.
Yirmi yılı aşkın bir süre önce, insan genomunun, elde edilemeyen DNA dizilerini temsil eden “deliklerle” dolu, tahminen toplam büyüklüğü üç milyar nükleotid (A, T, G ve C harfleri) olan ilk taslağını öğrendik. Bu genom, birbirini izleyen turlarda kademeli olarak revize edildi, her zaman dizinin kalitesi iyileştirildi ve genetik materyalimizin tam olarak okunmasını engelleyen boş alanların çoğu çözüldü.
Araştırmacıların insan genomunu baştan sona okurken karşılaştığı temel zorluk, onu dolduran her türden tekrarlanan dizilerin muazzam sayıda olmasıdır. İnsanoğlunun sahip olduğu yaklaşık 20.000 genin tüm genomun ancak %2’sini kapladığını hatırlayalım. Ve geri kalan %98’in temel olarak bu tekrarlanan dizi ailelerinden, mobil elementlerden (her şeyden önce transpozonlar ve retrotranspozonlar) ve daha az ölçüde, ancak işlevsel olarak çok alakalı gen ekspresyonu düzenleyici dizilerden oluştuğunu. İkincisi, genlerin ne zaman ve nerede açılıp kapatılacağını belirleyen anahtarlar olarak işlev görür.
Mart 2022’de yayınlandı Bilim genomun en önemli incelemesi. “T2T” (telomerden telomere, burada telomerler kromozomların uçlarıdır) adı verilen uluslararası bir araştırmacılar konsorsiyumu, her kromozomun yalnızca bir kopyasını tutan bir hücre tipinin (CHM13) kullanımına dayanan yeni bir strateji kullandı. Bunu, büyük DNA parçalarını dizilemeye yönelik en son tekniklerle birleştirerek, genoma yaklaşık 200 milyon harf eklemeyi başardılar ve 1’den 22’ye kadar kromozomlardaki deliklerin çoğunu çözdüler.
Geriye kalan tek şey, insanların sahip olduğu tüm kromozomların en küçüğüydü: Y kromozomu.Y kromozomu, her türden tekrarlanan dizilerin varlığı açısından aynı zamanda en karmaşık olan, yalnızca erkek kromozomu.
Dee-sign/Shutterstock
Y kromozomu nihayet tamamlandı
Her birimizin hücrelerinde çiftler halinde düzenlenmiş 46 kromozom vardır. Bunlar aslında 23 çift kromozom, 22 çift otozomal kromozom (1’den 22’ye kadar) ve bir çift cinsiyet kromozomudur (X veya Y olabilir).
Her kromozom çiftinden birini babamızdan, diğerini annemizden alırız. Çoğu kadın 46XX kromozom konfigürasyonuna sahiptir, bu da son kromozom çifti olan 23’ün X kromozomunun iki kopyasından oluştuğu anlamına gelir. Çoğu erkek 46XY kromozom konfigürasyonuna sahiptir, yani cinsiyet kromozomu bir X kromozomundan oluşur ve bir Y kromozomu.
Y kromozomu sadece erkeklerde bulunduğu için herkes için gerekli olan genlere sahip olamaz. Sahip olduğu şey, erkek cinsel organlarının gelişiminden sorumlu genler, özellikle de ana gendir. ÜzgünümBu, başlangıçtaki farklılaşmamış gonadların, spermin üretildiği testislere dönüştürülmesiyle sonuçlanan bir dizi olayı serbest bırakır. Genin yokluğunda Üzgünüm (46XX kadınlarda olduğu gibi), bu ilksel gonad sonunda yumurtalıkların üretildiği yumurtalıklar haline gelir.
T2T konsorsiyumu, Y kromozom dizisinin tamamlanmasını engelleyen teknik sorunları çözüme kavuşturdu ve şimdi de dergideki bir makaleyle bizlere sunuyor. Doğaİçerdiği 62 milyondan fazla harf, son güncellemelerle birlikte artık 3,23 milyar harf olan toplam insan genomunun uzunluğuna 30 milyon harf daha ekliyor.
Ayrıca okunamayan alanlarda gizlendikleri için bizim bilmediğimiz proteinleri kodlayan 40 ek gen daha keşfettiler. Yeni referans genomuna T2T-CHM13+Y adı verildi ve çalışmanın yazarları tarafından tüm araştırma topluluğunun kullanımına sunuldu.
Birden fazla genom var: pangenom girişimi
Genom bilgimize yapılan bu yeni katkı, birkaç ay önce öğrendiğimiz ve insanlar arasındaki mevcut genetik çeşitliliği toplamayı amaçlayan pangenom girişimiyle bir arada var olmalı. Çünkü genomumuzun büyük bir kısmını paylaşıyor olsak da aramızda yaklaşık %0,1 oranında farklılık vardır, bu da herhangi iki kişi arasında 3 milyondan fazla farklı harf çiftine karşılık gelir.
Pangenom sayesinde artık tek bir referans genoma sahip olmayacağız, bunun yerine genetik benzerliklerimizi ve farklılıklarımızı daha güvenilir bir şekilde gösterecek yüzlerce insan genomuna sahip olacağız. Bu, diğer şeylerin yanı sıra, bildiğimiz binlerce doğuştan hastalıkla ilişkili gen mutasyonlarının daha kolay tespit edilmesine yardımcı olacaktır.
Peki, Y kromozomunun tam dizisiyle birlikte dergi Doğa bugün ikinci bir çalışmayla son 183.000 yılda yaşamış insanlardan elde edilen 43 Y kromozomunun dizisini yayınlıyor. Analizleri, evrim boyunca bu Y kromozomunun hem boyutunda hem de yapısında büyük çeşitlilik olduğunu ortaya koyuyor. Araştırmacılar, diğer şeylerin yanı sıra, büyük dizi inversiyonlarını da tespit etti: ters çevrilen ve baş aşağı yerleştirilen DNA parçaları.
En küçük kromozomu çözmenin büyüklüğü
Y kromozomu hakkında daha fazla şey biliyor olmamız harika bir haber. Yaklaşık bir yıl önce, birçok hücredeki Y kromozomunun olağan kaybını erkeklerin kadınlara kıyasla daha kısa yaşam beklentisiyle ilişkilendiren başka bir bilimsel ilerlemeye tanık olduğumuzu hatırlamak yeterli. Ve genlerinde çok daha değerli bilgilerin saklı olduğu açıktır.
Bu iki yeni çalışmayla insan DNA’sına ilişkin bilgimiz önemli ölçüde arttı ve genomumuzdaki en küçük ama en karmaşık kromozom hakkında hâlâ ne kadar çok şey keşfetmemiz gerektiğini çözdü.
.
