1978’de Walter Gilbert, bir genin RNA’ya çevrildikten sonra kırpılarak atılan (intron) ve alternatif olarak protein ürünü veren (ekzon) kısımlarını birbirinden ayırarak tanımlamıştır ( İntron: gen içi bölge/ intragenic regions); ekzon: ifade edilen bölge/ expressing regions).

Farklı genlerin farklı fonksiyonel altbirimlerini temsil eden ekzonlar biraraya gelerek yeni kombinasyonlar meydana getirebilmektedir. Bu  kimerik yapılara ilk örnek, düşük yoğunluktaki lipoprotein (LDL) reseptör genidir. Protein veritabanları incelendiğinde omurgalılarda, omurgasızlarda hatta bitkilerde bu mekanizmayla ortaya çıkmış  çeşitli genler olduğu belirlenmiştir.

Temel olarak ekzonların farklı genomik bölgelere girişi rekombinasyonla gerçekleşmektedir. Bu tipte bir rekombinasyonda birbiriyle çok az yada hiç benzerlik göstermeyen DNA dizileri arasında parça değişimi olmaktadır.

Animg_0268cak uzun zamandır ekzonların rekombinasyonla bir bölgeye nasıl girdikleri bilinmiyordu. Bu tip genomik hareketlerin temeli üzerinde çalışan bir grup ilginç bir sonuca ulaştı. Bu çalışma hamsterlerdeki alfa-kristalin geni üzerindeydi. Bilindiği gibi alfa-kristalin proteinleri göz lensinde bulunur ve ışığı kırarak görüş sağlar. Bu gen laboratuvar şartlarında farenin kas hücre hattına transfeksiyonla aktarıldı. Transfer olan genin ikilendiği (duplikasyonla kopya sayısını artırdığı) ve bir başka genin içine girdiği belirlendi. Araştırmacılar bu rekombinasyonun iki alfa-kristalin geninin farklı parçalarındaki CCCAT dizileri arasında olduğunu belirlediler. CCCAT dizisinde topoizomeraz I enzimi tarafından oluşturulan kırık, bir “hatalı” rekombinasyona yol açmıştı. İlk olarak bu saptama (yani CCCAT) dizilerinin rolü önemliydi.

Ancak, bu tür bir rekombinasyonun genel olarak düşük sıklıkta oluşabileceği gerçeği, bu mekanizmayı destekleyecek başka nedenleri araştırmaya yöneltti. Gerçekten de rekombinasyona yol açan bir diğer unsur daha vardı: LINE elementleri.

LINE-1 (L1) bir çeşit transpozabl elementdir (Long interspersed nucleotide elements) yani “hareketlidir”. L1 ters yazılarak (reverse transcription) memeli genomunda hareket edebilen bir retrotranspozondur. Dolayısıyla, L1’e bitişik olan genomik bölgeler onunla birlikte ters yazılarak yeni bölgelere giriş yapabilirler.

Teorik olarak, L1’in pozisyonuna göre tüm bir gen veya ekzon bu diziyle beraber taşınabilir ve yeni bir bölgedeki ekzon ile rekombinasyon geçirebilir. L1 elementleri genomda yaklaşık %15 oranında bulunmaktadır. Dolayısıyla bu yüksek oran ekzon birleşmeleri için önemli bir kaynak oluşturuyor olabilir. Ekzonların bu şekildeki genomik hareketleri yeni genlerin oluşumunda ne kadar etkilidir? Yanıt: Yüzlerce protein ailesinin bu yolla oluştuğuna dair tahminler var (!). Özellikle, intron pozisyonları değerlendirilerek, bunların gen içi bölgelerdeki “rastgele olmayan” dağılımları ekzon birleşmelerini tanımlada kolaylık sağlar.

Advertisements