Bitkiler Hafızalarını Nasıl Silerler?

 Bitkiler Hafızalarını Nasıl Silerler?

Shutterstock – HDR tune by Universal-Sci

Bitkiler, çevre koşulları hakkında gerekli bilgileri depolama özelliğine sahiptirler. Bilim insanları, bitkilerin tohum ürettikten sonra neden hafızalarını sildikleri hakkında bilgi sahibi olmak için araştırmalarını sürdürüyorlar. Yapılan bu araştırmada, bitkilerin çiçeklenmeye kadar hafızalarını koruyup tohum üretiminde hafızalarını nasıl sildikleri detaylı olarak incelenerek hafıza silmenin gerçekten mümkün olup olmadığı ortaya çıkarılmıştır.

Bitkilerin epigenetik hafızaya sahip oldukları uzun süredir biliniyor. Bu epigenetik hafıza, bitkilerin kış aylarında doğru ve uygun zamanda çiçek açmalarını sağlayacak soğuk havaların uzunluğunu bilme gibi daha önceki temel çevre koşullarının bilgisini belleklerinde taşımalarını sağlıyor. Bu bilgilerin tohum üretiminden sonra silinmesi, erken çiçek açılmasının önlenmesi için önemlidir.

Bitkilerin hafızası insanların hafızasından oldukça farklıdır. Bitkilerin hafızası, histonlar olarak bilinen özelleştirilmiş proteinlerin değiştirilmesiyle oluşur. Histon proteinleri, DNA’yı paketlemek ve bilgiye ulaşmak için kullanılır. H3K27me3 olarak adlandırılan histon değişikliği, çalışmıyor durumda olan genleri işaretler. Soğuk hava çevre koşullarında histon değişikliği, H3K27me3 proteinin çiçeklenmeyi düzenleyen genlerde toplanmasına neden olur.

Geçmiş araştırmalardan edilen bilgi doğrultusunda, eski çevre koşullarından elde edilen bilgiye göre bitkilerin uygun zamanda çiçek açabilmesini sağlamak amacıyla bilginin hatırlandığını ve H3K27me3’ün bir hücreden bitkinin diğer hücrelerine doğrudan transfer edildiği biliniyor. Ancak, tohumların çok önceden üretilmemesi için bitkinin bu önceki zamandan elde ettiği bilgiyi görmezden gelmesi gerektiği fark edildi. Calouste Gulbenkian Vakfı’nda araştırmasını sürdüren bilim insanları, H3K27me3 bir hücreden bir hücreye kararlı bir şekilde transfer edilirken bitkilerin sahip oldukları bu hafızayı nasıl sildikleri sorusunu ortaya attı.

Araştırmacılardan biri olan Jörg Becker ve araştırma grubu, polen içerisindeki histon proteinlerini analiz ettiklerini açıkladılar. Araştırmacılar ilk olarak, hafıza silinme mekanizmasını oluşturan etmenlerden birinin gömülü spermin yapısı olabileceği hipotezini ortaya attılar. Daha sonra “epigenetik sıfırlama” olarak adlandırılan bir mekanizmayı keşfettiler ve bu mekanizmanın bir bilgisayarın sabit diskindeki bilgileri silme ve yeniden biçimlendirmeye benzer bir yapılandırma olarak ilerlediğini açıkladılar.

Araştırma grubunun şaşkınlıkla keşfettiği bir diğer olay ise, gömülü spermler içerisinde H3K27me3 protein değişikliğinin bulunmadığı oldu. Spermin aynı zamanda bu H3K27me3 proteinini taşınmamasını sağlayan başka bir protein bulundurduğunu da keşfettiler. Bu modifikasyonun sadece çiçeklenmeyi sağlayan yüzlerce gen için değil, aynı zamanda bitki yumurtasıyla spermin birleşmesini sağlayan polenler gibi temel döllenme fonksiyonlarının oluşumunda da görüldüğü ortaya çıktı.

Makalenin baş yazarı olan Dr. Borg’a göre, ekolojik açıdan bakıldığında bitkilerin bu modifikasyonu çok da şaşırtıcı değil. Polen uzak mesafelere, arı, rüzgar ve çokça farklı metodla taşınabilmekte. H3K27me3 tarafından taşınan “hafızanın” çoğu çevresel uyumla bağlantılı olsa da, tohumların babalarının yaşadığı ortamdan elde edilen bilgileri silmeleri ve büyük olasılıkla annenin barındığı ortamda yaşayacakları için annelerinden elde ettikleri hafızayı tutmaları adaptasyon için önemli bir adım.

Bu keşif, özelleştirilmiş histon proteinlerinin tekrar programlamaya ve yalnızca bir epigenetik işareti silerken diğer hücrelerin nasıl dokunmadan kalabildiğini anlamak için önemli bir keşif olarak görülüyor. Araştırmacılar, bu ‘sıfırlama’ mekanizmasının sadece bitkiler için değil, diğer organizmalar için de geçerli olabileceğini düşünüyorlar.

 

Kaynak: How do plants erase their ‘memory’?

Ilgen Cetin

İlginizi Çekebilir

Cevap yaz

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir