Tmesipteris oblanceolata Güney Pasifik'teki bir Fransız bölgesi olan Yeni Kaledonya'da bulunan, belirsiz bir çatallı eğrelti otu türüdür. Sadece 4 ila 6 inç boyunda olan bu mütevazi bitki, bir bakıma dünyadaki en dikkat çekici canlıdır.
“Üzerinden yürüyeceksin. Hatta bilmeden üzerine basabilirsiniz,” dedi bitki evrimi biyoloğu ve Birleşik Krallık'ın Kew Kraliyet Botanik Bahçeleri'nde kıdemli araştırma lideri olan Ilia Leitch. “Ama içinde bu büyük sırrı barındırıyor.”
Son zamanlarda, T. oblanceolata girdi Guinness Dünya Rekorları Kitabı Bilim adamlarından oluşan bir ekip, incecik eğrelti otunun yaşayan organizmalar arasında bilinen en büyük genoma sahip olduğunu belirledikten sonra. Her bir hücrenin çekirdeğine 160,45 milyar baz çifti sıkıştırılmıştır; bu, bitkinin DNA'sı olan dönen çift sarmal merdivenin 160,45 milyar basamağıdır.
T. oblanceolata güçlü Kaliforniya sekoyasından daha fazla gene sahiptir (Sekoya sempervirens) veya devasa mavi balina (Balaenoptera kas). 50 kat daha fazla DNA'ya sahip Homo sapiens, ilk etapta DNA'nın ne olduğunu bulan tür. Bulgular şunlardı: yayınlanan iScience dergisinde.
Leitch ile birlikte çalışmanın ortak yazarı olan İspanya'daki Institut Botànic de Barcelona'dan botanikçi Jaume Pellicer, “Bu genomun ne kadar büyük olduğunu öğrendiğimizde kesinlikle hayrete düştük” dedi. “Bu cinste dev genomların varlığını zaten biliyorduk ancak bu türdekinin böyle olacağını tahmin etmemiştik. Tmesipteris oblanceolata daha önceki rekorları kıracaktı.”
Bir genom, organizmanın büyümesini ve gelişmesini yönlendirmek için hücrelerin ihtiyaç duyduğu tüm bilgileri içerir. Ancak hayat, Ikea veya Lego'nun montaj kılavuzlarındaki düzenli, daha fazla adım eşittir daha fazla karmaşıklık talimatlarını sunmuyor; dolayısıyla devasa boyutlu genetik kodlara sahip küçük eğrelti otları.
Adım atabilirsin T. oblanceolata Bir bitki evrim biyoloğu “farkında olmadan” dedi. (Fotoğraflar Pol Fernandez ve Oriane Hidalgo'ya aittir)
Araştırmada yer almayan Caltech biyoloğu Elliot Meyerowitz, genom boyutunu ölçmenin “genom karmaşıklığını veya kodlama kapasitesini ölçmenin bir yolu olmadığını” söyledi.
Çoğu bitki ve hayvan hücresinin taşıdığı genetik materyalin yalnızca çok küçük bir kısmı aslında canlıları oluşturan yapı taşlarının nasıl yapılacağına dair doğrudan talimatlar içerir. İnsan genomunun %2'den azı aslında proteinleri kodluyor. Araştırma ekibi, çatal eğrelti otu genomunun %1'inden azının bunu yaptığını tahmin ediyor.
Geri kalanı kodlamayan DNA olarak bilinir. Kodlamayan genetik materyalin ne yaptığını ve hücrelerin onu neden taşıdığını anlamak, evrimsel biyolojideki en büyük sorular arasında yer alıyor.
Yarım asır önce, bilim adamları görevden alındı Leitch, bu kodlamayan şeyin artık “kendi cehaletimizin bir yansıması” olarak kabul edilen bir terim olan “çöp DNA” olduğunu söyledi.
Her şey hiçbir işe yaramıyor değil, dedi. Yaptığı her şeyi henüz anlamıyoruz.
T. oblanceolata eğrelti otları birbirine dolanmış dalların ve düşen yaprakların arasında büyür.
(Jaume Pellicer)
Son yıllarda araştırmacılar, bu kodlamayan dizilerden bazılarının manipüle edilmesinin veya silinmesinin gen ifadesini etkilediğini bulmuşlardır. Bu, bu materyalin en azından bir kısmının genleri açıp kapatan süreçlerde rol oynadığını gösteriyor; tıpkı bir orkestra şefinin buraya kimin geleceğini ve burada kimin sessiz olması gerektiğini söylemesi gibi.” dedi Leitch.
Gen ifadesinin bu karmaşık koreografisi, kendi türümüz içindeki ve canlılar alemindeki inanılmaz çeşitliliği nasıl elde ettiğimizin göstergesidir.
Pellicer bir e-postada şöyle yazdı: “Bu genomların nasıl çalıştığını ve yapılandırıldığını anlamak, bu araştırma alanındaki en önemli dönüm noktasını temsil ediyor.” “Ama şimdilik bu, birinci sayfanın nerede olduğunu bile bilmeden bir talimat kitabını okumaya çalışmak gibi!”
T. oblanceolata yerini değiştirir önceki genom rekoru sahibiadı verilen mütevazı büyüklükte bir çiçekli bitki Paris japonyası 149 milyar baz çifti var. Ortalıkta daha büyük bir genetik etki taşıyan başka bir şey olsa da, botanikçiler bu bitkilerin bir canlının sahip olabileceği DNA miktarının en üst noktasında olduğuna inanıyor.
Bir araştırmacı Yeni Kaledonya'da çatal eğrelti otları arıyor.
(Oriane Hidalgo)
Leitch, çatal eğrelti otunun genomu hakkında “En büyüğü değilse de ona çok yakın” dedi. “Bu kadar çok DNA'ya sahip olmanın pek çok sonucu var ve bence biyolojinin başa çıkabileceği sınırdayız.”
Bir organizmanın büyüyebilmesi için hücrelerini bölmesi gerekir ve bunu yapabilmek için önce hücrelerindeki tüm DNA'nın bir kopyasını yapması gerekir. Leitch, devasa bir genomu kopyalamanın büyük bir zaman, enerji ve besin yatırımı olduğuna dikkat çekti. Bitkiler için daha büyük genomlar, daha yavaş büyüme ve daha az verimli fotosentezle ilişkilidir.
Sonuç olarak, büyük genomlara sahip organizmalar, çok fazla rekabetin olmadığı istikrarlı ortamlarda bulunma eğiliminde, dedi Leitch. Bu doğru T. oblanceolatayavaş büyüyen Paris japonyası ve mermer akciğerli balıkhayvanlar aleminin en büyük genomunun sahibidir (yaklaşık 130 milyar baz çifti).
Ne yazık ki T. oblanceolataHızla değişen bir iklimde istikrarlı koşulları sağlamak giderek zorlaşıyor.
Leitch, “İstikrarlı oldukları sürece, bir şeyler değişmediği sürece, tabiri caizse seçilim onları ayıklamayacaktır” dedi. “Ortam değişirse iyi bir konumda olmayacaklarını tahmin ediyorum.”
“Üzerinden yürüyeceksin. Hatta bilmeden üzerine basabilirsiniz,” dedi bitki evrimi biyoloğu ve Birleşik Krallık'ın Kew Kraliyet Botanik Bahçeleri'nde kıdemli araştırma lideri olan Ilia Leitch. “Ama içinde bu büyük sırrı barındırıyor.”
Son zamanlarda, T. oblanceolata girdi Guinness Dünya Rekorları Kitabı Bilim adamlarından oluşan bir ekip, incecik eğrelti otunun yaşayan organizmalar arasında bilinen en büyük genoma sahip olduğunu belirledikten sonra. Her bir hücrenin çekirdeğine 160,45 milyar baz çifti sıkıştırılmıştır; bu, bitkinin DNA'sı olan dönen çift sarmal merdivenin 160,45 milyar basamağıdır.
T. oblanceolata güçlü Kaliforniya sekoyasından daha fazla gene sahiptir (Sekoya sempervirens) veya devasa mavi balina (Balaenoptera kas). 50 kat daha fazla DNA'ya sahip Homo sapiens, ilk etapta DNA'nın ne olduğunu bulan tür. Bulgular şunlardı: yayınlanan iScience dergisinde.
Leitch ile birlikte çalışmanın ortak yazarı olan İspanya'daki Institut Botànic de Barcelona'dan botanikçi Jaume Pellicer, “Bu genomun ne kadar büyük olduğunu öğrendiğimizde kesinlikle hayrete düştük” dedi. “Bu cinste dev genomların varlığını zaten biliyorduk ancak bu türdekinin böyle olacağını tahmin etmemiştik. Tmesipteris oblanceolata daha önceki rekorları kıracaktı.”
Bir genom, organizmanın büyümesini ve gelişmesini yönlendirmek için hücrelerin ihtiyaç duyduğu tüm bilgileri içerir. Ancak hayat, Ikea veya Lego'nun montaj kılavuzlarındaki düzenli, daha fazla adım eşittir daha fazla karmaşıklık talimatlarını sunmuyor; dolayısıyla devasa boyutlu genetik kodlara sahip küçük eğrelti otları.
Adım atabilirsin T. oblanceolata Bir bitki evrim biyoloğu “farkında olmadan” dedi. (Fotoğraflar Pol Fernandez ve Oriane Hidalgo'ya aittir)
Araştırmada yer almayan Caltech biyoloğu Elliot Meyerowitz, genom boyutunu ölçmenin “genom karmaşıklığını veya kodlama kapasitesini ölçmenin bir yolu olmadığını” söyledi.
Çoğu bitki ve hayvan hücresinin taşıdığı genetik materyalin yalnızca çok küçük bir kısmı aslında canlıları oluşturan yapı taşlarının nasıl yapılacağına dair doğrudan talimatlar içerir. İnsan genomunun %2'den azı aslında proteinleri kodluyor. Araştırma ekibi, çatal eğrelti otu genomunun %1'inden azının bunu yaptığını tahmin ediyor.
Geri kalanı kodlamayan DNA olarak bilinir. Kodlamayan genetik materyalin ne yaptığını ve hücrelerin onu neden taşıdığını anlamak, evrimsel biyolojideki en büyük sorular arasında yer alıyor.
Yarım asır önce, bilim adamları görevden alındı Leitch, bu kodlamayan şeyin artık “kendi cehaletimizin bir yansıması” olarak kabul edilen bir terim olan “çöp DNA” olduğunu söyledi.
Her şey hiçbir işe yaramıyor değil, dedi. Yaptığı her şeyi henüz anlamıyoruz.
T. oblanceolata eğrelti otları birbirine dolanmış dalların ve düşen yaprakların arasında büyür.
(Jaume Pellicer)
Son yıllarda araştırmacılar, bu kodlamayan dizilerden bazılarının manipüle edilmesinin veya silinmesinin gen ifadesini etkilediğini bulmuşlardır. Bu, bu materyalin en azından bir kısmının genleri açıp kapatan süreçlerde rol oynadığını gösteriyor; tıpkı bir orkestra şefinin buraya kimin geleceğini ve burada kimin sessiz olması gerektiğini söylemesi gibi.” dedi Leitch.
Gen ifadesinin bu karmaşık koreografisi, kendi türümüz içindeki ve canlılar alemindeki inanılmaz çeşitliliği nasıl elde ettiğimizin göstergesidir.
Pellicer bir e-postada şöyle yazdı: “Bu genomların nasıl çalıştığını ve yapılandırıldığını anlamak, bu araştırma alanındaki en önemli dönüm noktasını temsil ediyor.” “Ama şimdilik bu, birinci sayfanın nerede olduğunu bile bilmeden bir talimat kitabını okumaya çalışmak gibi!”
T. oblanceolata yerini değiştirir önceki genom rekoru sahibiadı verilen mütevazı büyüklükte bir çiçekli bitki Paris japonyası 149 milyar baz çifti var. Ortalıkta daha büyük bir genetik etki taşıyan başka bir şey olsa da, botanikçiler bu bitkilerin bir canlının sahip olabileceği DNA miktarının en üst noktasında olduğuna inanıyor.
Bir araştırmacı Yeni Kaledonya'da çatal eğrelti otları arıyor.
(Oriane Hidalgo)
Leitch, çatal eğrelti otunun genomu hakkında “En büyüğü değilse de ona çok yakın” dedi. “Bu kadar çok DNA'ya sahip olmanın pek çok sonucu var ve bence biyolojinin başa çıkabileceği sınırdayız.”
Bir organizmanın büyüyebilmesi için hücrelerini bölmesi gerekir ve bunu yapabilmek için önce hücrelerindeki tüm DNA'nın bir kopyasını yapması gerekir. Leitch, devasa bir genomu kopyalamanın büyük bir zaman, enerji ve besin yatırımı olduğuna dikkat çekti. Bitkiler için daha büyük genomlar, daha yavaş büyüme ve daha az verimli fotosentezle ilişkilidir.
Sonuç olarak, büyük genomlara sahip organizmalar, çok fazla rekabetin olmadığı istikrarlı ortamlarda bulunma eğiliminde, dedi Leitch. Bu doğru T. oblanceolatayavaş büyüyen Paris japonyası ve mermer akciğerli balıkhayvanlar aleminin en büyük genomunun sahibidir (yaklaşık 130 milyar baz çifti).
Ne yazık ki T. oblanceolataHızla değişen bir iklimde istikrarlı koşulları sağlamak giderek zorlaşıyor.
Leitch, “İstikrarlı oldukları sürece, bir şeyler değişmediği sürece, tabiri caizse seçilim onları ayıklamayacaktır” dedi. “Ortam değişirse iyi bir konumda olmayacaklarını tahmin ediyorum.”