Science dergisinde yayımlanan makale “Neredeyse evrensel olan genetik kod, 20 amino asidi ve protein sentezini kodlamak için 64 kodon kullanıyor. Bu araştırmada, Escherichia coli’yi (E. coli) tamamen sentetik bir genomla yeniden tasarladık ve yedi kodonu değiştirdik. Ortaya çıkan organizmaya Syn57 adını verdik ve bu bakteri sadece 55 kodon kullanarak 20 kanonik amino asidi kodlayabiliyor.”
Dünya üzerinde bilinen tüm canlılar, milyarlarca yıldır 64 kodonla çalışıyor. Kodonlar, DNA ve RNA üzerinde üç harften oluşan ve amino asitleri kodlayan dizilerdir. 1966 yılında bilim insanları, hangi kodonun hangi amino asidi kodladığını çözerek toplamda yalnızca 20 amino asidin olduğunu tespit etti. İlgi çekici olan nokta şu ki, evrim süreci mükemmel bir verimlilik yaratmamıştı; bazı kodonlar açıkça fazladan olup sistemde fazlalık yaratıyordu. Bu da “acaba bu fazlalığı ortadan kaldırarak daha verimli bir organizma tasarlanabilir mi?” sorusunu gündeme getirdi.
2010 yılında bir ekip, dünyada ilk sentetik bakteri hücresini yaratmak için çalıştı. 2019’da Cambridge’deki bir genetik uzman grubu, 64 kodonlu E. coli'yi 61 kodona düşürmeyi başardı, böylece yaşamın 64 kodondan daha azıyla da sürdürülebileceğini gösterdi. Bu çaba, o dönem “tamamen sentetik bir yaşam formuna yapılan en iddialı girişim” olarak tanımlandı.
Şimdi ise, Wesley E. Robertson liderliğindeki Cambridge ekibi, Syn57 adlı bakteriyi oluşturdu. Bu süreçte 101.000’den fazla genetik kod satırı değiştirildi; önce teoride, sonra da pratikte uygulanarak genetik kod yeniden yazıldı. DNA sentezindeki ilerlemeler sayesinde artık genetik araştırmacılar, fazladan kodonları baştan dışlayarak sıfırdan genom inşa edebiliyor. Bu durum, “alternatif genetik kodları” test etmenin yolunu açıyor. Harvard’tan sentetik biyolog Akos Nyerges’in de dile getirdiği üzere: “Hayatın neyi tolere edeceğini keşfetmeye başlayabiliriz.”
KODON NEDİR?
Kodon, DNA veya RNA’daki 3 nükleotid (3 harf) dizisidir. Her 3’lü kombinasyon (örneğin AUG, UUU, GGC) belirli bir amino asidi kodlar. Amino asitler birleşerek proteinleri oluşturur, yani kodonlar aslında canlıların üretim talimatlarının kelimeleri gibidir. Doğada 64 farklı kodon kombinasyonu bulunuyor. Ama canlılar sadece 20 amino asit kullanır. Yani bazı kodonlar aynı amino asidi kodlar, bu yüzden sistemde “fazlalık” vardır.