Takip Edin

Biyoloji

TARDİGRADLAR VE RADYASYON DİRENCİ

Yayınlanma tarihi

-

OKUMA ZAMANI: 4 dakika

Bu yazımızda tardigradlar ve radyasyon direnci hakkında bilgi sahibi olacağız. Tardigradlar sekiz bacaklı mikroskobik birer canlıdır. Aynı zamanda “su ayısı” ve “yosun domuzcukları” olarak da bilinirler. Gözle görülemiyor olmasına rağmen çok dayanıklıdırlar. Bu su ayıları sadece 300 ila 700 mikrometre boyundadır. Yani metreden 10-6 kat daha küçüktürler. Vücudu tırtıla benzeyen ama sekiz bacağı bulunan su ayılarının O harfi şeklinde ağızları var. Genelde suda ya da yosunların üzerinde yaşayan su ayılarının temel besin kaynağı ise kendilerinden de küçük olan ve rotifer olarak adlandırılan mikro organizmalardır. Bu su ayılarının yaklaşık 520 milyon ila 100 milyon yıldır yaşadığı düşünülmektedir. 

Su ayıları koşullar kötüleştiğinde kuruyarak vücutlarını yeniden ayarlıyor ve biyolojik işlevlerini geçici olarak yıllar boyu durdurabiliyor. 

1300 bilinen türü olan bu mikroskobik yaratıklar (0.3-0.5 milimetre uzunluğundalar) dondurucu derecelerde, oksijensiz ortamlarda, yüksek basınç koşullarında, uzay boşluğunda, kaynatıldıklarında ve kozmik radyasyona maruz kaldıklarında yaşamlarını sürdürebiliyor.

 

Tardigradlar ve radyasyon direnci;

Tardigradlar ve radyasyon direnci konusuna baktığımızda çok yüksek oranlardaki radyasyona da kafa tutabiliyorlar. Öyle ki, dünya üzerindeki yaşayan canlıların hemen hemen hepsi böylesine yüksek miktardaki radyasyona dayanamazlar.

Tardigradlar ve bu radyasyon direnci nin  nedeni, DNA’yı bir şekilde radyasyonun verdiği hasardan koruyabilen, zaman içerisinde geliştirdikleri ilginç bir koruyucu proteinden kaynaklanmakta. Damage Supressor’un (anlamı: hasar baskılayıcı) kısaltması olan Dsup adındaki bu protein, DNA’yı fiziksel olarak sarıp, hasara karşı etrafında bir koza örüyor ve bunu da DNA’nın normal işlevlerini bozmadan yerine getiriyor. Belki de reaktif oksijen türleri adı verilen, DNA’ya hasar veren çeşitli ajanları da temizlemeye yardım ediyor olabilir.

Araştırmalar, tardigradların bir insandan yaklaşık 1.000 kat daha fazla radyasyona dayanabildiğini göstermiştir.  Hem aktif (hidratlı) hem de tun (kurutulmuş) durumlarda radyasyona maruz kalmanın hasarına karşı direnirler, araştırmalar biraz şaşırtıcıdır çünkü iyonlaştırıcı radyasyonun dolaylı etkilerinin su varlığında çok daha yüksek olması beklenir.  Yine de, uyum içinde olması daha fazla koruma sağlıyor gibi görünüyor.

Tardigradlar yalnızca yoğun radyasyona dayanmakla kalmadı; Ayrıca radyasyona maruz kaldıktan sonra sağlıklı yavrular üretmeye devam ettiler. Araştırmacılar bunun, tardigradların hem DNA hasarının birikmesini önleme hem de yapılan hasarı etkili bir şekilde onarma yeteneklerinden kaynaklandığına inanıyor.  Yine de, bazı uzay deneylerinin gösterdiği gibi, tardigradların bile ne kadar radyasyon alabilecekleri konusunda bir sınırı vardır.

Kunieda’ya göre; genetik mühendislik kullanarak Dsup genlerini hayvanlara aktarmak, radyasyona karşı dirençlerini yükseltebilir ama yine de bunu tüm hayvanlara uygulamak, laboratuvarda hücre kültürlerine uygulamaktan çok daha uğraştırıcı olabilirdi. Dsup kültürdeki insan hücrelerinin radyasyon toleransını artırdığı için, hayvan bireylerinde de radyasyon toleransını artırabilir. Bunun uzak gelecekteki uygulamaları, sağlıklı insan hücrelerini kanser tedavisinden veya kozmik ışınlardan korumak olabilir.

Fakat teorik olarak Dsup üreten hayvanlarda daha fazla sayıda hücrenin hayatta kalması, hayvanın bütünüyle hayatta kalacağını garanti etmiyor, çünkü hayati önemdeki hücrelerin ve organların bir kısmı, gelişmiş DNA korumasına rağmen kaybedilmiş olabilir.

 

Tardigradlar ve bu radyasyon direnci

 

2015 yılında yapılan bir çalışma;

Tardigradların koruyucu protein genlerinin çoğuyla birlikte genlerinin altıda birini, yatay gen transferi denilen bir işlem sayesinde bakterilerden ve diğer organizmalardan aşırmış oldukları sonucuna varmıştı.

Bunu nasıl yapmış olabilecekleri pek açık değil, fakat biliyoruz ki; kurutulduklarında DNA’ları küçük parçalara ayrılıyor ve yeniden sulandırıldıklarında çekirdekleri sızdırabilir bir hale geliyor, belki de bu sayede yabancı DNA’ların girişine izin vererek, su ayılarının kendi genleriyle karışabilmesine olanak sağlıyorlar.

Yatay gen transferinin ara sıra gerçekleştiğini biliyoruz, fakat çoğu durumda organizmanın genlerinin % 1’den daha azı bu işlemde yer alıyor. Eğer tardigradlar diğer organizmalardan bu denli büyük miktarda DNA’yı gerçekten çalabiliyorlarsa, bu evrim ve genetik materyalin kalıtımı hakkındaki düşüncelerimizi değiştirebilir: hayat ağacı, dallar arasında gen değiş tokuşunun meydana geldiği bir ağa dönüşür.

Fakat bu kanıtlar hakkında 2016 yılının başlarında kuşkular öne sürüldü. Yabancı olduğu sanılan DNA’lar, örnek kirliliğinin bir sonucu olarak oluşmuş olabilir. Bunun yerine beklenildiği gibi, tardigradların sadece yüzde 1 civarında yabancı genlere sahip olabileceği düşünülüyor.

Kunieda ve ekibi, reaktif oksijen türlerini temizleyen enzimleri üreten genler gibi çeşitli koruyucu genlerin dışarıdan alınmış olmasına rağmen, çoğu genlerin ‘ev imalatı’ olduğunu da buldular.

Edinburgh Üniversitesi’nden Mark Blaxter, “Bu keşif, tardigradların olağanüstü hayatta kalabilme becerilerini, büyük miktarda diğer türlerin genlerinden aldıkları fikrini saf dışı bırakıyor.” diye aktarıyor.

 

Tardigradlar hakkında şaşırtıcı gerçekler;

Tardigradlar ve radyasyon direnci konusuna baktığımıza göre başka ne hünerleri onu dünyanın en dayanıklısı yapıyor bir bakalım.

Kış uykusu;

Tardigradlar hem tatlı su hem de tuzlu suda yaşıyor. Ekvatordan kutuplara kadar neredeyse her yerde bulunuyorlar. 8 bacaklı bu canlının aktif halde kalması için suya ihtiyacı var. Kış uykusuna yattıklarındaysa bacak ve kafalarını içeri çekerek kurumaya başlıyorlar. 

Aşırı uzun sürelere varabilen bu kış uykusu o kadar etkili ki bu canlı dünya genelindeki 5 kitlesel yokoluştan kurtulmayı başardı. 2017’de yapılan bir araştıma tardigradları yok edebilmenin tek yolunun dünyadaki tüm okyanusları kaynatmak olduğunu ortaya koymuştu.

Yüksek basınç;

Bazı tardigradlar, 600 megapaskal (MPa) kadar yüksek basınçla başa çıkabilir.  Bu, yaklaşık 6.000 atmosfer veya Dünya atmosferinin deniz seviyesindeki basıncının 6.000 katıdır ve gezegenin en derin okyanus çukurlarında bulunan basınçtan yaklaşık altı kat daha yüksektir. Bunun yarısı kadar basınç olan 300 MPa bile çoğu çok hücreli yaşamı ve bakteriyi öldürebilir.

Uzayda hayatta kalmak;

İki tardigrad türü, 2007’de FOTON-M3 misyonunda alçak Dünya yörüngesine uçtu ve uzaya doğrudan maruz kalmadan hayatta kaldığı bilinen ilk hayvanlar oldu.

12 günlük görev, her grubun bir kısmını uzay boşluğuna, radyasyona veya her ikisine birden maruz bırakan aktif ve kurumuş tardigratları içeriyordu. Boşluğa maruz kalmak her iki tür için de sorun değildi ve yerçekimi eksikliğinin de çok az etkisi oldu. Bazı tardigradlar görev sırasında yumurta bile bıraktı.

Muhtemelen bizden daha fazla yaşayacaklar;

Tardigradlar en az yarım milyar yıl öncesine dayanıyor ve şimdiden en az beş kitlesel yok oluştan sağ çıktılar. Aşırı sıcaklıklara, basınca, radyasyona, dehidrasyona ve açlığa toleransları hakkında bildiklerimizle birleştiğinde, yaklaşan herhangi bir küresel felaketten kurtulmak için bizden daha donanımlı görünüyorlar. Bu saydıklarımız onların bizden daha fazla yaşayacağının göstergesidir diye düşünüyoruz.

KAYNAKÇA

https://www.treehugger.com/tardigrade-facts-5075769

https://www.newscientist.com/article/2106468-worlds-hardiest-animal-has-evolved-radiation-shield-for-its-dna

https://bilimfili.com/dunyanin-en-dayanikli-canlisi-dnasi-icin-radyasyon-kalkani-evrimlestirdı.

Yorum Yaz

Yorum Yaz

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir