25 Nisan DNA Günü

Giriş

1990 yılında başlayıp 25 Nisan 2003’te tamamlanan İnsan Genom Projesi’nden (Human Genome Project/HGP) bu yana 25 Nisan DNA Günü olarak kutlanmaktadır.

DNA Nedir?

Replikasyon mekanizmasıyla, birbirinden eşsiz mutasyonlarıyla üzerine birçok hipotez sürülmüş, araştırma yapılmış ve önemli sırlarından bazılarını aydınlatmayı başarmış değerli bilim insanlarına ödüller sağlamış yönetici molekülümüz DNA.

DNA (Deoksiribo Nükleik Asit); Hidrojen bağları ile bağlanmış çift sarmal yapının (Helix) karşılıklı olarak bağlanması sonucu meydana gelen ve tüm organizmaların hücrelerinde gerçekleşen metabolik olayların devamlılığını oluşturarak kontrolü ve genetik bilginin nesilden nesile geçişini sağlayan moleküldür. Bu çift sarmal yapı; azotlu organik bazlar olan Adenin ve Timin arasında 2’li, Guanin ve Sitozin arasında 3’lü Hidrojen bağı kurulmasıyla oluşur. Bu yüzden, literatür tanımının haricinde DNA, bir fermuara benzetilir.

DNA’nın Keşfi

1869 yılında, Tübingen Üniversitesinde çalışmakta olan hekim Friedrich Miescher, atık cerrahi pansumanlarla yaptığı çalışmada kullanılmış sargı bezlerindeki iltihap sıvısından beyaz kan hücrelerini ayrıştırmaktaydı. Miescher hücredeki proteinleri incelediği sırada başka bir mikroskobik madde fark etti. Maddeyi hücre çekirdeğinde keşfettiği için ona “nüklein” adını verdi ve böylece DNA, yapısı bilinmemekle birlikte, bilim çevrelerince tanındı. Sonraki dönemde asit özelliği gösterdiği belirlenen bu madde sırayla “nükleik asit” ve günümüz ismiyle deoksiribo nükleik asit (DNA) olarak isimlendirildi.

1919’da, Phoebus Levene, bu birimi (nükleotid ve DNA) oluşturan bazları (adenin, sitozin, guanin, timin), şekeri ve fosfatı tanımladı. DNA’nın birbirine fosfat grupları ile bağlı nükleotid birimlerinden oluşan bir zincir olduğunu ileri sürdü ancak bu zincirin kısa olduğunu ve bazların kendini tekrar eden bir sıralamaya göre gittiğini sanmıştı. 1937’de, William Astbury, DNA’nın farklı düzenli bir yapıya sahip olduğunu gösteren ilk görüntüleri elde etti. Adenin bazları ile timin bazlarının, sitozin bazları ile de guanin bazlarının eşit sayıda olduğu Erwin Chargaff tarafından gösterildi.

Pnömokok bakterileri iki genel forma sahipti. Düz olan form pnömoni hastalığına neden olurken buruşuk olanlar zararsızdı. 1928’de, Frederick Griffith, Pnömokok bakterileriyle yaptığı deneyde düz şekli sağlayan özelliğin buruşuk olanlara da aktarılmasının mümkün olduğunu gösterdi. Bu çalışmayı takiben, 1943’te; Oswald Avery, Colin MacLeod ve Maclyn McCarty benzer deneysel sistemi kullanarak yapısal değişikliğe neden olan etmenin DNA olduğunu gösterdi.

DNA’nın Çift Zincirli Yapısının Çözümlenmesi

DNA’nın çift zincirli yapısının çözümlenmesi 21 Şubat 1953 tarihinde, James Watson ve Francis Crick ikilisinin Cambridge Üniversitesinde Rosalind Franklin ile Maurice Wilkins’in topladıkları veriler ışığında yaptıkları çalışmalar sonucunda gerçekleşti. Watson ve Crick, çalışmalarını Nature dergisinde 25 Nisan 1953’te 2 ayrı başlıkta yayımladı.

Bu makalede çift sarmallı moleküler model, fotoğraflanan X-ışını kırınım modeline dayanıyordu. Bu yapının görüntüsü, Rosalind Franklin ve Raymond Gosling tarafından Mayıs 1952’de elde edilmişti. Crick’in 1957’de yaptığı sunumda moleküler biyolojinin temelleri olan DNA, RNA ve proteinler arasındaki ilişkiyi özetlemesinden sonra çift sarmallı yapının kopyalama mekanizması 1958’de yayımlanan Meselson-Stahl deneyi makalesi ile doğrulandı.

Crick ve arkadaşları tarafından yapılan diğer çalışmalar genetik kodun haricinde, örtüşmeyen baz üçlüleri olduğunu gösterdi.(kodon) Genetik kod, 20 amino aside karşılık 64 kodon olmasından kaynaklanan uyumsuzlukların çözmek için değişime uğramış baz çiftleri kullanıyordu. Bu bilgi sayesinde Har Gobind Khorana, Robert W. Holley ve Marshall Warren Nirenberg genetik kodun işleyişini açıkladı.

DNA Hakkında İlginç Gerçekler

• DNA, organizmanın kimliğidir.
• 3 milyar bazdan oluşan insan DNA’sının niteliğinin %99’undan fazlası tüm insanlarda aynıdır.
• 3 milyar baz çifti veriye döküldüğünde 3 gigabyte alan kaplamaktadır.
• Vücudumuzdaki tüm DNA’lar çıkartılıp uç uca eklenseydi, Güneş’e 600 kez gidiş-geliş gerçekleştirilebilirdi.
• DNA ipliğinin uzunluğu bazen 10 cm’yi bulabilmektedir. İnsan vücudunda 100 trilyondan fazla hücre olduğu düşünülürse toplam DNA uzunluğu yaklaşık 200 milyar kilometredir.

Sonuç

1990’da, insan genomundaki yaklaşık üç milyar bazın DNA dizileme teknolojisi ile sıralanmaya başlanıp bu çalışmaların Watson ve Crick’in çalışmalarına ithafen 25 Nisan 2003’te tamamlanmasıyla her yıl 25 Nisan DNA Günü kutlanmaya başladı. DNA modelinin açıklanmasından bu yana gelişmeler hızla ilerlemeye devam etti ve İnsan Genom Projesi’nden sonra da teknolojik ilerlemeler biyoinformatik gibi alanların gelişmesine öncülük etti. Pirodizileme, Sanger, Illumina, SOLID, CRISPR-Cas9 gibi teknikler sayesinde DNA’ya dair bilgiler daha etkili bir şekilde kullanılarak HapMap (haplotip haritası), Kanser Genom Atlası Projesi gibi çalışmalar hastalıkların teşhis ve tedavisine ışık tutuyor. Gen-protein işlevlerinin çözülmesiyle sağlık, biyoteknoloji, yaşam bilimleri ve daha birçok alanda araştırmalar ilerliyor.

Kaynaklar:

1. https://bilimgenc.tubitak.gov.tr/makale/dnanin-kesfinden-bugune
2. https://bilimkutusu.com/tr_TR/blog/article/dunya-dna-gunu-hakkinda-bilmeniz-gereken-10-madde
3. https://www.herkesebilimteknoloji.com/slider/kesfin-65-yil-donumunde-dnanin-hikayesi#:~:text=%C4%B0nsan%20v%C3%BCcudunda%20100%20trilyondan%20fazla,%C5%9Eubat%201953’te%20resmen%20ke%C5%9Ffedildi.
4. https://www.herkesebilimteknoloji.com/slider/kesfin-65-yil-donumunde-dnanin-hikayesi#:~:text=%C4%B0nsan%20v%C3%BCcudunda%20100%20trilyondan%20fazla,%C5%9Eubat%201953’te%20resmen%20ke%C5%9Ffedildi.

Görsel Kaynak: http://zon.trilinkbiotech.com/wp-content/uploads/2020/04/DNA-Day.png

Editör: Tolga POLAT