Endosimbiyoz

Merhabalar değerli okurlar

Bu ayki yazımda ilgi çekici bir konu olduğunu düşündüğüm “Endosimbiyoz” dan bahsedeceğim.

1883 yılında Alman botanikçi Andreas Schimper, çalışmalarında yeşil bitkilerdeki kloroplastların siyanobakterilere benzediğini fark etmişti ve yeşil bitkilerin siyanobakterilerin ve başka bir canlının simbiyozu sonucu ortaya çıktığını düşünmüştü. Yine de bu teoriden ilk bahseden kişi Konstantin Mereschkowsky adlı Rus botanikçiydi.

Endosimbiyoz hipotezi ise 1970’lerin başında Lynn Margulis adında bir biyolog tarafından oluşturulmuştu. Lynn Margulis, simbiyogenezin evrimin bir parçası olduğunu düşündür hatta Darwin’in doğal seçilimi dayalı savını eksik buldu.

“Simbiyozlar, uzun bir süre boyunca simbiyogenez haline gelebilecek ekolojik ilişkilerdir. Yeni davranışların, yapıların veya taksonların, yani yeni dokuların, yeni organların, yeni türlerin, yeni genlerin ortaya çıktığı durumlarda, birçok farklı seviyedeki yeni ilişkiler simbiyogenezin bir sonucu olarak tanımlanabilir.” Söylediği bu sözden de anlaşılıyordu.

Tabii ki, ökaryot hücrelerin evrimi ile ilgili sadece bir hipotez yok. Genel olarak iki hipotezden bahsedilirdi. Birincisi “Otojenik Farklılaşma” diye bildiğimiz, ökaryotik organellerin proökaryotların kendi materyallerinden farklılaştığının savunulduğu klasik görüştü. Diğeri ise endosimbiyoz hipoteziydi. Yıllar ilerledikçe endosimbiyoza dair daha fazla kanıt bulundu ve tüm dünyada kabul görmeye başladı.

Mitokondri ve Kloroplastın simbiyozu nasıl oldu;

Mitokondri, muhtemelen anaerob bir hücreydi ve simbiyont( simbiyoz yaşayan organizma) ise H₂ üreten bir solunum şekli olan bakteriydi. Konakçı anaerob ortamda H₂’ye ihtiyaç duymaktaydı. Ayrıca daha sonra simbiyontun yolaklarını kullanarak O₂’ce zengin atmosferede adaptasyon sağlamıştı. Kloroplast ise, siyanobakterilerin tek bir hattından köken almaktaydı; ancak konakçı hücre tek soylu değildi. Bu durum ancak ikincil hatta üçüncül bir endosimbiyozun varlığı ile açıklanabilirdi.

Bu teoriyi destekleyen kanıtlar nelerdi?

• Mitokondri ve kloroplast kendi DNA’larına sahiptir ve bu DNA yapısı bakımından bakteriyel DNA ile benzerlik gösterdi.
• Mitokondriler dairesel DNA’lara sahipti, tıpkı bakteriler gibi.
• Mitokondri ve Kloroplastın ribozomları da bakteri ribozomları ile aynı alt birimlerden oluşuyordu.
• Ayrıca bakterilere karşı kullanıla antibiyotiklerin çoğu mitokondri ve kloroplastı da etkiliyordu.
• Bu organellerde bakteriler gibi ikiye bölünerek çoğalıyordu.
• İki veya daha fazla katlı membranları vardı ve en içteki katman hücredeki diğer membran bileşimlerine benzemeyip daha çok prokaryot hücre membranı yapısına benzemekteydi.
• Kloroplastın ise filogenetik çalışmalar sonucu siyanobakterilerle büyük benzerlikler gösterdiği görüldü.
• Ve non-mendelyan bir kalıtımları vardı.

Tabii ki, endosimbiyotik ilişki sonucu konakçıya olan bağımlılık gerektiği için bu organellerin genomunda birçok gen ya kaybedilmişti ya da hücre çekirdeğine kaymıştı. Böylece, konakçı hücreye bağlılık artmaya başlamıştı. Örneğin, hücre çekirdeğinde üretilen bazı proteinler bu organellere transfer edimekteydi. Ayrıca hem mitokondri hem de kloroplastın genomu bakterilere göre daha küçüktü.

Bu yazımda sizlere endosimbiyozdan kısaca bahsetmeye çalıştım. Çok ilgi çekici olduğunu düşündüğüm için bu konuyu seçtim. Ayrıca mitokondri son yıllarda tıp alanında da önemli yer etmeye başladı, o açıdan bizleri de ilgilendirebileceğini düşündüm.

İyi Okumalar…

Kaynakça;

1- F. J. R. Taylor .Autogenous Theories for the Origin of Eukaryotes, Taxon. Aug., 1976, 25(4); 379-390, 1976.

2-Duur K. Aanen a , ∗, Paul Eggleton  ,Symbiogenesis: Beyond the endosymbiosis theory?,J. of Theoretical Biology. Vol. 434; 99-103, 2017.

3-Wikimedia Commons