Kalıtımımız hücre çekirdeğinde rastgele dağılmak yerine belli başlı “paketlerle” kromozom birimlerine ayrılmıştır. İnsanda DNA zincirleri, hücre bölünmesi sırasında katlanan ve 23 çift kromozom haline paketlenen 46 birim oluşturur. Her kromozom genlerimizin bir kısmını içerir. Hangi genlerin birlikte hangi kromozom üzerinde bulundukları hep aynıdır. Peki hayvanlarda durum nedir? Daha önceki DNA analizleri, bizim için tipik olan gen gruplarının, hayvanlarda da bir arada aynı kromozom üzerinde yer aldıklarını göstermişti. Genlerin kromozomlardaki sırası genelde farklıdır ve genlerin DNA dizilimi de farklılıklar gösterir. Ancak bu gen gruplarının belli kromozomlarda bir araya gelmesi, hücre bölünmesi ve özellikle mayoz bağlamındaki tüm rekombinasyonlara rağmen aynı görünüyordu.
Peki kromozomlardaki bu eşleşmeler nereye kadar gidiyor? Bunlar yalnızca akraba olan hayvanlarda mı ortaya çıkıyor yoksa organizmanın soy ağacının daha büyük bir kısına mı uzanıyor? Şimdiye dek bu kromozom sentezinin filogenetik boyutu belirsizliğini koruyordu, araştırmacılar bu yüzden ilk kez süngerler ve knidliler ve daha gelişkin canlılar olan tarak gibi iki tarafı simetrik olan hayvanların kromozom birimlerini sistematik olarak karşılaştırmışlar.
Ve sürpriz sonuç şöyle: Tüm bu hayvan gruplarının sahip olduğu genlerin kromozomlar üzerindeki dağılımı hemen hemen aynı. Kromozom bağlantıları süngerlerde, knidlilerde ve simetrili hayvanlarda (Bilateria) kalıcı olan 29 gen grubu bulduk diyor araştırmacılar. Bu farklı hayvan grupları yarım milyar yıldır birbirlerinden bağımsız olarak gelişmiş olmalarına rağmen, sinteniler (belli gruplarla bağlantılı genleri korunmuş bölgeler) şaşılası derecede benzer. Bu da şu anlama geliyor: Genlerin kromozomlar üzerindeki dağılımı tüm mutasyonlara ve rekombinasyonlara rağmen 600 milyon yılı aşkın bir süre istikrarlı kalmış. Hayvanların tek hücreli atalarında bile var olan ilkel bağlantıların kalıntıları bile bulunmuş. Buna göre yakalı kamçılılarda (Choanoflagellate) bile var olan on altı gen bloğu bulunuyor. Demek ki bunlar en az 800 milyon yıldır varlıklarını koruyorlar diyor araştırmacılar.
Analizlerden yola çıkan bilim insanları, bir kromozomdaki bir genin diğerine geçmesinin evrim sürecinde çok ender olduğunu ve bu oranın kırk milyonda bir meydana gelebileceği sonucuna varmışlar. Genlerin kromozomlarını, dolayısıyla da gruplarını değiştirmeye izin veren üç farklı mekanizma var. Örneğin kromozom kolları değiş tokuş edildiğinde olduğu gibi tüm kromozom parçaları uçlarda birleşebilir. İkinci bir olasılık da kromozomun ortası olan sentromerde bir grup genin eklenmesidir. Böyle bir “merkezi yerleştirme” daha önce yalnızca bazı bitkilerden biliniyordu. Üçüncü bir varyant olarak, genlerin aynı anda kaynaşmasıyla, kromozomların birleşmesi de mümkün görünüyor. Bu süreç daha önce tanımlanmamış olsa da, genetik karşılaştırmalar bu tür karışım süreçlerinin olması gerektiğini göstermektedir diyor araştırmacılar.
Fakat bilim insanları Kambriyen’den bu yana hayvanlar aleminin her soyunda, kromozom düzeyinde bu tür füzyonların çok az olduğunu fark etmişler. Bu da gen dağılımının bu kadar uzun süre nasıl bu kadar değişmeden kalabildiği sorusunu akla getiriyor. Bunun olası bir açıklaması, gen diziliminin rol oynaması olabilir, çünkü genelde kromozom çapında DNA dizileri ağlarını içerir. Araştırmacılara göre bu örtüşen etkileşimler, sentetik birimleri stabilize edebilir diyorlar.
Ancak araştırmacıların daha olası olduğuna inandıkları ikinci bir faktör, hücre bölünmesi süreci olan mayoz. Kromozom dizileri, kardeş hücrelere dağıtılır. Kromozomun parçaları kaynaşmışsa veya eklemeler nedeniyle gen sayısı eşit değilse. ortaya çıkan hücreler genellikle yaşayamaz ve genlerin bu “yeniden düzenlenmesi” gen havuzundan kaybolur. Bununla birlikte kromozomal gen bloklarının şaşırtıcı dayanıklılığının gerçek nedeninin bu olup olmadığı ve karışma mekanizmalarının evrimde oynadığı rolün ne olduğu henüz bilinmiyor. Bunun için daha fazla araştırmanın yapılması gerekiyor.
Nilgün Özbaşaran Dede
