Her hücre, DNA’sında kodlanmış sonlu bir dizi talimatla birlikte gelir. Ancak hayat önceden tahmin edilemez ve koşullar değiştiğinde hayvanların uyum sağlamak için esnekliğe ihtiyacı vardır. Şimdi, ABD Ulusal Bilim VakfıJoshua Rosenthal liderliğindeki desteklenen araştırma Deniz Biyolojisi Laboratuvarı ve meslektaşları, ahtapotların ve yakın akrabalarının, DNA’nın yönlerini ileten bir aracı molekül olan RNA’larını kurcalayarak çevresel zorluklara zarif bir şekilde uyum sağladıklarını belirtiyor.
İçinde çalışmak dergide görünen Hücrearaştırmacılar koleoid kafadanbacaklılar olarak bilinen ahtapotlar, kalamar ve mürekkepbalığı soğuk suya alıştığında RNA düzenlemesinde muazzam bir artış olduğunu belgeliyor.
Ekip, ahtapotların tanklarını soğuttuktan sonra, hayvanların sinir sistemlerindeki 13.000’den fazla RNA bölgesinde protein değiştiren aktivitede artışlar gördü. Bu vakaların ikisinde, RNA molekülünün kodunun tek bir harfini değiştirmenin, nöronların ürettiği proteinlerin işlevini nasıl değiştirdiğini araştırdılar.
Rosenthal’a göre, RNA düzenleme yoluyla kafadanbacaklılar kendi fizyolojilerini değiştirmenin benzersiz bir yolunu bulmuş gibi görünüyor.
“Bütün canlıların doğumdan itibaren belirli talimatlarla önceden programlandığını düşünmeye alışkınız” diyor. “Kafalopodlarda gösterdiğimiz gibi, çevrenin bu genetik bilgiyi etkileyebileceği fikri yeni bir kavramdır.”
Bir hücrenin moleküler mekanizması, DNA’da kodlanmış talimatları, bazıları protein yapmaya devam eden RNA’ya kopyalar. Araştırmacılar, hücrelerin, dört harfli genetik kodun bir üyesi olan adenozini, orijinal dörtten bir diğeri olan guanozin gibi davranan bir yedek molekül olan inosin ile değiştirme kapasitesine sahip olduğunu öğrendiler. Aynı süreç insanlarda ve diğer birçok hayvanda meydana gelse de, protein üretmeye bağlı olan RNA’yı nadiren etkiler.
Bilim adamları, sinir sistemindeki bir faktörün, sıcaklığın etkilerine odaklandılar. Sıcaklık önemlidir çünkü sırayla tüm fizyolojik süreçler için çok önemli olan kimyasal reaksiyonları yönlendiren enzimlerin aktivitesini yönetir.
Diğer kafadanbacaklılar gibi, California iki benekli ahtapot da, Ahtapot bimakuloidlerigelgitlere, su derinliğindeki ve mevsimlerdeki değişikliklere eşlik eden sıcaklık düşüşlerine karşı koymak için kendi vücut ısısını üretemeyeceğini incelediler.
Araştırmacılar ahtapotları doğal aralıklarının sıcak ucundaki (22 derece C/72 derece F) ve soğuk ucundaki (yaklaşık 13 derece C / 55 derece F) sıcaklıklara alıştırdıktan sonra RNA’larını incelediler. Moleküler kod içinde, düzenlemenin gerçekleştiğini zaten bildikleri yerlerdeki aktiviteyi izlediler. Soğuk tanklardaki ahtapotlarda, 13.285 bölgede protein değiştiren tek harfli değişimde önemli artışlar buldular. Sıcak tanklarda olanlar için, bu tür 550 yerde artışlar buldular.
“Su sıcaklığındaki kaymaların, sinir sistemi işlevinin anahtarı olan proteinleri kodlayan genetik bilginin hızlı bir şekilde düzenlenmesine neden olduğunun keşfi, ahtapotların ve potansiyel olarak diğer hayvanların, değişim karşısında uyum sağlayabildikleri ve çevresel koşullar karşısında dayanıklılık kazanabildikleri dahiyane bir mekanizmaya işaret ediyor. NSF’nin Bütünleştirici Organizma Sistemleri Bölümü’nde program direktörü olan Edda Thiels,” dedi.