Anlamlı Bir Sırayla Düzenlenmiş Bakteri Genomlarındaki Genler

Heinrich Heine Üniversitesi Düsseldorf (HHU) ve Linköping Üniversitesi'nden (İsveç) biyoinformatik uzmanları, bakteri genomlarındaki genlerin anlamlı bir sırayla düzenlendiğini tespit etti. Science dergisinde yayınladıkları makalede, genlerin işleve göre düzenlendiğini açıklıyorlar: Hızlı büyümede giderek daha önemli hale geliyorlarsa, DNA replikasyonunun başlangıcına yakın konumlanıyorlar. Buna göre, konumları aktivitelerinin büyüme hızıyla nasıl değiştiğini etkiliyor.

Çoğu araştırmacının savunduğu gibi, genler bakteri kromozomu boyunca bir tuzluktan serpilmiş gibi rastgele mi dağılmıştır? HHU'daki Hesaplamalı Hücre Biyolojisi araştırma grubunun başkanı Profesör Dr. Martin Lercher liderliğindeki bir biyoinformatik ekibi, bu görüşe karşı çıktı. Bakteriler hücre bölünmesine hazırlanırken genetik materyallerini kopyaladıklarında, bu işlem bakteri kromozomunda belirli bir noktada başlıyor ve kromozom boyunca her iki yönde de devam ediyor.

Çalışmanın baş yazarı HHU'dan Dr. Xiao-Pan Hu, “Bu işlem sırasında kısa bir süre için, replikasyon başlangıcına daha yakın konumlanan genlerin, daha uzakta konumlanan genlere göre daha fazla kopyası bulunur. Buna göre, başlangıca yakın genler daha sık okunabilir.” diyor. Çalışmanın sorumlu yazarı Profesör Lercher ise, "Bu genlerin hücre büyümesi için özellikle önemli olduğunu belirledik; örneğin, ürünleri bakterilerin proteinlerini oluşturanlar" diye ekliyor.

Buna karşılık, büyüme aşamalarında nadiren ihtiyaç duyulan genler genellikle kromozomun zıt ucunda bulunur ve burada işlemde geç çoğaltılırlar. Araştırmacılar, 900'den fazla farklı bakteri türünde 4.400'den fazla gen ailesinin konumlarını analiz etmek için biyoinformatik ve matematiksel yöntemler kullandı. Genlerin kromozom boyunca konumlanmasının evrimsel baskının bir sonucu olarak ortaya çıkmış olması gerektiğini buldular, çünkü optimal olarak yerleştirilmiş genler sayesinde özellikle hızlı büyüyebilen bakteriler evrimsel bir avantaja sahip. Dr. Hu, “Bakterilerin genlerini nasıl kontrol ettiğini artık daha iyi anlıyoruz. Sonuçlar bizi gerçekten şaşırttı. Bakteri evriminin önemli bir yönüne mükemmel bir açıklama getiriyorlar: Doğru genomik konumlanma, günümüzdeki bakterilere rakiplerine karşı bir avantaj sağladı. ” diyor. Lercher ise potansiyel uygulamalar hakkında şunları söylüyor: "Bu anlayış, örneğin biyoteknolojik veya tıbbi uygulamalar için daha verimli sentetik bakteriler tasarlamaya da yardımcı olabilir."