Beyin gerçekten çok ilginç bir organ, özellikle de insan beyni. Beynimiz vücudumuzun %2’sini oluşturmasına rağmen aldığımız enerjinin %20’sini kullanıyor. Yani oldukça maliyetli bir organ kendisi. Onun hakkında çok az şey biliyoruz. Tam olarak bilmediğimiz şeylerden birisi de neden insanların diğer canlılara oranla daha iri beyinlere sahip olduğu.
Bilim insanları bir zamanlar insan genomunun çoğunu “çöp” olarak görüyorlardı. Çünkü genetik kodumuzun büyük bir kısmı, herhangi bir proteini ya da hücreleri çalışır durumda tutmakla görevli karmaşık molekülleri üretmeyi sağlamıyor. Ancak o zamandan beri çöp DNA’nın hücrelerde önemli roller oynadığını keşfettik. Yeni bir çalışmada araştırmacılar, çöp DNA’nın (ing: junk DNA) büyük beyinli olmamızda etkisi olabileceğini keşfettiler.
Nature Ecology & Evolution dergisinde yayınlanan araştırma, insan beyninin büyük loblar ve karmaşık bilgi ağlarına sahip olmasını sağlayan genlerin başlangıçta çöp DNA’dan ortaya çıkmış olabileceğini öne sürüyor.
Başka bir deyişle bir noktada, çöp DNA’dan üretilen proteinler kodlama yeteneğine sahip olmuş olur. Ve bu yeni proteinler insan beyninin evrimi için kritiktir. Bulgular, bu tür genlerin beyin gelişiminde bir role sahip olabileceğini ve insanların evrimi sırasında bilişin itici gücü olabileceğini öne sürüyor.
Çöp DNA Nedir?
Esasen çöp DNA terimi, geçmişte protein kodlamayan DNA kısımlarının tamamı için kullanılırdı. Ancak kodlamayan DNA kısımlarının pek çoğunun önemli işlevleri vardır. Örneğin bazı kodlamayan DNA kısımları, protein sentezi için hangi genlerin etkinleşeceğini belirleyen anahtarlardır.
Bunun yanı sıra kodlamayan DNA kısımları, aktif genlerin arasında büyük boşluklar oluşmasını sağlar. Böylece bir gende meydana gelen mutasyonun diğer genleri etkilemesinin önüne geçilir. Adli soruşturmalar sırasında DNA örnekleri kullanılarak yapılan kimlik tespitlerinde de büyük ölçüde kodlamayan DNA kısımlarından yararlanılmaktadır.
Kodlamayan DNA miktarının toplam gen miktarına oranı türler arasında çeşitlilik gösterir. Örneğin insan genomunun (insanlardaki bütün genlerin) yaklaşık %98’i kodlamayan DNA’dır. Bakterilerde ise bu oran ortalama %2 civarındadır.
Çöp DNA’ların Çalışma Prensibi Nedir?
Normalde yeni protein kodlayan genler, hücreler çoğaldığında ve DNA’lar kendilerini kopyaladıklarında oluşurlar. Hücreler yeni DNA molekülleri oluşturdukça genetik kodda mutasyonlar ortaya çıkabilir. Bu değiştirilmiş genler, öncekilerden biraz daha farklı proteinleri üretebilir. De novo genler olarak bilinen çöp DNA’dan doğan genler, aniden protein yapma yeteneğini kazandıkları için daha dramatik bir dönüşüm geçirirler.
Protein sentezi sırasında, hücreler protein kodlayan genleri okur ve genetik planlarını RNA’ya aktarır. Oluşan bu RNA’ya mRNA denir. Daha sonra ribozom organeli protein sentezine başlar. Ribozom istenen proteini oluşturmak için mRNA’daki planı kullanır.
Bilim insanları insanların, şempanzelerin (Pan troglodytes) ve rhesus makaklarının (Macaca mulatta) genomlarını karşılaştırarak, protein kodlayan DNA’ya dönüşen 74 çöp DNA örneğini belirlediler. Böylece RNA’sının çekirdekten çıkmasına izin veren mutasyonları toplayan çöp DNA’yı doğrulamış oldular.
İnsanlar ve şempanzeler de novo genlerin 29’unu paylaşmaktadır. Yani genler, insanlar ve şempanzelerin rhesus makaklarıyla paylaştıkları son evrimsel atadan ayrıldıktan sonra ortaya çıkmıştır. Kalan 45 de novo geniyse insanlar ve şempanzeler yaklaşık 6 milyon yıl önce birbirlerinden ayrıldıktan sonra ortaya çıktı. Bu da genlerin insanlara özgü olduğu anlamına geliyor. ( Okuma Önerisi: Merak Etmeyin! Biz İnsanlar Sürüngen Bir Beyine Muhtemelen Sahip Değiliz)
Dahası Bu Çöp DNA’lar Beyinlerimizin Büyük Olmasının Sebebi de Olabilir
Bilim insanları bu genlerin 9’unun insan beyninde aktif olduğunu tespit etti. Bu yüzden genlerin işlevlerini birkaç deneyde araştırdılar. Bunun için laboratuvar şartlarında üretilen ve bu genleri taşıyan mini beyinler yetiştirdiler. Genetiği değiştirilmiş farelerde, bu iki gen beynin ortalamadan daha büyük olmasına sebep oldu.
Ayrıca kemirgenlerin beyinlerinde insan benzeri sırtlar ve oluklar oluştuğu görüldü. Ancak mini beyinlerin insan beyinin tüm karmaşıklığını yansıtmadığını ve deneylerde nispeten az sayıda fare kullanıldığını belirtmekte fayda var. Yine de çalışma, çöp DNA’nın bizi insan yapan şey için bazı temel bileşenleri sağlamış olabileceğini öne sürüyor. Büyük beyinlerimizden söz etmişken, bu yazıya da göz atmanızı öneririz: Beyin Büyüklüğü Ve Zeka Arasında Bir İlişki Gerçekten Var mı?
Kaynaklar ve İleri Okumalar
- Humans’ big-brain genes may have come from ‘junk DNA’ ; Bağlantı: Humans’ big-brain genes may have come from ‘junk DNA’ | Live Science ; Yayınlanma tarihi: 6 Ocak 2023
- An, N.A., Zhang, J., Mo, F. et al. De novo genes with an lncRNA origin encode unique human brain developmental functionality. Nat Ecol Evol (2023). https://doi.org/10.1038/s41559-022-01925-6
Size Bir Mesajımız Var!
Matematiksel, 2015 yılından beri yayında olan ve Türkiye’de matematiğe karşı duyulan önyargıyı azaltmak ve ilgiyi arttırmak amacıyla kurulmuş bir platformdur. Sitemizde, öncelikli olarak matematik ile ilgili yazılar yer almaktadır. Ancak bilimin bütünsel yapısı itibari ile diğer bilim dalları ile ilgili konular da ilerleyen yıllarda sitemize dahil edilmiştir. Bu sitenin tek kazancı sizlere göstermek zorunda kaldığımız reklamlardır. Yüksek okunurluk düzeyine sahip bir web sitesi barındırmak ne yazık ki günümüzde oldukça masraflıdır. Bu konuda bizi anlayacağınızı umuyoruz. Ayrıca yazımızı paylaşarak veya Patreon üzerinden ufak bir bağış yaparak da büyümemize destek olabilirsiniz. Matematik ile kalalım, bilim ile kalalım.
Matematiksel
