Moleküler biyoloji alanında yapılan yeni bir keşif, genetik bilginin nasıl oluştuğuna dair onlarca yıllık bilimsel kabulleri yeniden gündeme taşıdı. Araştırmacılar, “DRT7” adı verilen bakteriyel bir protein sisteminin, herhangi bir DNA veya RNA şablonuna ihtiyaç duymadan DNA sentezleyebildiğini ortaya koydu. Bulgular, biyolojinin temel ilkelerinden biri olarak kabul edilen “Merkezi Dogma” anlayışının sanıldığından daha esnek olabileceğine işaret ediyor.
Bilim dünyasında uzun yıllardır kabul edilen modele göre genetik bilgi DNA’dan RNA’ya, oradan da proteine aktarılıyor. DNA sentezi sırasında ise yeni zincirin oluşabilmesi için mevcut bir DNA ya da RNA dizisinin “şablon” olarak kullanılması gerekiyor. Ancak son dönemde keşfedilen “Defense-associated reverse transcriptases” (DRT) sistemleri, bu mekanizmanın istisnalara sahip olabileceğini gösteriyor.
Araştırmacılar tarafından incelenen DRT7 sistemi, bakterilerin virüslere karşı geliştirdiği savunma mekanizmalarından biri olarak tanımlanıyor. Çalışmaya göre DRT7, klasik biyolojik süreçlerden farklı biçimde çalışarak protein yapısını doğrudan DNA sentezinin “kılavuzu” haline getiriyor. Böylece sistem, geleneksel nükleik asit şablonuna ihtiyaç duymadan belirli DNA dizilerini üretebiliyor.
Çalışmada cryo-EM görüntüleme teknikleri kullanılarak DRT7’nin moleküler yapısı detaylı biçimde incelendi. Bulgulara göre protein, önce poly(T) dizileri oluşturuyor, ardından bunları kullanarak poly(A) uzantıları üretiyor ve süreç tekrar ederek uzun DNA yapıları meydana getiriyor. Araştırmacılar bu mekanizmayı “protein-templated DNA synthesis” yani “protein şablonlu DNA sentezi” olarak tanımlıyor.
Bilim insanları, DRT7 keşfinin kısa süre önce Science dergisinde yayımlanan DRT3 araştırmasının ardından geldiğine dikkat çekiyor. Stanford Üniversitesi merkezli çalışmada DRT3 sisteminin de protein yapısını kullanarak DNA sentezleyebildiği gösterilmişti. Böylece birbirinden farklı iki biyolojik sistemin benzer şekilde çalıştığının anlaşılması, bu mekanizmanın istisnai bir hata değil, yeni bir biyolojik yol olabileceği ihtimalini güçlendirdi.
Uzmanlar, söz konusu keşfin “biyolojinin tüm kuralları çöktü” anlamına gelmediğini vurgulasa da, genetik kalıtım ve DNA üretimi konusundaki mevcut anlayışın yeniden değerlendirilebileceğini belirtiyor. Özellikle sentetik biyoloji, gen mühendisliği ve biyoteknoloji alanlarında bu sistemlerin gelecekte yeni teknolojilerin temelini oluşturabileceği ifade ediliyor.