Dolar 13,7033
Euro 15,5541
Altın 785,05
BİST 2.005
Adana Adıyaman Afyon Ağrı Aksaray Amasya Ankara Antalya Ardahan Artvin Aydın Balıkesir Bartın Batman Bayburt Bilecik Bingöl Bitlis Bolu Burdur Bursa Çanakkale Çankırı Çorum Denizli Diyarbakır Düzce Edirne Elazığ Erzincan Erzurum Eskişehir Gaziantep Giresun Gümüşhane Hakkari Hatay Iğdır Isparta İstanbul İzmir K.Maraş Karabük Karaman Kars Kastamonu Kayseri Kırıkkale Kırklareli Kırşehir Kilis Kocaeli Konya Kütahya Malatya Manisa Mardin Mersin Muğla Muş Nevşehir Niğde Ordu Osmaniye Rize Sakarya Samsun Siirt Sinop Sivas Şanlıurfa Şırnak Tekirdağ Tokat Trabzon Tunceli Uşak Van Yalova Yozgat Zonguldak
İstanbul 13 °C
Sağanak Yağışlı

Yeni Bilgisayar Programı Herhangi Bir Genom Dizisini Okuyabilir ve Genetik Kodunu Deşifre Edebilir

12.11.2021
60
Yeni Bilgisayar Programı Herhangi Bir Genom Dizisini Okuyabilir ve Genetik Kodunu Deşifre Edebilir

DNA Genetik Analiz Kavramı

Yekaterina “Kate” Shulgina Fen Bilimleri Enstitüsü’nün birinci sınıf öğrencisiydi ve sistem biyolojisi programındaki gerekliliği kontrol edebilmek için kısa bir hesaplamalı biyoloji projesi arıyordu. Bir zamanlar evrensel olduğu düşünülen genetik kodun nasıl gelişebileceğini ve değişebileceğini merak etti.

O yıl 2016’ydı ve bugün Shulgina, bu genetik gizemi çözmenin bir yolu ile bu kısa vadeli projenin diğer ucundan çıktı. Bunu Harvard biyolog Sean Eddy ile e-life dergisindeki yeni bir makalede anlatıyor.

Rapor, herhangi bir organizmanın genom dizisini okuyabilen ve daha sonra genetik kodunu belirleyebilen yeni bir bilgisayar programını detaylandırıyor. Codetta adı verilen program, bilim insanlarının genetik kodun nasıl geliştiğine dair anlayışlarını genişletmelerine ve yeni dizili organizmaların genetik kodunu doğru şekilde yorumlamalarına yardımcı olma potansiyeline sahiptir.

Eddy’s Lab’de yüksek lisans araştırmasını yapan Shulgina, “Bu başlı başına çok temel bir biyoloji sorusudur,” dedi.

Genetik kod, hücrelere, genellikle yaşamın yapı taşları olarak adlandırılan, nükleotidlerin üç harfli kombinasyonlarını proteinlere nasıl yorumlayacağını söyleyen kurallar dizisidir. Hemen hemen her organizma, E. koli insanlara, aynı genetik kodu kullanır. Bu yüzden kodun bir zamanlar taşa konulduğu düşünülüyordu. Ancak bilim adamları, bir dizi aykırı değer keşfettiler – alternatif genetik kodlar kullanan organizmalar – talimatların farklı olduğu yerlerde var.

Codetta’nın parlayabileceği yer burasıdır. Program, bu alternatif genetik kodları kullanan daha fazla organizmayı tanımlamaya yardımcı olabilir ve ilk etapta genetik kodların nasıl değişebileceğine yeni bir ışık tutmaya yardımcı olabilir.

Shulgina, “Bunun nasıl olduğunu anlamak, başlangıçta bunun neden imkansız olduğunu düşündüğümüzü ve bu gerçekten temel süreçlerin gerçekte nasıl çalıştığını uzlaştırmamıza yardımcı olacaktır,” dedi.

Codetta, alternatif genetik kodlar için 250.000’den fazla bakteri ve arke adı verilen diğer tek hücreli organizmaların genom dizilerini zaten analiz etti ve daha önce hiç görülmemiş beş tanesini belirledi. Beş durumda da, amino kodu asit arginin, farklı bir amino aside yeniden atandı. Bilim adamlarının bu değişimi bakterilerde ilk kez gördüklerine ve genetik kodu değiştirmeye giden evrimsel güçlere işaret edebileceğine inanılıyor.

Araştırmacılar, çalışmanın alternatif genetik kodlar için en büyük taramayı işaret ettiğini söylüyor. Codetta, esasen bakteri ve arkeler için mevcut olan her genomu analiz etti. Programın adı, genetik kodun parçalarını oluşturan üç nükleotid dizisi olan kodonlar ile üç dilde yazılmış bir kaya levhası olan Rosetta Taşı arasındaki bir çaprazlamadır.

Çalışma, son beş yılını Codetta’nın arkasındaki istatistiksel teoriyi geliştirerek, programı yazarak, test ederek ve ardından genomları analiz ederek geçiren Shulgina için bir dönüm noktası anını işaret ediyor. Bir organizmanın genomunu okuyarak ve daha sonra muhtemel bir genetik kod üretmek için bilinen proteinlerin bir veri tabanına girerek çalışır. Genomları analiz edebildiği ölçek nedeniyle diğer benzer yöntemlerden farklıdır.

Shulgina, genetik kodları yorumlamak için tasarladığı algoritma hakkında tavsiye almak için 2016 yılında Eddy’nin genomları karşılaştırma konusunda uzmanlaşmış laboratuvarına katıldı.

Şimdiye kadar hiç kimse alternatif genetik kodlar için bu kadar geniş bir araştırma yapmamıştı.

Aynı zamanda Howard Hughes Tıbbi Araştırmacı olan Eddy, “Yeni kodlar görmek harikaydı, çünkü bildiğimiz kadarıyla Kate tüm bu işi yapardı ve bulunacak yeni kodlar olmazdı” dedi. Kesinlik protein dizilerini barındıran birçok veri tabanından sağlamak için sistemin potansiyeline de dikkat çekti.

“Bugünlerde veri tabanlarındaki birçok protein dizisi, genomik dizilerin yalnızca kavramsal çevirileridir. DNA diziler,” dedi Eddy. “İnsanlar, yeni enzimler veya yeni gen düzenleme araçları gibi her türlü yararlı şey için bu protein dizilerini benimsiyorlar. Bu protein dizilerinin doğru olmasını istersiniz, ancak organizma standart olmayan bir kod kullanıyorsa, bunlar hatalı olarak çevrilecektir.”

Araştırmacılar, çalışmanın bir sonraki adımının, virüslerde, ökaryotlarda ve mitokondri ve kloroplastlar gibi organel genomlarında alternatif kodlar aramak için Codetta’yı kullanmak olduğunu söylüyor.

Shulgina, “Bu sistematik taramayı henüz yapmadığımız yerlerde hala çok fazla yaşam çeşitliliği var” dedi.

Referans: Yekaterina Shulgina ve Sean R Eddy tarafından “250.000’den fazla genomda alternatif genetik kodlar için bir hesaplamalı ekran”, 9 Kasım 2021, e-life.
DOI: 10.7554 / eLife.71402

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.