Sənin DNA-n heç vaxt sıfırdan yaradılmayıb.

DNA-nı nəsildən-nəslə ötürülən, 4 milyard il əvvələ gedən bir resept kimi düşün. Düzəlişlər olsa da, həmişə mövcud olan genetik materialdan surət götürülüb.

Bu müddət ərzində əsas prinsip belə olub: DNA yaratmaq üçün nüsxə götürüləcək mövcud genetik material tələb olunur.

Amma alimlər indi bu qaydanı pozan zülal kəşf ediblər.

İndiyədək bilinməmiş mexanizm

Stanford Universitetindən biokimyaçı, tədqiqatın rəhbəri Aleks Qao DW-yə bildirib: "Bu, böyük sürpriz oldu!"

Onun komandası bakteriyaların viruslardan qorunma mexanizmini araşdırarkən Drt3b adlı zülalı aşkar edib. Bu zülal mövcud genetik material olmadan DNA yaradır, öz formasını qəlib kimi istifadə edib doğru tikinti bloklarını yerləşdirir.

“Cryo-EM strukturunu görənədək buna inanmadıq [...]. Bu, bizim üçün hər şeyi açan an oldu,” - o bildirib. Cryo-EM molekulları atom səviyyəsində təsvir edən mikroskopiya üsuludur.

Tədqiqatın nəticələri apreldə "Science" jurnalında dərc olunub.

Mexanizmin iş prinsipi

Qao-nun komandası Drt3 sistemini iki mərhələdə araşdırıb.

DNA ikiqat zəncirdəndir: bunu fermuara bənzətmək olar, iki tərəfi bir-birinə bağlanır.

Bir tərəf tanış üsulla qurulur — Drt3a adlı zülal kiçik genetik material parçasını şablon kimi istifadə edib bir zəncir yaradır.

Digər tərəfdə Drt3b adlı zülal şablonsuz işləyir. Onun öz strukturu istiqamətverici olur, doğru nüklotid bloklarını tək-tək bağlayaraq zənciri tamamlayır. Bu, əvvəllər mümkün hesab edilmirdi.

Digər zülallar bənzər iş görüb, amma yalnız qısa fraqmentlər üzrə. Drt3b isə uzun və spesifik ardıcıllıqla DNA zənciri yaradan ilk məlum zülaldır.

Əhəmiyyəti

Harvard Tibb Məktəbindən biokimyaçı Filip Kranzuş tədqiqatı "önəmli nailiyyət" adlandırıb.

Alimlər DNA-nı 1950-ci illərdən öyrənsələr də, bakteriyalar uzun müddət ərzində mümkün olmayanı ediblər. Bu yeni suallara yol açır: Başqa nəyi görmürük?

Praktiki tərəfi də var. Əgər Drt3b mühəndislik yolu ilə başqa DNA ardıcıllıqları yaratmaq üçün proqramlana bilsə, şablonsuz fərdi DNA molekullarının yaradılmasında alət ola bilər.

Amma hələ ki buna nail olunmayıb. Kopenhagendə Mikroblar Bölməsindən köməkçi professor Rafael Pinilla-Redondo DW-yə deyib: "Drt3b-nin funksiyasının proqramlaşdırılıb-proqramlaşdırılmayacağını və faydalı məqsədlə istifadə ediləcəyini hələ bilmirik."

Biologiya qaydaları pozulurmu?

Tədqiqat "biologiyanın mərkəzi doktrini" müzakirəsini ortaya qoyub. Bu doktrin genetik informasiyanın DNA-dan RNA-ya, RNA-dan zülala keçdiyini, zülaldan DNA-ya isə keçmədiyini söyləyir.

Əgər zülal DNA ardıcıllığı yaza bilirsə, bu doktrini pozur?

Pinilla-Redondo deyib: "Mərkəzi doktrinin pozulduğunu deməzdim." Tədqiqat göstərir ki, müəyyən kontekstdə zülal qısa, təkrarlanan DNA framentləri yaradır, ümumi mənada zülallar genetik kodu yenidən yazmır. "Əsas sürpriz biologiya qaydalarının pozulması deyil. Sürpriz ondan ibarətdir ki, təbiət DNA molekulunu yaratmaq üçün gözlənilməz yol tapıb."

DNA-nın məqsədi nədir?

Alimlər bu barədə hələ tam əmin deyillər.

Əsas fərziyyə odur ki, DNA molekulyar süngər funksiyasını yerinə yetirir — virusun vacib komponentlərini udub neytrallaşdırır. Lakin Qao bu fərziyyəyə tam inanmır: "Bu, indiki əsas fərziyyəmizdir, amma alternativ modellərə açığıq."

Pinilla-Redondo da mexanizmin hələ tam başa düşülmədiyini deyir: "DNA dəyirman, siqnal, dayaq, yoxsa zəhərli molekuldur? Bu, əsas sirrdir."

Yeni CRISPR olacaq?

CRISPR molekulyar qayçı kimi fəaliyyət göstərərək DNA-nı dəqiq kəsməyə və redaktə etməyə imkan verir. 2023-cü ildə xalesit anemiya xəstəliyinin müalicəsi üçün ilk təsdiqlənmiş gen terapiyası tətbiq olunub.

Qao deyir ki, DRT3 üçün belə inqilabi tətbiqlər hələ tezdir. "CRISPR bir dəfə baş verən kəşf olub və biotexnologiyanı inqilaba uğradıb. DRT3-ün tətbiqlərini proqnozlaşdırmaq hələ tezdir, amma DNA sintezi mexanizmlərinin başa düşülməsində DRT3-ə böyük ümid bəsləyirik."

Mikrobioloji qaranlıq sahəyə baxış

Pinilla-Redondo bildirir ki, bakterial immunitet sistemi sürətli inkişaf mərhələsindədir. Dünya üzrə tədqiqatlar müxtəlif müdafiə mexanizmlərini aşkar edir.

Qao-nun komandası üçün bu kəşf son deyil, başlanğıcdır. Bakteriyalar viruslara qarşı milyardlarla ildə inkişaf etdirdikləri üsullarla hələ yeni kəşflərə imkan yaradır. "Bu, mikrob 'qaranlıq maddəsində' hələ kəşf edilməmiş böyük bioloji potensialın olduğunu göstərir," – o yekunlaşdırır.