
yazarı.
46

MİNİ
GELİŞTİRME
BEYİN
47

YAŞAM
SÜREMİZİ
TELOMERLERİ
N KISALMA
HIZI
BELİRLİYOR
Flamingolar ortalama 40
yıl,insanlar 90 yıl,fareler 2 yıl,filler 60 yıl yaşıyor.Peki bu farklılığın
temel sebebi ne?
49

YAŞAM
SÜREMİZİ
TELOMERLERİN
Telomerlerkrozomların
uçlarında bulunan
farklılaşmış yapılardır.Aynı
kısa DNA diziliminin
defalarca
yinelenmesinden oluşurlar.
İnsanlarda bu dizi TTAGG
şeklindedir. Bu dizi
yaklaşık 3000 kez tekrarlanır
ve uzunluk olarak 15000 baz
çiftine ulaşabilir.Peki
bu telomerlerin görevi ne?
Telomerler hücrenin kontrol
merkezi olan çekirdekte
her bir kromozomun
düzenlenmesine yardım
ederler. Tıpkı ayakkabı
bağcıklarının
uçlarındaki plastik
koruyucular gibi kapaklar
oluşturarak kromozomların
uçlarını
korurlar.Eğertelomerler
olmasaydı kromozomlar
birbirlerine
yapışabilirlerdi.Telomerler
hücre bölünmesi sırasında
kromozomların düzgünce
kopyalanmasını sağlarlar.
KISALMA HIZI
BELİRLİYOR
Flamingolar ortalama 40
yıl,insanlar 90 yıl,fareler 2 yıl,filler 60 yıl yaşıyor.Peki bu farklılığın
temel sebebi ne?
Şimdi gelelim telomerlerin
yaşam süremizi nasıl etkilediğine. Her
canlı türü hücre bölünmesi sırasında
belli sayıda baz çifti
kaybeder.Telomerler çok kısaldığında
kromozom artık eşlenemeyeceği
bir kritik uzunluğa erişir.Bu kritik
uzunluk hücrenin apoptozis
(proglamlanmış
hücre ölümü)adlı süreçle ölmesini
tetikler.Birçok bilim insanı yaşam
süresinin
telomer boyuna bağlı olduğunu
düşünüyor.Fakat yapılan yeni
araştırma yaşam
süresinin telomerlerin kısalma hızına
bağlı olduğunu gösterdi.İspanyol
Ulusal
Kanser Araştırmaları Merkezi (CNIO) 9
türü inceleyerek yaptıkları
araştırmada
bu türlerin yaşam süreleri
ile,kromozomları ve genleri koruyan
telomer
yapılardaki kısalma hızı arasında
doğrudan bağlantı olduğunu gösteren
bulgular
edindi. Bu ilişki matematiksel bir
eşitlik olarak ifade edilerek türün
yaşam
beklentisini yaklaşık olarak
hesaplabiliyor.
Çalışma Madrid Hayvanat
bahçesi akvaryumu ve Barcelona
Üniversitesi tarafından ortak olarak
gerçekleştirildi.
Fare,keçi,yunus,martı,geyik,akbaba,flaming
o,fil ve insan telomerlerinin
karşılaştırıldığı araştırmada telomerleri
daha hızlı kısalan türlerin yaşam
süresinin daha kısa olduğu gözlemlendi.
Bu ilişki nüfus
artışı,şehirleringenişlemesi,türlerin yok
olma hızı,vücutağırlığı,yıllık gelir
gibi hesaplarda da kullanılan güç eğrisi ile
açıkladılar. Öyle ki
araştırmacılara göre bu eğri kullanılarak
yaşam süresi sadece telomer kısalma
hızı ile tahmin edilebilir.CNIO
araştırmacıları telomerlerin uzunluğu
değil
kısalma hızını karşılaştırarak ilk defa türler
arsında çok değişkenli bir
karşılaştırma gerçekleşirmiş
oldular.Makalenin ilk ismi olan Kurt
Whittemore”hala ikna olmayanlar
mevcut.Onlara göre örneğin fareler iki yıl
yaşıyor ancak çok uzun
telomerleresahip;buna karşın insanlar çok
daha uzun
yaşıyor fakat telomerleri daha kısa.Bizim
gösterdiğimiz sonuçlara göre ise
önemli olan telomer uzunluğu
değil,kısalmaoranı.Bu parametre türe ait
yaşam
beklentisini yüksek bir kesinlik oranı ile
hesaplamaya yardımcı
oluyor.”diyor.Araştırmaya göre telomer
kısalma hızı,yaşam süresini vücut
ağırlığı veya kalp ritmi gibi değerlerden
daha kesin ölçüyor.Çoğu Madrid Hayvanat
Bahçesi akvaryumunda bulunan 9 tür
canlıdan alınan kan numuneleri ile yapılan
ölçümlerde,farklı yaşlardaki deneklerden
edinilen beyaz kan hücrelerinde
bulunan telomerler
değerlendirildi.Araştırmacılara göre bir
sonraki
adım,boyutlarına göre ömürleri daha uzun
olan yarasa,çıplak kör fare gibi
türler üzerinde araştırmalar yapmak.
50

51
VİRÜSLER
GENETİK
KODLARIM
IZI
ÇALIYOR
Virüsler Bizim Genetik Kodlarımızı Çalıp Yeni Virüs Genleri
Yaratıyor

VİRÜSLER
GENETİK
KODLARIMIZI
ÇALIYOR
Virüsler Bizim Genetik Kodlarımızı Çalıp Yeni Virüs Genleri Yaratıyor
“Ceset Yiyicilerin
İstilası” filminden bir sahne gibi,
virüs bir konağa bulaşıyor ve onu
fabrikaya
dönüştürerek kendini çoğaltıyor.
Şimdiyse araştırmacılar, grip
virüsleri ile
diğer ciddi patojenlerin de içinde
bulunduğu geniş bir virüs grubunun,
konaklarından genetik sinyaller
çalarak kendi genomlarını
genişlettiklerini
göstermişler.Virüsler kendilerine bir
konak hücre
bulup, bu mülayim ve safça
konukseverliği ev sahiplerinin
aleyhine kullanıp
kendilerinden sayısız kopyalar
üretmektedir. Şimdi de bilim
insanları içinde
influenza virüslerinin ve diğer ciddi
başka patojenlerin, konak
hücrelerinin
bir takım genetik sinyallerini çalarak
kendi genomlarını genişlettiklerini
keşfetti. New York
MountSinaiHastanesi
araştırmacılarının öncülüğünde
MRC-University of Glasgow Virüs
Araştırmaları Merkezi ile birlikte
yürütülen çalışmada virologlar,
segmente
negatif zincirli RNA virüslerini
(sNSVs) inceledi.
Birçok ciddi
ve de yaygın bitki, evcil hayvan ve
hatta insan virüslerinin dahil
olduğu bu
genetik virüs sınıfı, konak
hücrelerinin kendi hücresel
işlerinde kullandıkları
veya metabolik aktivitelerini
yürütmelerini sağlayan genetik
sinyalleri çalarak
daha önce tespit edilmemiş
proteinler üretebiliyor.
Araştırmada gözlemlenen bu
proteinlere, virologlar UFO
(Upstream Frankenstein Open
readingframe)
proteinleri adını verdi çünkü bu
proteinler hem konak hücrenin
hem de viral
sekansların bir araya getirilmesi
veya kabaca birleştirilmesi ile elde
ediliyor. Mevcut çalışmadan önce
de bu tip proteinlerin varlığı
bilinmiyordu.UFO
proteinlerinin keşfi ve bu
proteinlerin tanımlanması hem aşı
çalışmalarını hem
de viroloji ilmini büyük bir sıçrama
tahtasına çıkaracaktır. Çünkü, bir
patojenin konak olduğu hücrenin
bir takım hücresel ve metabolik
bariyerlerini
aşması, ortaklık kurması ve
sonunda enfeksiyonu becermesi
patojenik
proteinlerin veya dizilerin
sentezlenebilmesine bağlıdır.
Bir patojenin
enfeksiyonu nasıl başardığını anlayabilmek
için öncelikle, patojenin
ORF'lerinden ne tip proteinleri kodladığı,
bunların fonksiyonları ve virülansı
nasıl sağladığını iyi kavrayabilmemiz
gerekiyor. Virüsler kendi proteinlerini
üretemez bu nedenle konak hücrelerin
mekanizmalarına kısacası protein üretim
elemanlarına ihtiyaç duyarlar. Bunu yaparken
de hücrenin protein kodlayan
mRNA'sına kendi proteinlerinin sekanslarını
iliştirerek kendi proteinlerini
kopya ettirirler.Önceleri virüslerin sadece,
konağın başlangıç kodunu alıp
kendi viral protein sekanslarını ürettirdiğini
düşünüyorduk ancak mevcut
çalışma konak genomunun bu kadar da sessiz
olmadığını ortaya çıkardı. Bu
nedenle araştırmacılar daha önce
şüphelenilmeyen proteinlerin, konak-virüs
şeklinde hibrit proteinler olarak sentezlendiğini
ve bunların bilinmeyen tipte
proteinler olduğunu ortaya koydu.Bu hibrit
genlerin bağışıklık sistemi için
tanınabilir olduğunu ve virülansı sağlayabildiği
keşfedilirken bu yeni protein
sınıfının RNA virüslerinin ve özellikle negatif
zincirli olanların nasıl
epidemiye neden olabildiğini anlamak için
ekstra analiz ve devam çalışmalarına
ihtiyaç duyulacağı belirtildi.Araştırmacılar,
çalışmanın bir sonraki fazında
şüphelenilmeyen diğer genlerin ayırt edici
rollerinin neler olduğunu anlamayı hedefliyor.
Böylelikle viral hastalıkların
eradikasyonu, pandemi ve epidemileri
başlamadan engelleme gibi misyonlarda daha
yüksek başarı bekleniyor.
ORF: Bir
proteini kodlayan DNA parçası, gerekli tüm
amino asit dizisi sağlanana kadar
devam eder. Bu DNA parçasına “açık okunma
bölgesi” (İng. Open Reading
Frame - ORF) denir.
52

SPERM VE
YUMURTALARDAKİ
DNA’NIN AŞIRI
DEĞİŞİMİ KISIRLIĞI
ARTTIRAN KROMOZOM
BOZUKLUKLARINA
NEDEN OLABİLİR!
SPERM VE YUMURTALARDAKİ DNA’NIN AŞIRI DEĞİŞİMİ KISIRLIĞI
ARTTIRAN KROMOZOM BOZUKLUKLARINA NEDEN OLABİLİR!
53

SPERM VE YUMURTALARDAKİ DNA’NIN AŞIRI DEĞİŞİMİ KISIRLIĞI
ARTTIRAN KROMOZOM BOZUKLUKARINA NEDEN OLABİLİR!
Oregon Üniversitesi ve
Northwestern Üniversitesi biyologları, crossover (parça değişimi) olayının çok
fazla gerçekleşmesinin, kısırlığı artırabileceğini gösteriyor.Normalde yumurta
ve sperm hücrelerinin erken oluşumu sırasında, kromozomlar arasındaki DNA
değişimi sınırlıdır; bu sayede doğurganlık garanti altına alınabilir. Oregon
Üniversitesi ve Northwestern Üniversitesi'ndeki üç laboratuvarda yapılan bir
projede biyologlar, "parça değişimi" (İng: "crossing-ver"
veya "crossover") adı verilen bu genetik değişimler çok fazla
gerçekleştiğinde, kromozomların yumurtalara ayrılmasında hatalar oluştuğu
sonucuna vardılar.Araştırmacılar Eylül 2020’de PLOS Genetics dergisinde
çevirimiçi olarak yayımlanan bir makalede; mikroskobik yuvarlak solucanlarla
(Caenorhabditiselegans) yapılan temel araştırmalar sonucunda, kromozomların
yanlış iğ kuvvetlerine maruz kaldığında bir dizi mayotik bozukluğun oluştuğunu
belgelediler.İnsanlarda hatalı kromozom ayrılması, Down sendromu ve düşük ile
ilişkilidir. Çalışmanın baş araştırmacısı olan University of Oregon Biyoloji
Bölümünde ve Moleküler Biyoloji Enstitüsünde profesör olan Diana E. Libuda,
şöyle diyor:“Araştırmada görülen bu tür ayrışma bozuklukları, kısırlığın
artmasına neden olabilir. Geçtiğimiz yüzyılda yapılan araştırmalar, sperm ve
yumurta gelişimi sırasında yeterli parça değişimi yapıldığından emin olmaya
odaklanmıştı. Sperm ve yumurtaların gelişmesinde aşırı parça değişimi
yapılmamasını sağlayan yollar olduğu biliniyordu, ancak bunun neden olduğu
bilinmiyordu.”Araştırma ekibi, yumurtaların gelişiminde aşırı parça değişimi
aktivitesinin neden olduğu hataları önlemeye ve böylece yeni nesillerde genomik
bütünlüğün sağlanmasına yardımcı olan sürecin koordinasyonuna yardımcı olan iki
mekanizma belirledi.Libuda, 9 Ekim 2013’te Nature dergisinde, yuvarlak
solucanlarda parça değişiminin aşırı üretimini engelleyen bir mekanizmanın
keşfini rapor etmişti. Bununla birlikte Libuda, o zamanlar çok fazla parça
değişiminin meydana geldiği durumlarda, "downstream etkilerini"
incelemenin mümkün olmadığını söylüyor (downstream, DNA’nın çift sarmallı ve
antiparalel uzanan yapısı düşünüldüğünde, kodlama ipliğinin 3’ yani kalıp
ipliğin 5’ yönünü ifade eder). O zamandan beri Libuda ve laboratuvar ekibi, tek
bir kromozom üzerinde ekstra parça değişimleri meydana getirmenin bir yolunu
geliştiriyor. Bu yetenek, kromozomların gelişmekte olan yumurtalara
ayrılmasında yer alan yapıların yüksek çözünürlüklü görüntülenmesi konusunda
uzman olan Northwestern Üniversitesi'nden SadieWignall ile Ulusal Sağlık
Enstitüleri tarafından finanse edilen bir iş birliğine öncülük etti. Wignall’ın
bulduğu şey, Libuda’yı, gelişen yumurtalardaki kromozom ayrılmasına bakmak
üzere Bruce Bowerman’ın laboratuvarına geri götürdü. Libuda, şöyle anlatıyor:“Genel
olarak bu önemli soruyu yanıtlamak için çok yönlü bir yaklaşım benimsemek,
bilimsel güçlerin büyük bir birleşimiydi.”Araştırma, mekanizmaları daha iyi
anlamak ve neticede potansiyel klinik uygulamalara öncülük etmek için diğer
organizmalardaki araştırmalara rehberlik edebilecek temel bilgiler sağlıyor.
Libuda şöyle diyor:“C. elegans’ta incelediğimiz proteinlerin aynısı insanlarda
da mevcut. Aslında doğurganlık için gerekli proteinlerin çoğu; mayalar, meyve
sinekleri, nematodlar (yuvarlak solucan veya ipliksi solucan olarak bilinen ve
Dünya üzerinde sayıca en fazla bulunan omurgasız hayvan şubesi), Zebra
balıkları, fareler ve insanları içeren organizmalar arasında kullanılır. Bu
mikroskobik solucanları kullanan araştırmaların insan sağlığıyla ilgili olduğu,
birçok bağlamda gösterilmiştir.”
54

SPERM VE YUMURTALARDAKİ
DNA’NIN AŞIRI DEĞİŞİMİ
KISIRLIĞI
ARTTIRAN KROMOZOM
BOZUKLUKARINA NEDEN
OLABİLİR!
55

ÖĞRENDİKLERİMİZİ PEKİŞTİRELİM
Soldan Sağa
2. Programlanmış
hücre ölümü
6. Bir canlının
yapısal ve işlevsel özellikler gösterebilen en küçük birimi.
8. Bir
fosfat, beş karbonlu bir şeker ve bir azotlu organik bazdan oluşan bir kimyasal
bileşik
9. Enfeke dişi
sivrisineklerin ısırığıyla insana aktarılan kan parazitlerinden kaynaklanan
ateşli hastalık
12. DNA'nın
'histon' proteinleri etrafına sarılmasıyla, yoğunlaşarak oluşturduğu,
canlılarda kalıtımı sağlayan genetik birimler
14. Herhangi bir
karakter yönünden farklı iki arı dölün çaprazlanması sonucu oluşan heterozigot
döl
15. Gebelikte zigot (döllenmiş
yumurta) sonrası ve fetus (cenin) öncesi dönem
18.Hastalığa neden olan hertürlü organizma ve madde
10. Kromozomların
uçlarında bulunan farklılaşmış yapılar
11. Genetikçilerin
DNA dizilimininde değişim yapmalarına olanak tanıyan özgün bir teknolojidir
13. Günümüzden yaklaşık 200 bin ila 28
bin yıl önce yaşamış insan türü
21. DNA dizisindeki farklılıklardan
kaynaklanmayan, ama aynı zamanda ırsi olan, gen ifadesi değişikliklerini
inceleyen bilim dalı 22. Canlılarda
oluşan çeşitlilik
18. İçinde bulunduğu hücre veya organizmaya özel bir etkisi olan, kuşağa ve
hücreden hücreye geçen kalıtımsal öge
19. Bir organizmanın kalıtım materyalinde bulunan genetik şifrelerin
tamamını simgeler
1. Diploit bir canlıda bir karakterin kalıtımından sorumlu genlerin birbirleriyle
aynı olması durumu
3. Organizma içinde yer alan tüm hücrelere dönüşebilen ve ana hücre olarak
tanımlanan terim
4. Canlıları inceleyen bilim dalı
5. canlı hücreleri enfekte edebilen ve böylece replike olabilen mikroskobik
enfeksiyon etkenleri
6. Diploit canlıda bir
karakterin kalıtımından sorumlu genlerin birbirinden farklı olması durumu
7. Tüm organizmaların canlılık işlevleri ve biyolojik gelişmeleri için gerekli olan
genetik talimatları taşıyan yapı
16. Bir
canlının genomu içindeki DNA ya da RNA diziliminde meydana gelen kalıcı
değişmeler
17. Görmeyi sağlayan
ışığa ve renge duyarlı hücreler ve sinir liflerini içeren göz tabakası
56