Paraloglar: LUCA Öncesi Genler

Yeni çalışma, “universal paralog” adı verilen gen kopyalarının LUCA öncesi döneme dair izler taşıyabileceğini gösteriyor. Araştırmacılara göre bu universal paraloglar, yaşamın en erken hücresel işlevlerini anlamak için nadir ama güçlü bir pencere sunuyor.

Bugün yaşayan tüm canlıların soyu, yaklaşık 4 milyar yıl önce yaşamış tek bir ortak ataya bağlanıyor. Bilim insanları bu atayı “last universal common ancestor” (LUCA) olarak adlandırıyor. Ancak LUCA, inceleyebildiğimiz en eski ortak nokta olsa da, onun genomundaki bazı genlerin kökeni daha da geriye uzanıyor.

Universal paraloglar LUCA’dan daha eski olabilir

Cell Genomics dergisinde yayımlanan çalışmada Aaron Goldman (Oberlin College), Greg Fournier (MIT) ve Betül Kaçar (University of Wisconsin-Madison), LUCA’dan önceki evrimsel dönemi anlamak için “universal paraloglar”a odaklanıyor. Paraloglar, bir genom içinde aynı atadan türeyip zamanla farklılaşan gen kopyaları. Örneğin insanlarda oksijen taşımada görevli birden fazla hemoglobin geninin bulunması, bu tür kopyalanma ve ayrışmanın bilinen bir sonucu.

Universal paraloglar ise çok daha nadir: Neredeyse tüm canlılarda en az iki kopya halinde bulunan gen aileleri. Bu kadar yaygın olmaları, ilk gen kopyalanmasının LUCA ortaya çıkmadan önce gerçekleşmiş olabileceğine işaret ediyor. Araştırmacılar, bu genlerin “LUCA öncesi” hücresel soylar hakkında elimizdeki en eski ve dolaylı kanıtlardan biri olabileceğini vurguluyor.

Ekip, bilinen universal paralogların tamamını taradığında ortak bir tablo görüyor: Bu genlerin hepsi ya protein üretimiyle ya da hücre zarından madde taşınmasıyla ilişkili. Bu da, protein sentezi ve zar taşınımı gibi süreçlerin yaşamın en erken dönemlerinde kritik işlevler olarak şekillenmiş olabileceğini düşündürüyor.

Çalışma ayrıca bu genlerin atalarının yeniden yapılandırılmasının önemine dikkat çekiyor. Goldman’s lab tarafından yürütülen örnek bir analizde, zar içine protein yerleştirmeyle bağlantılı bir universal paralog ailesinin eski protein formu hesaplamalı yöntemlerle yeniden oluşturuluyor. Elde edilen daha “basit” protein, yine de zara tutunabiliyor ve protein yapım mekanizmasıyla etkileşebiliyor; bu da ilkel hücrelerin nasıl çalışmış olabileceğine dair test edilebilir ipuçları sunuyor.

Kaynaklar ve Bağlantılar:

• Cell Genomics (dergi): Çalışmanın yayımlandığı kaynak
• Araştırmacılar: Aaron Goldman (Oberlin College), Greg Fournier (MIT), Betül Kaçar (University of Wisconsin-Madison)