DNA'nın bildiğimiz çift sarmal yapısını düşündüğünüzde, kanınızda sizi şaşırtacak bir sır yatıyor olabilir.
DNA denince akla hemen o meşhur çift sarmal gelir. Ancak genetik materyal her zaman bu tanıdık formda kalmaz. Bazı parçalar, sıkıştırılmış, dört telli yapılar halinde katlanabilir.
Bu sıradışı yapılar daha önce hücrelerin içinde gözlemlenmişti. Şimdi bilim insanları, bu yapıları insan kan plazmasında katlanmış halde yakaladıklarını belirtiyor.
Peki, kanımızda DNA neden bulunsun?
Vücudumuzdaki hücreler öldükçe arkalarında küçük DNA parçaları bırakır. Bu parçalar, içimizde neler olup bittiğine dair ipuçları taşıyan, yırtık bir mesajın parçaları gibi kan dolaşımına karışır.
Şimdiye kadar bilim insanları daha çok mesajı okumaya odaklandı: genetik harfler, her parçanın uzunluğu ve genomun hangi bölümünden geldiği. Ancak yeni bir ön çalışma, mesajın nasıl katlandığının da önemli olabileceğini öne sürüyor.
Araştırmacılar, doğrudan insan plazmasından alınan genetik materyalde G-dörtlü adı verilen dört telli yapıları tespit etti.
Bu çalışma, bildiğimiz kadarıyla, doğrudan insan plazmasından alınan nükleik asitlerde katlanmış G-dörtlü yapılarının varlığına dair ilk doğrudan biyokimyasal kanıtı sunuyor.
Bir G-dörtlü, genetik harf guanin'in dört kopyasının bir araya gelerek küçük bir kare oluşturmasıyla başlar. Birkaç kare üst üste yığılarak tanıdık çift sarmaldan çok farklı, sıkıştırılmış bir yapı oluşturabilir.
Gizem, bilim insanlarının 'ultrakısa hücre dışı DNA' olarak bilinen anormal parçaları fark etmesiyle başladı. Yaklaşık 50 genetik harf uzunluğundaki bu tek telli yapılar o kadar küçüktü ki, standart DNA yakalama yöntemlerinin filtrelerinden kaçabiliyorlardı.
Bazıları G-dörtlü oluşturmak için yeterli guanin içeriyordu ve bilgisayar analizleri de aynı olasılığa işaret ediyordu.
Ancak bir ipin düğüm oluşturma potansiyeline sahip olduğunu görmek, onun zaten düğümlü olduğunu görmekle aynı değil. Ekip, bu yapıları insan kanında, hala katlanmış haldeyken yakalamak zorundaydı.
Bu, göründüğünden daha zordu. Plazmadan DNA çıkarmak için kullanılan sert işlemler, hassas yapıları ayırabilir veya deney sırasında moleküllerin yeniden katlanmasına neden olabilirdi. Eğer bir G-dörtlü oluşumu tespit edilirse, araştırmacılar bunun kan dolaşımında mı var olduğunu yoksa laboratuvarda mı yaratıldığını bilemezlerdi.
Bu nedenle ekip daha nazik bir tuzak kurdu. Plazmadan genetik materyali, ısıtmadan veya şeklini bozabilecek ekstraksiyon adımları kullanmadan doğrudan yakaladılar.
Ardından iki bağımsız dedektör kullandılar. Biri, G-dörtlüleri tanımak üzere tasarlanmış bir antikordu. Diğeri ise bağlandığında ışık yayan küçük bir moleküldü.
Her ikisi de bir sinyal üretti.
Katlanamayan eşleşen bir genetik dizi de yakalandı ancak sinyal üretmedi. Araştırmacılar daha sonra, iki G-dörtlü algılama aracının aynı yapılar için rekabet etmesini sağlayarak sonucu test etti. Her biri diğerinin ürettiği sinyali azalttı, bu da ikisinin de yakalanan materyale rastgele yapışmak yerine katlanmış G-dörtlüleri tanıdığını gösteriyordu.
Yapı, dizilemenin tek başına göremeyeceği bir bilgi ve potansiyel olarak biyoloji katmanıdır.
Ancak keşif, başka bir gizemi de beraberinde getirdi.
Araştırma ultrakısa DNA ile başlamış olsa da, deneyde tespit edilen G-dörtlülerin DNA'dan mı yoksa RNA'dan mı yapıldığını ortaya çıkaramadı. RNA da aynı dört telli şekli oluşturabilir ve dedektörler molekülün kendisinden ziyade yapıyı tanır.
Bu durum, 'gerçek bir sınırlılık' olarak tanımlandı.
Bir sonraki adım, yakalanan materyali önce DNA'yı veya RNA'yı yok eden enzimlerle işlemden geçirmek ve ardından tekrar test etmek olacaktır. Katlanmış moleküllerin dizilenmesi, kimliklerini ve genomik kökenlerini ortaya çıkarabilir.
Bilim insanları ayrıca hangi dokuların bunları salgıladığını veya yapıların hücre içinde mi yoksa kan dolaşımına girdikten sonra mı katlandığını bilmiyor.
Peki, bunlar sağlığımız hakkında bize ne söyleyebilir?
G-dörtlüler genellikle genleri kontrol eden genom bölgelerinde bulunur ve bazı tümör türlerinde artmış G-dörtlü seviyeleri gözlemlenmiştir. Bu, kanda dolaşan G-dörtlülerin, DNA dizilerini okuyarak bulunamayan kanser hakkında bilgi sağlayabileceği ihtimalini artırıyor.
Ancak bu henüz yeni bir kanser testi değil.
Çalışma, katlanmış G-dörtlülerin plazmada var olduğunu göstermek üzere tasarlandı, kanserli hastalarla sağlıklı bireyleri karşılaştırmak için değil. Herhangi bir tanısal uygulama düşünülmeden önce, araştırmacıların bu molekülleri tanımlaması ve dikkatlice karakterize edilmiş hasta ve sağlıklı gönüllü gruplarında ölçmesi gerekiyor.
Ancak o zaman hastalıkların bu katlanmış yapıların sayısını, kökenini veya desenini faydalı bir şekilde değiştirip değiştirmediğini bilebilecekler.
Şimdilik, bu çalışma daha temel – ve şaşırtıcı – bir mesaj sunuyor. Kanımızdaki genetik kalıntılar, okunmayı bekleyen bir harf dizisi olmaktan fazlası olabilir. Bazen, kağıdın katlanma şekli mesajın bir parçası olabilir.
Bilim insanları bu mesajı okumayı yeni öğreniyor.
