Arkeogenetik

Arkeogenetik, çeşitli moleküler genetik yöntemleri ve DNA kaynaklarını kullanarak antik DNA'yı inceleyen bir bilim dalıdır. Bu genetik analizler insan, hayvan ve bitki örnekleri üzerinde uygulanabilir. Antik DNA, kemikler, yumurta kabukları ve insan ile hayvan örneklerinde yapay olarak korunmuş dokular dahil olmak üzere çeşitli fosilleşmiş örneklerden elde edilebilir.^[1][2] Bitkilerde ise antik DNA, tohumlardan, dokulardan ve bazı durumlarda dışkıdan elde edilebilir. Arkeogenetik, eski nüfus grubu göçlerinin, evcilleştirmenin ve bitki ile hayvan evriminin genetik kanıtlarını sunar. Modern genetik popülasyonların DNA'sı ile antik DNA karşılaştırılabilir.^[3]

4.000 senelik Antik Mısırlı bir rahibin karaciğerinden elde edilmiş çapraz bağlanmış antik DNA.

Arkeogenetik, adını "eski" anlamına gelen Yunanca arkhaios ve "kalıtım bilimi" anlamına gelen genetik teriminden alır.^[4] Arkeogenetik terimi, arkeolog Colin Renfrew tarafından tasarlanmıştır.^[5]

Metodlar

Antik DNA'yı kontamine etmekten kaçınmak için fosiller eldivenle tutulur ve bulunduktan hemen sonra -20 °C'de muhafaza edilir. Fosil numunesinin, diğer DNA analizleri için kullanılmamış bir laboratuvarda analiz edilmesini sağlamak, kontaminasyonu da önleyebilir.^[6][7] Kemikler toz oluncaya kadar öğütülür ve polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) işleminden önce bir çözelti ile muamele edilir.^[7] DNA amplifikasyonu için örnekler fosil kemikler olmak zorunda değildir. Korunmuş deri örnekleri de bazı durumlarda kullanılabilir.^[8]

Silika bazlı DNA ekstraksiyonu, arkeolojik kemik numunelerinden DNA elde etmek için bir saflaştırma adımı olarak kullanılan bir yöntemdir.^[9] Bu işlem, DNA'yı bağlamak ve PCR amplifikasyonunu inhibe eden fosil içindeki bileşenleri ayırmak için bir araç olarak silika kullanarak çalışır. Bununla birlikte, silisin kendisi de güçlü bir PCR inhibitörüdür, bu nedenle silika'nın ekstraksiyondan sonra DNA'dan ayrılmasını sağlamak için dikkatli önlemler alınmalıdır.^[10]

Polimeraz zincir reaksiyonu, sıklıkla antik DNA'yı çoğaltmak için kullanılan bir işlemdir. Üç ana adımı vardır: denatürasyon, tavlama ve uzatma. Denatürasyon, DNA'yı yüksek sıcaklıklarda iki tek zincire ayırır. Tavlama, Taq polimerazın DNA'ya bağlanmasına izin veren primer ipliklerinin DNA'nın tekli şeritlerine tutturulmasını içerir. Uzatma numuneye Taq polimeraz eklendiğinde meydana gelir ve iki tek şeridin iki tam çift şeride dönüştürmesi için baz çiftlerinin eşleşmesinden oluşur.^[11] Bu işlem birçok kez tekrarlanır ve genellikle antik DNA için kullanıldığında daha yüksek sayılarda tekrarlanması gerekmektedir.^[12]

Ayrıca bakınız

• DNA dizileme
• Genetik soybilim
• Homininae

Kaynakça

1. Bouwman, Abigail; Rühli, Frank (2016). "Archaeogenetics in evolutionary medicine". Journal of Molecular Medicine. 94 (9). ss. 971-77. doi:10.1007/s00109-016-1438-8. PMID 27289479.
2. Soares, Pedro; Achilli, Alessandro; Semino, Ornella; Davies, William; Macaulay, Vincent; Bandelt, Hans-Jürgen; Torroni, Antonio; Richards, Martin B. (23 Şubat 2010). "The Archaeogenetics of Europe". Current Biology (İngilizce). 20 (4). ss. R174-83. doi:10.1016/j.cub.2009.11.054. ISSN 0960-9822. PMID 20178764.
3. Csákyová, Veronika; Szécsényi-Nagy, Anna; Csősz, Aranka; Nagy, Melinda; Fusek, Gabriel; Langó, Péter; Bauer, Miroslav; Mende, Balázs Gusztáv; Makovický, Pavol (10 Mart 2016). "Maternal Genetic Composition of a Medieval Population from a Hungarian-Slavic Contact Zone in Central Europe". PLoS ONE. 11 (3). ss. e0151206. Bibcode:2016PLoSO..1151206C. doi:10.1371/journal.pone.0151206. ISSN 1932-6203. PMC 4786151 $2. PMID 26963389.
4. "Online Etymology Dictionary". www.etymonline.com (İngilizce). 8 Ağustos 2017 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 8 Ağustos 2017.
5. Sokal, Robert R. (Temmuz 2001). "Archaeogenetics: DNA and the Population Prehistory of Europe". American Journal of Human Genetics. 69 (1). ss. 243-44. doi:10.1086/321274. ISSN 0002-9297. PMC 1226043 $2.
6. Brothwell, Don R. (1981). Digging Up Bones: The Excavation, Treatment, and Study of Human Skeletal Remains. Cornell University Press. ss. 2-3. ISBN 978-0801498756.
7. Scholz, Michael; Bachmann, Lutz; Nicholson, Graeme J.; Bachmann, Jutta; Giddings, Ian; Rüschoff-Thale, Barbara; Czarnetzki, Alfred; Pusch, Carsten M. (1 Haziran 2000). "Genomic Differentiation of Neanderthals and Anatomically Modern Man Allows a Fossil–DNA-Based Classification of Morphologically Indistinguishable Hominid Bones". The American Journal of Human Genetics. 66 (6). ss. 1927-32. doi:10.1086/302949. PMC 1378053 $2. PMID 10788336.
8. Yang, H.; Golenberg, E.M.; Shoshani, J. (Haziran 1997). "Proboscidean DNA from museum and fossil specimens: an assessment of ancient DNA extraction and amplification techniques" (PDF). Biochemical Genetics. 35 (5–6). ss. 165-79. doi:10.1023/A:1021902125382. hdl:2027.42/44162. ISSN 0006-2928. PMID 9332711.
9. Höss, M; Pääbo, S (11 Ağustos 1993). "DNA extraction from Pleistocene bones by a silica-based purification method". Nucleic Acids Research. 21 (16). ss. 3913-3914. doi:10.1093/nar/21.16.3913. ISSN 0305-1048. PMC 309938 $2. PMID 8396242.
10. Yang, Dongya Y.; Eng, Barry; Waye, John S.; Dudar, J. Christopher; Saunders, Shelley R. (1 Nisan 1998). "Improved DNA extraction from ancient bones using silica-based spin columns". American Journal of Physical Anthropology (İngilizce). 105 (4). ss. 539-43. doi:10.1002/(sici)1096-8644(199804)105:4<539::aid-ajpa10>3.0.co;2-1. ISSN 1096-8644. PMID 9584894.
11. Hagelberg, Erika; Clegg, J.B. (22 Nisan 1991). "Isolation and Characterization of DNA from Archaeological Bone". Proceedings of the Royal Society of London B: Biological Sciences (İngilizce). 244 (1309). ss. 45-50. doi:10.1098/rspb.1991.0049. ISSN 0962-8452. PMID 1677195.
12. Bouwman, Abigail; Rühli, Frank (1 Eylül 2016). "Archaeogenetics in evolutionary medicine". Journal of Molecular Medicine (İngilizce). 94 (9). ss. 971-77. doi:10.1007/s00109-016-1438-8. ISSN 0946-2716. PMID 27289479.