Koronavirus ve mutasyonlar herekesin aklında olan soruların iki temel bileşşeni. Koronavirüs mutasyon mu geçiriyor? Bu mutasyonlar ne anlama geliyor? Mutasyon öcü mü? Virüs canlı mı cansız mı? Cevaplar burada!
Koronavirus ve Mutasyonlar : Neden böyle bir yazı yazdım?
Yeni koronavirüs, covid-19 hastalık etkeni virüs ya da bilimsel ismiyle SARS-CoV-2, 2020 yılının başında Dünya’yı etkisi altına almaya başladı. Ve virüsler gündemin önemli aktörleri haline geldi. Virüslerle birlikte genler, DNA, mutasyon, virüs, koronavirus ve mutasyonlar gibi pek çok insan için TV’den duydukları, bir kısmının lise biyolojisinden aşina olduğu kavramlar sık sık kullanılır oldu. Ancak bu kavramların ele alınışı gerçek hallerinden oldukça uzak. Çoğunlukla da ya çok daha korkutucu şekilde ya da çok önemsizmiş gibi bu kavramlar insanlara anlayılıyor. Bunun önemli bir sebebi, TV’lerin reyting kaygısı, internetten yayın yapanların ise hit alma kaygısı. Kavramları ne kadar “çarpıcı” ele alabilirlerse, insanların dikkatini o kadar çekiyor ve tabi ki bu kanalların reytingi/tıklanma sayısı artarken, toplumda da abuk subuk şehir efsaneleri dolaşmaya başlıyor.
Bu yazının konusu “virüs” ve “mutasyon” kavramları yani koronavirus ve mutasyonlar. Neden bunlar olduğunu da kısaca açıklayayım. Geçtiğimiz günlerde SARS-CoV-2 ile ilgili yeni bir yayın çıktı. Yayın genel olarak populasyon genetiği çalışmaları içermekte ve virüsün evrimsel geçmişini anlamaya yönelik bir çalışma. Ancak çalışma da yazarlar “agressive” gibi “biraz” tetikleyici kelimeler kullanmışlar. Bu da konu hakkında çok fazla bilgisi olmayan insanların makaleyi oldukça yanlış anlamasına sebep olmuş. Makalede temel olarak virüsün iki soy hattına sahip olduğu, bu soy hatlarından birinin “agressive” bir şekilde yayıldığı yazılmış. Bu kullanım soru işaretleri oluşturmuş.
Bu konuyla ilgili ufak bir Twit zinciri (en son başlıkta bu zincirini şimdilik bağlantı olarak paylaşacağım.) paylaşmamın ardından, ilgili makalenin hızla internette popülerleşmesiyle Esin Davutoğlu Şenol’da bu konuyla ilgili sorulara oldukça çok maruz kalmaya başlamıştı. Belli ki insanlar için “mutasyon” “ölümcül” şeyler ifade eden bir kavram “virüs” ise dünyanın sonunu getirebilecek bir biyolojik “ajan”dı. Esin Hoca’nın çağırısıyla bu temel kavramlardan başlayarak, makalede bahsedilen iki soy hattına dair bilgileri, terimsiz bir şekilde aktarmaya çalıştığım bir Twitter zinciri yazdım. Aşağıda bu zincirin metin halini bulacaksınız.
https://twitter.com/esenol/status/1235836798430920704?s=20
Koronavirus ve Mutasyonlar ve Bizim Yeni Virüs
Mutasyon kavramı toplumda Hollywood filmlerinin etkisiyle, bağlamından çıkarılıp çok korkunç bir şey olarak algılanıyor. Öncelikle bu konuyu kısaca açalım. Mutasyon, DNA dizilimindeki fiziksel değişimleri ifade eden bir “terim”. Burada herkes hem fikir.
Ancak, bu mutasyon terimi “olumlu” ya da “olumsuz” bir ifade içermiyor. Bize sadece, DNA’da moleküler bir değişiklik olduğunu ifade ediyoruz (Moleküler biyoloji ve yaşam bilimleri kapsamında.). Bununla birlikte “mutasyon” terimi bu değişimin sıklığı ile ilgili bir bilgi de içermiyor.
Ancak bu “mutasyon terimi” geçtiğimiz on yıllarda popülerleşirken, çok “nadir” ortaya çıkan ve “zararlı” olduğu kabul edilen bir şeymiş gibi işlendi (Bunun da yine sebepleri var ama başka yazının konusu.). Yani mutasyonun yaygınlığı ve etkisi bakımından yanlış bilgi çok.
1-) Mutasyonlar ne sıklıkta olur?
Mutasyon, aslında DNA’da çok sık görülen bir olaydır. Bizim hücrelerimizde örneğin, bu mutasyonları onaran mekanizmalar da vardır. Yani o kadar sık karşılaşabiliyoruz ki bu mutasyonları düzeltmek için de moleküler mekanizmalarımız hücrede bulunuyor.
2-) Mutasyonlar ne kadar zararlıdır?
Mutasyonlar çeşit çeşittir. DNA’da hangi yaşamsal fonksiyonu kodlayan yerde olduğuna göre etki gösterir. Ancak DNA’nın yapısı ilginç bir şekildedir. Mesela bir amino asidi (proteinin bir parçacığı), birden farklı DNA kodu kodlar. Böylece DNA’da bir değişiklik olduğu zaman, proteindeki amino asit değişmemiş olur ve protein hücrede fonksiyonunu olması gerektiği gibi icra eder. Ya da bir çok canlıda, yaşamsal fonksiyonları olan DNA bölgeleri arasında, daha pasif görevleri olan, ya da hiç görevi olmayan bölgeler bulunur. Mutasyonlar, bu DNA’daki satır boşluğu gibi olan, proteinleri sentezlemeyen DNA bölgelerinde de olur. Bu bölgelerde mutasyon olduğunda yine hücreye hiçbir etkisi olmaz.
Bu örnekler de ne oldu? DNA’da mutasyon oldu. Ama bu mutasyonun hücreye hiçbir etkisi olmadı. Bu mutasyona biz “sessiz mutasyon” diyoruz. Bugüne kadar yapılan çalışmalar göstermiştir ki, oluşan çoğu mutasyon, sessiz mutasyondur. Çünkü DNA’da, proteinlerdeki amino asitleri şifreleyen bir çok farklı genetik kod kombinasyonu bulunur. Bununla birlikte pek çok canlının DNA’sında o satır boşluğu gibi olan yerler çok fazladır. Böyle olunca da önemli yerlerdeki mutasyonların oluşma olasılığı istatistiksel olarak azalır.
KISACA :
Mutasyonlar sıklıkla olan DNA’daki değişim olaylarıdır. Ancak mutasyonların çoğunluğunun tek başına etkisi azdır ya da hiç yoktur.
Virüs Canlı mı? Cansız mı?
Şimdi virüslere gelelim, virüsler tek başına üreyemeyen ne canlı ne cansız varlıklardır.
Mesela bakteriler canlıdır. Onlara yaşayabileceği alan ve besin verirseniz yaşarlar. Uygun ortam ve besin varlığında bölünürler ve çoğalırlar. Koşullar kötüleşirse de ya ölürler ya da spor oluşturup elverişli koşullar oluşana kadar kendilerini korumaya alırlar.
Virüslerin ise yaşamsal faaliyetler gerçekleştirmek için başka canlıların hücrelerine ihtiyacı vardır. Yani virüsler besin ve uygun ortam olsa dahi kendi kendilerine bölünemezler, çoğalamazlar.
Kimi virüsler bakterilere girip yaşar ve bakterinin evini kullanarak çoğalır. Kimi virüslerse insan, pangolin gibi özelleştiği canlının hücresine girerek yaşar ve çoğalır.
Bunların yanı sıra, virüs, bakteri ve bizim gibi canlıların hücrelerini de karşılaştıralım. Virüsler çok küçüktür, bakteriler (mor) biraz küçüktür, bizim hücrelerimiz (kırmızı) ise oldukça büyüktür.
Virüslerin pek çok şekili ve özellemiş pek çok yapısı var. Ama bizim iki kol iki bacak bir kafamız olduğu gibi virüslerin de temel bir yapısı vardır. Virüsler temel olarak aşağıdakilerden oluşur:
- Etrafındaki koruyucu kılıfı
- Bu kılıfın içinde üremesini sağlayan DNA’sı ya da RNA’sı (Kimi virüslerde sadece DNA vardır. Kimi virüslerde ise sadece RNA vardır.)
- Virüsün özelleştiği hücreye tutunmasına yarayan minik kolları (Koruyucu kılıfın üstündeki protein, glikoprotein gibi moleküler yapılardır.)
Virüsler özelleştiği hücreyi bulunca minik kollarıyla bu hücreye tutunurlar ve hücreye yapışırlar. DNA’sını (ya da RNA’sını) bu hücrenin içine gönderirler. Çünkü çoğalmak için bu hücreye ihtiyaçları vardır. Sonra virüsün DNA (RNA)’sı, bu hücre içinde kendini, hücredeki malzemeleri kullanarak kopyalamaya başlar. Minik yeni virüsler yapmak için yine hücre içindeki malzemeleri kullanıp kılıflar yapar, minik kollar yapar, kendi DNA (RNA)’sından yapar. Bunlar bir araya gelince minik yeni virüsler oluşur. ( Bu süreçte hücreler virüslerle mücadele etmeye çalışır. Kimi başarılı olur, kimi başarısız olur).
Bunu şöyle bir örnekle de açıklayabiliriz. Diyelimki siz bir marangozsunuz. Atölyenizde işinizi yapmanızı sağlayan testere, matkap, tutkal, tahta, kereste var. Kendi halinizde işinizi yaparken, birisi gelip selam sabah vermeden bu malzemeleri kullamaya başlıyor. İşin ilginç yanı bu malzemelerden kendi kopyasını yapıyor. Siz tabi ki bu kişiyi fark ettiğinizde engellemeye çalışırsınız. Eğer bu konuda başarılı olursanız bu kişiyi uzaklaştırırsınız ve sorun çözülür. Ama başarılı olamazsanız bu kişi kendisinin bir kopyasını yapar. Bu sefer aynı kişiden iki tane olur ve ikisi birlikte atölyenizdeki malzemeleri kullanmaya başlarlar. Yine onlarda kendi kopyalarını yapmaya başlarlar. Kopya yabancıların sayısı arttıkça sizin atölyeniz artık yıpranmıştır ve çoğu şey kullanılamayacak hale gelmiştir. Malzeme bittiğinde bu kendini kopyalayan yabancılar atölyenin duvarlarını yıkar ve başka bir marangoz atölyesi aramak için yollarına devam ederler.
Bu örnekteki marangoz atölyesi aslında hücreyi temsil etmektedir. Kendini kopyalayan yabancı ise virüstür. Yani hücrelerimiz, virüsleri fark ederse onlarla mücadele ederler. Başarılı da olabilirler başarısız da olabilirler.
İşte bu süreçte virüslerin DNA/RNA’sı çok aktiftir. Aktif olduğu içinde mutasyonlar oluşabilir. Koronavirus ve mutasyonlar konusunun can alıcı noktası burasıdır. (Mutasyon, DNA kopyalanırken sıklıkla olan bir olaydır. Ancak tabiki, kimyasal etki, UV radyasyon gibi farklı şekillerde de mutasyon gerçekleşebilir.) Bu tekil mutasyonların çoğu sessiz olan mutasyondur.
Nedir sessiz mutasyon?
DNA’da bir nokta değişir ancak bu değişim proteinlerde görünmez. Yani etkisi yoktur.
Kimi mutasyonlar ise çok basit ama önemsiz değişikliklere sebep olur. Bazı mutasyonlar ise virüse zararlı olur. Yani bu durum bizim için iyiyken virüs için kötüdür.
Virüsün tamamen değişmesine sebep olan mutasyonların olma ihtimaliyse çok düşüktür. ( Çünkü binlerce harf DNA’da çok özel kombinasyonlarla ancak bu olabilir.)
Virüs her başka hücreye girip çoğaldığında, farklı kombinasyonlarda mutasyonlar oluşabilir. Bu virüslerin kimisi çoğalmaya devam eder. Kimisi çoğalamaz. Mesela bizim bağışıklık sistemimiz bu mutasyonlu virüsleri, başka insana bulaşmadan yok etmişse, bu virüs çoğalmaya devam edemez, mutasyonda yeni virüslere geçemez.
İşte olaylar bu şekilde ilerlerken, binlerce insanda çoğalmaya başlayan virüslerin içindeki bazı mutasyonlu virüsler şans eseri (doğada çoğu şey tesadüfen olur), çoğalmaya başlar ve bu mutasyonlar yaygın hale gelirler.
Virüslerin etkinliği üzerinde etkisi olmayan ama DNA’sında/RNA’sında işaretli bir nokta olarak duran bu mutasyonlu virüsleri biz takip edebiliriz. Dedesini, nenesini, babasını, annesini takip eder gibi virüsün soy hattını görebiliriz.
DNA üzerinde bu işaretleri oluşturan mutasyonlar her canlıda vardır. İnsanda da vardır. Çoğunlukla bunlar “tek nokta mutasyonu” ya da daha iyi bir deyişle “tek nokta polimorfizmi” dir.
Koronavirus ve mutasyonlar nasıl tespit ediliyor?
Buraya kadar mutasyonları anlattık, virüsleri anlattık. Mutasyonları nasıl takip edebileceğimizi anlattık. Şimdi sıra KORONAVİRÜS’te tespit edilen mutasyonlar ve iki farklı tipe ayrılan KORONAVİRÜS. Koronavirus ve mutasyonlar konusunun daha teknik detay kısımları.
Bu zinciri yazmama sebep olan makalede de, işte bu etkisi olmayan ama virüsün soyunu takip etmemize yarayan mutasyonlardan bahsediyor araştırmacılar.
Araştırmacılar farklı kişilerden elde edilen tüm yeni koronavirüs RNA’larını (103 tane) bir araya getirmişler. Bu RNA’ları üst üste satır satır dizmişler ve birbirleriyle karşılaştırmışlar. Her nokta mutasyonunu yani farklı noktayı bu dizilerde işaretlemişler.
Bu 103 farklı virüs genomunda, 149 noktada mutasyonlar görmüşler. Ama bu 149 noktadaki mutasyondan 2 tanesi nesiller boyu devam etmiş. İşte nesiller boyu devam eden bu 2 mutasyonun hangisini taşıdığına göre virüsleri gruplandırmışlar. Bu gruplandırmada da S tipi virüs ve L tipi virüs demişler.
Araştırmacılar böyle nesiller boyu devam eden işaretlere (mutasyon, ya da polimorfizm) göre canlıları gruplar ve bu gruplara haplotip ismini verir. Daha sonra da, örneğin bu grupların rastgele mi ortaya çıktığı yoksa bir etken dolayısıyla mı oluştuğuna yönelik soru sorar ve araştırırlar. Bu çalışma metodu evrimsel çalışmalarda sıklıkla kullanılır. Ancak genelde çok daha yüksek sayıda örnek kullanılır. Bu çalışmada olduğu gibi bilim insanları fikir geliştirir ve sonraki araştırmalarına hipotez olması için bunu ortaya koyarlar. “L tipi, S tipinden daha yaygın, çünkü daha hızlı bulaşıyor..” gibi… Daha sonraki bir çalışma, mesela 1 ay sonra 250 farklı virüs genomuyla yapılacak bir çalışma bu sonuçların yanlış olduğunu ya da doğru olduğunu gösterebilir.
Yeni koronavirüslerle ilgili yapılan çalışmada 103 farklı virüs örneğini inceleyen bilim insanlarının ulaştığı sonuçlar neler peki? Yapılan çalışmada iki temel haplotip (iki grup) bulunuyor (L ve S tipi).
Bu haplotipleri oluşturan SNP(Single Nucleotide Polymorphism, tek nokta polimorfizmi)’lerin lokasyonu:
1-) 8,782. Nokta (orf1ab: T8517C, sinonim)
ve
2-) 28,144. Nokta (ORF8: C251T, S84L)
Yani virüs genomlarını ATTCG diye baştan saymaya başladığımızda 8782. noktada ve 28144. noktada bulunan iki mutasyon nesillerdir korunarak gelmiş.
Bu mutasyonlardan biri sessiz mutasyon. Yani hiç bir etkisi yok. Diğeri ise sadece bir amino asit değişikliğine sebep oluyor. Ancak onun da etkisi çok net belli değil. Eğer bir etkisi varsa ortaya çıkarmak için, laboratuvarda bu yeni koronavirüsleri yapay besiyerde üreterek deney yapıp araştırmak gerekiyor.
Tabiki deney yapmadan, protein modellemesi çalışmalarıyla da bu mutasyonlarla ilgili öngörüde bulunmak mümkün.
Yazıda, ilk kısımda bahsettiğim Twit zincirim:
https://twitter.com/AmaEksi/status/1235338987126087681?s=20 (Şu anda ulaşılamıyor ancak burada yazdığım şeylerin özet haliydi.)
Yazıya konu olan yeni koronavirüsün S ve L tipini anlatan makale :
Mutasyonlarla ilgili ileri okuma :
Kapak Görseli Kaynağı :