Blog
DNA’nın Bir Son Kullanma Tarihi Var, Ama Proteinlerin Yok
Bir canlı öldüğü anda DNA’sı parçalanmaya başlar. Ortalama olarak her 521 yılda yarısı yok olur.
Zeynep Şoray - www.arkeofili.com
Antik proteinlerin analizi, DNA’nın bozulması nedeniyle kalan bilgi boşluklarını doldurarak insan evrimine dair önemli bilgiler sunuyor.
Araştırmacılar, eski insanlar hakkında daha fazla bilgi edinmek için bu tür dişlerdeki proteinleri analiz ediyorlar. C: Zdenek Skokan
Bir canlı öldüğü anda DNA’sı parçalanmaya başlar. Ortalama olarak her 521 yılda yarısı yok olur. Yaklaşık 6,8 milyon yıl sonra – en ideal korunma koşullarında bile (soğuk ve sabit ortamlarda) – anlamlı tüm izler tamamen silinir.
Bu, evrimsel geçmişimizi daha derinlemesine anlamak istediğimizde büyük bir sorun yaratıyor: İki ayak üzerinde yürüyen primatlar 7 milyon yıl önce Afrika’da ortaya çıktı, bizim cinsimiz (Homo) ise yaklaşık 2,6 milyon yıl önce sahneye çıktı. Ancak DNA, atalarımızın yaşadığı yerlerde çok hızlı bozuldu. Sonuç olarak, bizi benzersiz şekilde insan yapan pek çok temel uyum, antik DNA’nın okunamadığı bir döneme tarihleniyor.
Fakat yeni bir teknik, Afrika’da DNA’nın “son kullanma tarihini” aşarak atalarımıza dair uzun süredir cevaplanamayan sorulara yanıt veriyor. Bu yönteme paleoproteomik deniyor: DNA’dan daha uzun ömürlü olan antik proteinlerin incelenmesi.
“Proteinler milyonlarca yıl boyunca hayatta kalabilen uzun ömürlü biyomoleküllerdir” diyor Harvard Üniversitesi’nden biyomoleküler arkeolog Christina Warinner ve meslektaşları 2022 tarihli bir makalede. DNA, amino asitlerin yapımı için talimatlar içerir; amino asitler uzun zincirler halinde birleşerek proteinleri oluşturur. Proteinler DNA’ya kıyasla daha yavaş bozuldukları için, insan evrimini anlamada giderek daha değerli bir kaynak haline geliyorlar.
Arkeologlar ve DNA Devrimi
Arkeologların antik DNA’ya ilgisi özellikle 2010’da patladı. O yıl araştırmacılar Neandertal genomunun taslağını yayımlayarak, Neandertallerin birçok modern insanın atalarıyla çiftleştiğini doğruladılar. O zamandan bu yana bu teknik, Amerika ve Avustralya’ya ne zaman yerleşildiği, tarımın ne zaman icat edildiği ve diller ile kültürlerin nasıl yayılmış olabileceği gibi pek çok arkeolojik soruya yanıt vermek için kullanıldı.
Ancak yalnızca antik DNA’ya güvenmenin ciddi kısıtları var. Çok eski kemiklerden DNA çıkarma yöntemleri yıllar içinde oldukça gelişmiş olsa da, DNA güneş ışığı, sıcaklık ve nemin etkisiyle binyıllar boyunca küçük parçalara ayrılır. Bu yüzden, atalarımızın kemik ve dişlerinden DNA analizi yapmanın bir zaman sınırı var; bu da uzak geçmişimize dair öğrenebileceğimiz şeyleri kısıtlıyor.
Bu sorun Afrika’da daha da büyük – çünkü insan evriminin büyük kısmı burada gerçekleşti.
DNA zamanla parçalanır. C: Pixabay
“Afrika, evrimsel geçmişimizin merkezi ve şu an için Afrika’da 20.000 yıldan daha eski antik DNA’ya sahip değiliz” diyor Wellesley College’dan biyolojik antropolog Adam Van Arsdale. “Milyonlarca yıl önce Afrika’nın kalbinde atalarımızda biyolojik olarak neler olduğunu bilmek, insan evrimini anlama biçimimizi tamamen dönüştürürdü.”
Protein Analizinde Patlama
Proteinler antropologlar için heyecan verici bir hedef çünkü en eski DNA’dan bile daha uzun süre dayanabiliyorlar. Daha az atoma, daha az kimyasal bağa ve daha kompakt bir yapıya sahip oldukları için DNA’ya kıyasla daha az hassaslar.
İlk antik proteom (bir hücre, doku veya organizmada ifade edilen proteinlerin tamamı) 2012’de yayımlanan bir çalışmada, 43.000 yıllık bir yünlü mamut kemiğinden çıkarıldı. 2019’da araştırmacılar, o dönem için en eski memeli proteomunu duyurdular: 1,9 milyon yıllık, soyu tükenmiş bir primat akrabamız olan Gigantopithecus’un dişi. Ve 2025’te, bilim insanları bugüne kadarki en eski proteinleri, Kanada Arktik bölgesinde 21 milyondan fazla yıl önce yaşamış, gergedan benzeri soyu tükenmiş bir canlı olan Epiaceratherium’dan başarıyla çıkardılar.
Proteinleri tanımlama yöntemleri geliştikçe, antropologlar bu yöntemleri insan evrimine dair soruları yanıtlamak için kullanmaya başladı.
2020’de Nature dergisinde yayımlanan bir çalışmada, araştırmacılar Avrupa’da 800.000 yıl önce yaşamış soyu tükenmiş bir insan akrabası olan Homo antecessor’un diş minesindeki proteinleri analiz ettiler. Sonuçta Homo antecessor’un proteinlerinin Homo sapiens, Neandertaller ve Denisovalılar’dan farklı olduğu, dolayısıyla doğrudan atamız değil, evrim ağacımızda ayrı bir dal olduğu ortaya çıktı.
2024 Nisan’ında Science dergisinde yayımlanan başka bir çalışmada ise, proteomik analiz sayesinde 2000’lerin başında Tayvan kıyısında bulunan gizemli bir çene kemiğinin Denisovalılarla ilişkili olduğu belirlendi. Daha önce paleoantropologlar Denisovalıların bu bölgede yaşayıp yaşamadığını bilmiyordu. Analiz ayrıca, sıcak ve nemli bölgelerden çıkan fosillerdeki proteinlerin de tespit edilebileceğini gösterdi.
Neandertal kemiklerinin DNA analizi ancak belirli bir noktaya kadar yapılabilir çünkü DNA zamanla bozulur. C: Wikimedia Commons
Afrika’daki Köklerimiz
Paleoproteomik, uzak evrimimizi çözümlemede çok daha dönüştürücü olabilir. DNA çalışmalarının neredeyse imkânsız olduğu Afrika’daki fosil kemik ve dişlere dair iki yeni araştırma, yöntemin potansiyelini ortaya koyuyor.
İlk çalışma, Mayıs ayında Science dergisinde yayımlandı. Arkeologlar, Paranthropus robustus türüne ait dört bireyin dişlerinden antik proteinler elde etti. Bu insan akrabası 1,8 ila 1,2 milyon yıl önce yaşamıştı. Araştırmacılar, bu bireylerin ikisinin erkek, ikisinin kadın olduğunu gösterdi. Ancak şaşırtıcı bir şekilde, erkek olduğu düşünülen bir bireyin aslında kadın olduğu ortaya çıktı. Bu durum, daha önce bilinen türlerden birine ait olarak sınıflandırılan bazı kafataslarının aslında farklı gruplara ya da yeni keşfedilecek türlere ait olabileceğini düşündürüyor.
İkinci çalışma, Şubat ayında South African Journal of Science dergisinde yayımlandı. Araştırmacılar, 3,5 milyon yıl önce Güney Afrika’da yaşamış olan bir insan akrabası Australopithecus africanus’un diş minesinden proteom elde ettiler. Bu kez sadece biyolojik cinsiyet tespit edilebildi; ancak araştırmacılar, “bunların insan evrimini anlama biçimimizi devrimleştirmeye aday son derece heyecan verici gelişmeler” olduğunu yazdılar.
“Bu analizlerden biri, atalarımızın erkekleri ile kadınlarının boyut veya özellik bakımından ne kadar farklı olduğunu ortaya koyabilir” diyor Cape Town Üniversitesi’nden biyolojik antropolog Rebecca Ackermann. Örneğin protein ve cinsiyet analizi, daha önce aynı türün erkek ve dişileri olarak yorumlanan bazı kemiklerin aslında aynı cinsiyetten fakat farklı soy hatlarına ait bireyler olduğunu gösterebilir.
Geleceğin Sınırları
Ackermann, bu proteinler arasındaki farklılıkların analizinin, atalarımızın ve akrabalarımızın birbirleriyle nasıl ilişkili olduğunu anlamak için yeterince yüksek çözünürlük sağlamadığını söylüyor. Örneğin, milyonlarca yıl önce Doğu Afrika’da birden fazla iki ayaklı primat türü aynı dönemde yaşamıştı, ancak bunların birbirleriyle çiftleşip verimli melezler oluşturup oluşturamayacakları yalnızca kemiklerinden anlaşılamıyor.
Peki antik proteinler bir gün bu soruya yanıt verebilir mi? Ackermann, teknolojinin paleoproteomik yöntemini daha da ilerletip yakın akraba gruplar arasındaki evrimsel ilişkileri açıklığa kavuşturabileceğine temkinli bir iyimserlikle yaklaşıyor:
“Daha fazla şey söyleyebilir miyiz, melezleşme hakkında konuşabilir miyiz, bu gerçekten iyi bir soru” diyor. Yine de Ackermann’a göre kemik ve diş minesi proteomları, hiçbir zaman genomların yaptığı gibi aynı türden yakın akrabaları ayırt etmeye yetecek kadar ayrıntılı olmayabilir.
Bununla birlikte, teknikler bir gün milyonlarca yıllık dokulardan protein çıkarmaya yetecek kadar gelişebilir.
İnsanların ürettiği proteinlerin büyük çoğunluğu – “karanlık proteom” da dâhil olmak üzere – henüz analiz edilmedi. Bu da onların işlevleri hakkında çok az şey bildiğimiz anlamına geliyor, diye yazıyor Warinner ve meslektaşları.
“Önümüzdeki 20 yıl, bu analitik gücü geçmişe dair uzun süredir devam eden soruları yanıtlamak ve eski problemlere yeni çözümler üretmek için kullanmaya başladıkça mutlaka birçok sürpriz barındıracak” diye ekliyorlar.
Live Science. 14 Ağustos 2025.
Bu yazı hakkında yorum bulunamamıştır. İlk yorumu siz ekleyebilirsiniz >