Arsenik bakteri DNA’sına bağlanabilir mi?

2011'de, Science'de yayınlanan bir makalede Mono Gölü, Kaliforniya, ABD'deki bir bakteri türünün yalnızca arseniğe karşı tolerans göstermediği, aynı zamanda DNA'sına da eklediği haberi yer aldı. Bu yayına pek çok eleştiri oldu, çoğu bilim adamı, oluşan arsenat bileşiklerinin suda dayanıksız olacağını söyledi. Şimdi, ABD ve Çin'deki araştırmacılara göre arsenikli DNA'nın düşünüldüğünden daha kararlı olabilir.

Jiande Gu ve Jerzy Leszczynski ve Jackson Eyalet Üniversitesi ve Çin Bilimler Akademisi'ndeki meslektaşları, DNA'nın baz çiftlenmiş yapısının şu andaki arsenat modellerine göre hidrolize karşı arsenatın dayanıklılığını artırabileceğini kanıtlayan bir hesapsal çalışma yürüttü. Leszczynski, şöyle konuştu: “Ancak, çalışmamıza göre aynı zamanda arsenikli DNA (As-DNA), hidroliz şartları düşünüldüğ zaman normal DNA'dan hâlâ daha az kararlı”. “Normal” DNA'da fosfodiester bağları ile bağlanan şeker ve fosfat gruplarından oluşan bir iskelet yapısı var. Arsenik geldiğinde ve As-DNA oluştuğunda fosforun yerini arsenik alıyor.

Leszczynski, şöyle devam ediyor: “Araştırdığımız model sistem dinükleozid-arsenat-deoksiguanilil-3',5'-deoksiguanozin (dGAsdG) olup tek bir DNA sarmalının bütün hayati karakteristik özelliklerini kapsıyor”. “Önceki teorik çalışmalar arsenat esterlerine dayanıyordu ve güvenilir bir DNA birimi yoktu, ve hayati önemde olan baz eşleşmesi ve sarmal içi hidrojen bağı etkileşimlerini içermiyordu”. Leszczynski, “Bu etkileşimler, prosesin enerji bariyerlerini artırabilir ve As-DNA'daki arsenat diesterin hidrolizi sırasında üçgen bipiramit yapıdaki arsenatın oluşumunu sağlayabilir” diyor.

DNA with arsenic replacing phosphorus in the backbone

İskelet yapısındaki fosforun yerine arseniğin geçtiği As-DNA yapısı 

Ancak, Sheffield Üniversitesi (Birleşik Krallık) mensubu ve fosfat ester hidrolizi konusunda uzman olan Nicholas Williams'a göre duruma şöyle bakmak gerekiyor: “İkincil yapıya göre burada tanımlanmış olan farklılıklar, reaktivitedeki değişim fosfor ve arseniğin reaktivitesindeki içsel farklılıklar nedeniyle çok küçük kalıyor”. “DNA'da fosfor yerine arsenik koymak istendiğinde ortaya çıkan temel sorun bu – arsenik esterleri ciddi ölçüde daha reaktif ve bu nedenle arseniğin kararlı bir DNA yapısına ciddi olarak eklenebilmesi için ortaya çıkan farklılıkların çok büyük olması gerekirdi”.

İsveç'teki Uppsala Üniversitesi'nde moleküler biyoloji uzmanı olarak çalışan Lynn Kamerlin de aynı fikirde. Yapısal özelliklerden yola çıkıp enerji değerlerini düşünmeye başlamak doğru yönde bir adım ise de, çalışma deneysel verilere karşı doğrulanmış değil. Kamerlin, “Yazarlara doğruyu söylemek gerekirse, doğrulama için kullanılacak çok az deneysel veri olması bu işi hiç kolay kılmıyor” diyor.

Leszczynski şöyle diyor: “Şimdi sarmal içi hidrojen bağlanmasının As-DNA'nın hidroliz kararlılığına nasıl etki edeceğini araştırıyoruz. Sonuçlarımız, As-DNA'nın olası modifikasyonlarına ait bazı ayrıntılar sunabilir ve kararlılık artabilir. Bu da kesinlikle yapının sentezine doğru deneysel bir yarış başlatır”.

Aktaran: Elinor Richards

Kaynaklar

http://www.rsc.org/chemistryworld/News/2012/February/arsenic-in-dna.asp

J Wang, J Gu and J Leszczynski, Chem. Commun., 2012, DOI: 10.1039/c2cc16600c

+ Yorum bulunmuyor

Yorum yap