İnsanların yarısı virüsten oluşuyor

İnsan gen dizgesinin yaklaşık 100,000 gen içermesi beklenirken sonuç farklı…

İnsanların yarısı virüsten oluşuyor
Paylaş:

İnsan gen dizgesinin yaklaşık 100,000 gen içermesi beklenirken sonuç farklı… İnsan genom projesinin sonuçları ilk kez 2001 yılında açıklandığında son derece şaşırtıcı bulgularla karşı karşıya kalındı. Bu bulgulardan bir tanesi genlerdeki eksiklikti. İnsan gen dizgesinin yaklaşık 100,000 gen içermesi beklenirken, topu topu 20,000 gen olduğu ortaya çıktı. Daha şaşırtıcı bir bulgu da, bu genlerin insan genomunun yalnızca %1,5 kadarını oluşturduğuydu. Genlerin bu denli küçük bir pay oluşturması, genomun yaklaşık %9’unu oluşturan virüslerin türettikleri DNA’lardan kaynaklanmaktaydı. Haber4Bunun da ötesinde, genomun büyük parçaları, görünürde kendilerini kopyalamak dışında hiç bir işlevi olmayan, retrotransposon adıyla bilinen virüse benzer gizemli yapılardan oluşuyor. Bu yapılar insan genomunun en az %34’ünü oluşturuyor. Sonuçta, virüsümsü bileşkenlerin DNA’larımızın neredeyse yarısını oluşturduğu görülüyor. Eskiden olsa “çöplük DNA” diye üzerinde belki de hiç durulmayacak bu DNA’ların bir bölümünün insanın dirimsel yapısında can alıcı bir rol oynadıkları artık açıkça biliniyor. Ancak bunların kökenleri ve işlevleri henüz bilinmiyor. 15 yıl kadar önce, Britanyalı yazar, tıp ve dirimbilim uzmanı Frank Ryan “Virus X” kitabının araştırma süreci sonucunda virüslerin bildiğimizden çok daha önemli işlevleri olduğu kanısına vardı. Frank’e göre, genellikle bulaşıcı hastalıklarla ilintili oldukları düşünülen virüsler ile bunların barındıkları yapılar arasındaki ortakyaşamda sanıldığından çok daha incelikli bir etkileşim söz konusuydu. Şimdi bu görüşün doğru olduğu ve virüslerin insan evriminde belirgin değişikliklere yol açtıkları yönündeki kanıtlar giderek çoğalıyor. ORTAKYAŞAM TERİMİ Ortakyaşam terimi ilk kez 1878 yılında bitkibilim uzmanı Anton de Bary tarafından “benzer olmayan canlıların birlikte yaşamaları” olarak tanımlandı. Ortakyaşam kendi içinde de, “asalaklık=parasitizm”, “besin ortakçılığı=komensalizm” ve “karşılıklı asalaklık=mutualizm” olarak üç türe ayrılıyor. İlk türde, taraflardan biri ötekinin sırtından geçinir ve ona zarar verir. İkincisinde, taraflardan biri yarar görürken ötekisi için bir yarar ya da zarar söz konusu değildir. Üçüncüsünde de, aynı ortamda beslenen canlılardan biri ötekine kimi yararlı maddeler ya da etkiler sağlar; her iki taraf da birbirlerinden geçinir. Ortakyaşamsal ilişkilerin taraflar açısından evrimsel içermeleri vardır. Ayıklama süreci tarafları bireysel olarak etkilediği kadar, ortaklık düzeyinde de etkili oluyor. Bunun en belirgin örneğine, çiçeğin yapısıyla gaganın yapısının birbirlerini ağırlamak üzere birlikte evrildikleri, sinekkuşu ile çiçekler arasındaki karşılıklı döllenmelerde rastlanıyor. Ortakyaşamın böyle bir evrimsel değişimle sonuçlanmasına “simbiyogenez” adı veriliyor. ORTAK OLARAK VİRÜSLER Ortakyaşam dirimsel yaşamın farklı düzeylerinde işlev görür. Bu geniş yelpaze basit metabolit alışverişinden, davranışsal ortakyaşam biçimlerine dek uzanır. Ortakyaşam, tarafların genleri paylaştıkları genetik düzeyde de karşımıza çıkabilir. Bunun en çarpıcı örneklerinden biri, gücünü güneşten alan ve yediği yosunlardaki kloroplastları bağırsaklarındaki hücrelere aktaran deniz sümüklü böceğidir. Bu sümüklü böceğin genomu yosunlardan aktarılan ve kloroplastların onlarsız iş göremedikleri hücreleri de içerir. Bu tür bir genetik ortakyaşam virüsler ve konakçıları için de geçerli olduğundan, insan genomunun kökenleri konusunun aydınlığa kavuşturulması açısından büyük önem taşımaktadır. Virüsler zorunlu asalaklardır. Bu canlılar yalnızca konakçılarının hücreleri içinde çoğalabildiklerinden, yaşam çevrimleri başkalarıyla çok yakın ilişki kurmalarını gerektirir. Grip gibi virüsler için bu ilişki asalaksal ve geçicidir. Ancak kimi virüsler konakçılarını asla terk etmeyip kalıcı enfeksiyonlara neden olurlar. Bu türde uzun süreli bir ilişki ortakyaşamın doğasını değiştirir ve karşılıklılığın evrilmesine olanak tanır. Böyle bir süreç genellikle “saldırgan ortakyaşam” diye adlandırabileceğimiz fark edilir bir gelişmenin ardından yaşanır. SALGIN VE TAVŞANLAR Saldırgan ortakyaşama bir örnek 1950’lerde Avustralya’da tavşanlarda görülen miksomatöz salgınıdır. Avustralya bir yiyecek kaynağı olan Avrupa tavşanı ile 1859 yılında tanıştı. Orada bu hayvanların doğal avcıları olmadığından, tavşanlar hızla çoğalmaya başladılar ve sonunda ülke çapında tarıma elverişli yeşil alanları yok ettiler. 1950 yılında, miksoma virüsü bulaşan tavşanlar bilerek yabanıl yaşama sürüldüler. Güneydoğu Avustralya’daki tavşanların %99.8’i üç ay içerisinde yok oldu. Miksomatöz salgını evrimsel bir deney olarak tasarlanmamış olmakla birlikte, birtakım evrimsel sonuçları oldu. Miksoma virüsünün doğal konakçısı, derisinde ufak tefek kızarıklıklar yaratmanın dışında bir zarar vermeden üzerinde barındığı Brezilya tavşanıdır. Şimdi aynı durum Avustralya tavşanı için de geçerli. Salgın süreci boyunca virüs, genlerindeki ufak tefek değişikliklerden ötürü hastalığa karşı koyabilecek güce sahip olan tavşanları seçti. Hastalıklı olanların ayrılmasını ortaklaşa evrim süreci izledi. Öyle ki, günümüzde tavşan ile virüs hastalığa yol açmayan bir karşılıklılık içinde yaşıyorlar. Şimdi, bir bulaşıcı hastalık virüsünün Afrika’da ilk insan topluluklarından birine saldırdığını düşünün. Salgın benzer bir yol izlemiş olmalı ve hastaların ayrılması sürecinin ardından ayakta kalabilenlerle virüsün birlikte evrildikleri bir dönem yaşanmış olmalı. İnsanın evrim süreci boyunca böyle dönemlerin sürekli yaşandığı yönünde kanıtlar olmakla birlikte, bunların ne zaman ve hangi bulaşıcı unsurların etkisiyle yaşandığı bilinmiyor. Bugün bile virüse bağlı hastalıklar insan evriminin akışını değiştiriyorlar. Söz gelimi, insandaki HLA-B geni HIV-1 enfeksiyonuna tepki oluşturulmasında önemli bir rol oynuyor ve bu genin farklı değişkeleri AIDS hastalığının ilerleme hızını yakından ilgilendiriyor. Bu nedenle, farklı HLA-B allelleri HIV-1 üzerinde ayıklamacı bir baskıyı dayatıyor olabilirken, HLA-B geninin nüfus içinde görülme sıklıkları da HIV virüsünden etkileniyor olabilir. Bu da, etkin durumdaki simbiyogenez sürecidir. GENOMUMUZ VİRÜS KAYNIYOR Bu durum insan genomunun oluşumuna nasıl bir ışık tutabilir? HIV-1, RNA genomunu barındığı canlının kromozomlarına aktarmadan önce DNA’ya dönüştüren bir “retrovirüs” türüdür. Endojenleştirme adıyla bilinen bu süreç bulaşıcı bir virüsü bulaşıcı olmayan endojen bir retrovirüse (ERV) dönüştürür. Endojenleştirme süreci retrovirüslerin genetik ortakyaşama yeni bir boyut kazandırmalarına olanak tanır. Genellikle bu durum retrovirüsün bir kan hücresine bulaşmasıyla oluşan normal bulaşma sürecinin bir uzantısıdır. Ancak virüs barındığı canlının üreme hücresine (sperm ya da yumurta) girerse, gelecek kuşakların genetik yapılarının bir parçası durumuna gelebilir. İnsanoğlunun geçmişinde sürekli olarak bu tür bir endojenleştirme süreci yaşanmıştır. Bu süreç genomumuzdaki onca virüsün kaynağını oluşturmaktadır. İnsan genomu, evrimsel geçmişimizde yaşanan salgın hastalıkların kalıtı olduğuna inanılan ve 30-50 kadar farklı canlı ailesinden gelen binlerce ERV içermektedir. Ne var ki, endojenleştirme süreci yalnızca retrovirüslerin tekelinde değildir. Bir ay kadar önce araştırmacılar aralarında insanın da olduğu çeşitli memelilerin genomunda borna virüsüne rastladılar. Virüsün yaklaşık 40 milyon yıl önce memeli bir atamızın üreme hücrelerine karışmış olabileceğine inanılıyor ve benzer buluşlar sayesinde insan genomunun o gizemli yarısının açıklığa kavuşturulması bekleniyor. YÜZDE 25’İ VİRÜS KÖKENLİ Başka araştırma grupları da insandaki düzenleyici dizgelerin %25’inin virüs kökenli unsurlar içerdiğine tanık oldular. Bu da insan ERV’lerinin genlerin düzenlenmesine ciddi bir katkıda bulundukları yönündeki görüşü güçlendiriyor. “Virüsleşme” süreci günümüzde de sürüyor olabilir. HIV virüsü lentivirüsler olarak bilinen bir retrovirüs sınıfına giriyor. Virüs uzmanları kısa bir süre önceye dek lentivirüslerin endojenleşmediklerini düşünüyorlardı. Oysa artık bu virüslerin tavşanların ve gri fare maymunlarının üreme hücrelerine girdikleri biliniyor. Bu da HIV-1 virüsünün insanın üreme hücrelerine girecek güçte olabileceği ve evrim sürecimizi yepyeni ve beklenmedik yönlere taşıyabileceği anlamına geliyor. Öyle ki, bugün başımıza bela olan bu virüs gelecek kuşakların biyolojik yapısında can alıcı bir yer tutabilir. BİLİM TEKNİK EKİ