Herkese Merhaba,

Bu hafta sizlere ilginç mi ilginç bir yazı ile geldik. Nevsehir Hacı Bektaş Veli Universitesi Moleküler Biyoloji ve Genetik dördüncü sınıf öğrencisi Alper Demirezen derlediği yazısını bizlere ulaştırdı. Bizler okumaktan çok keyif aldık ve sizler ile de paylaşmak istedik. Herkese bilim dolu haftalar dileriz.

Texas Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, canlı hücrelerde yer alan genleri CRISPR enzimleri ile gen regülasyonunun işleyişi ile ilgili çalışmalarında sürece nasıl yardımcı olduğunu veya engel olduğunu detaylı bir şekilde açıkladıktan sonra daha etkili ve doğru bir hal alır. Süreç ile ilgili yeni bilgiler Science Advances dergisinde yayınlandı. Genom düzenlemenin zorluklarından bir tanesi de mikroskobik bir hücre çekirdeğinde yaklaşık olarak 2 m uzunluğunda bir DNA molekülünün var olmasından kaynaklanmaktadır. Bunun yanı sıra yoğun kıvrımlardan oluşması, sarmallar ve karmaşık bir organizasyondan da oluşması buna dahildir. 

CRISPR tekniği son zamanların en popüler genom düzenleme teknolojilerinden bir tanesidir. CRISPR genom düzenleme insan sağlığını, tarım da, gezegenimizde yer alan bütün insanların geleceğini iyileştirmek veya daha iyi bir gelecek vaad edebilen potansiyel sahip bir tekniktir. CRISPR enzimleri hedef gen bölgesini moleküler makas görevi görerek tamamen kesebilir ya da yeni bir gen dizisi ekleyebilmek için hedef DNA bölgelerini keser. Yalnız şöyle bir durum söz konusu; hücre çekirdeğinde yer alan sıkıca paketlenmiş DNA molekülünün hedef gen bölgesine ulaşmak oldukça zorlu bir durumdur. 

Hücre çekirdeği içerisinde yer alan DNA temel yapı taşı olan nükleozom denilen birimlere sarılmıştır. Nükleozomların DNA molekülü üstünde koruyucu bir özelliği vardır fakat sadece zararlı genetik ve çevresel etmenlere karşı değil genom düzenleme gibi tekniklere karşı da koruma sağlayarak bir engel oluşturabilir. Konu hakkında  Science Advances dergisine ilgi araştırmayı yazanlardan sorumlu yazar Rick Russell ve onun ekibi, nükleozomlar arasındaki boşluklarda DNA dizilerini en etkili şekilde hedeflemenin mümkün olduğunu buldu.

Araştırmacılar yaptıkları deneyde bir tür CRISPR enzim olan Cas12a ile genom düzenlemesinin yanlış gitme veya hataya sebebiyet verme sıklığının daha yüksek olduğunu tespit ettiler. Diğer yandan nükleozomlar arasındaki boşlukta yer alan DNA dizilerinin, hücre çekirdeği içinde yer alan DNA kıvrımlarına benzeyen oldukça yoğun bir nükleozom formunda kala kalmıştır. Araştırmacılar bu yüzden nükleozom yapı birimlerine sarılmış DNA moleküllerinin hedef gen bölgelerine ulaşabilmek için biyokimyasal deneyler yaptılar. Bu deneyler doğrultusunda araştırmacılar nükleozomun 3D yapısını görselleştirdiklerinde ve bir enzimi (moleküler makas/nükleaz) nükleozoma hedeflediklerinde hedef gen bölgelerine erişim sağlayabileceklerini buldular. 

Daha fazlası için kaynakça bölümünü inceleyebilirsiniz

Kaynakça

https://phys.org/news/2021-03-accurately-genes-cells-grappling-dna.html

Strohkendl, I., Saifuddin, F. A., Gibson, B. A., Rosen, M. K., Russell, R., & Finkelstein, I. J. (2021). Inhibition of CRISPR-Cas12a DNA targeting by nucleosomes and chromatin. Science advances, 7(11), eabd6030.

Görsel Kaynak

https://phys.org/news/2021-03-accurately-genes-cells-grappling-dna.html

Yazar: Alper Demirezen