ANTİK DNA DİZİLİMİ ÇALIŞMALARI

Antik DNA ile çalışırken, araştırmacılar örneklerin güvenliği ile ilgili birçok sorunla karşı karşıya kalmaktadır. DNA zamanla bozulabilir, kimyasal olarak modifiye edilebilir. Kalıntıların ayrışmasına katılan mikroorganizmalar sadece dokuların bütünlüğünü ihlal etmekle kalmaz, aynı zamanda numuneye kendi DNA’larını da dahil eder, böylece eski DNA’nın çıkarılması sürecini ve elde edilen verilerin biyoinformatik analizini zorlaştırır. Yeni nesil dizileme ve DNA kütüphanelerinin hibridizasyon yoluyla zenginleştirilmesi gibi yöntemler, örneklerden elde edilen bilgi miktarını önemli ölçüde artırabilir.

Mamut ve mağara ayısı da dahil olmak üzere bir dizi antik hayvanın DNA analizi yapıldı. İnsan kalıntılarından elde edilen DNA analizi, yeni bir antik insan grubunu tanımlamayı mümkün kıldı – Denisovalılar, modern etnik grupların kökeninin ayrıntılarını ortaya çıkarmanın yanı sıra. Patojenlerin eski DNA’sının analizinin bir sonucu olarak bir dizi keşif yapıldı: XIV yüzyılın Londra mezarlarından veba basilinin genomunun analizi ve XIX yüzyılın örneklerinden fitoftora mantarıdır. 

TARİHÇE 

Antik DNA çalışmaları 1984 yılında, 19. yüzyılın ikinci yarısında soyu tükenmiş olan bir mitokondriyal DNA (mtDNA) parçasının, Burchell’in zebrasının bir alt türü olan quagga’nın ^[2] dizilenmesiyle başladı. DNA’nın sadece bir buçuk asırdan fazla bir süredir varlığını sürdürmekle kalmayıp, aynı zamanda kısmen izole edilip dizilenebildiği de bulundu. Kısa bir süre sonra, Svante Paabo insan mumyalarından örnekleri sıraladı.^[3][4] Bu çalışmalarda, bilim kullanılan bakteriyel klonlama için amplifiye DNA parçalarıdır. Örneklerdeki DNA’nın çoğunun bakteri veya mantar kaynaklı olduğu ve amplifikasyona uygun endojen DNA’nın esas olarak kısa hasarlı çok kopyalı lokus parçalarından (örneğin, mtDNA) oluştuğu ve küçük bir bölümünü oluşturduğu ortaya çıktı. DNA’yı inceledi. Polimeraz zincir reaksiyonunun (PCR) icadı, kalan birkaç DNA parçasının bile amplifiye edilmesini mümkün kıldı ve bu alanın gelişmesine ivme kazandırdı, aynı zamanda sonuçların kontaminasyona duyarlılığını da artırdı. ^[5] 

UYGULAMALAR

Antik DNA’nın incelenmesi, genetik, paleozooloji, paleoepidemoloji, antropoloji (özellikle paleoantropoloji) ve arkeoloji gibi bilim alanları için gereklidir. Ayrıca, bu alan paleogenetik metodolojisinin bir parçası haline geldi.

Antik DNA analizi, uzun zaman önce soyu tükenmiş veya büyük ölçüde değişmiş organizmaların taksonomik gruplarının evrimsel yakınlığını değerlendirmek için kullanılabilir, bunların spesifik ilişkisini başka yollarla bulmak son derece zordur. Burada yüksek değişkenliğe sahip alanlara – mutasyonların sıklıkla meydana geldiği DNA bölgelerine – özellikle dikkat edilir. Özellikle, bunlar kısa ardışık tekrarlar (STR) ve tek nükleotid polimorfizmleridir (SNP). Mitokondriyal DNA’nın nükleer DNA’ya kıyasla çok daha fazla sayıda kopyası olduğundan (mitokondriyal DNA’nın yaklaşık 1000 kopyası ve hücre başına 2 kopya nükleer DNA)^[6], mitokondriyal DNA’nın analizi bu yöntem bağlamında daha doğru bilgi sağlar.

Antik DNA’nın analizi, aynı zamanda, antropometri gibi diğer yöntemlerin kesin bir sonuç verememesi durumunda özellikle önemli olan, cinsiyet kromozomları setinde farklılık gösteren türlerin, dişilerin ve erkeklerin temsilcilerinin iskelet kalıntılarının cinsiyetini belirlemeyi mümkün kılar. ^[7] 

Bu yöntem, uygulamasını paleoepidemoloji bağlamında bulur. Hasta kalıntılarında korunan patojenlerin DNA’sını analiz etmeden iskelet kalıntılarına dayalı hastalıkları teşhis etmek ve eski pandemileri incelemek son derece zordur. Bu tür çalışmalar hangi mümkün bulaşıcı bakteriyel evrimini hem iz yapılmış, ancak 1990’larda mümkün hale geldi suşları ve virüsler ve bunların dağılımını, hem de hastalığın belirtileri Belirli bir hastalığa ait modern bilgiyle kalıntıları tespit karşılaştırmak için. ^{[ 8] [9]} 

TEKNİK ZORLUKLAR

DNA BOZULMASI 

Genellikle, bir organizmanın ölümünden sonra DNA, endojen nükleazlar tarafından parçalanır. Bu, örneğin kalıntıların dehidrasyonu, düşük sıcaklıklar veya yüksek tuz konsantrasyonu nedeniyle nükleazlar hızlı bir şekilde yok edilir veya inaktive edilirse gerçekleşmez. ^[10] Öyle olsa bile, DNA zamanla kazara hidroliz veya oksidasyon nedeniyle hasar görür. Hidrolitik hasar ile fosfat omurga zincirinin tahrip edilmesi, depurinasyon  (pozisyona karşılık gelen azotlu bir baz olmadan kalır) ve deaminasyon içerir. Sitozinin urasile deaminasyonu daha sık meydana gelir, metillenmiş sitozin (5-metil-sitozin) timine deamine olur; daha az yaygın olarak, adenin, timinden ziyade sitozin için tamamlayıcı olan hipoksantine dönüştürülür ve dizileme sırasında yanlış okumaya yol açar. Bu hasarlar canlı hücrelerde de meydana gelir, ancak orada onarım sürecinde onarılırlar. Ayrıca Maillard reaksiyonu sonucunda DNA’nın farklı moleküllerle alkillenmesi veya çapraz bağlanması nedeniyle DNA sarmalının iplikleri arasında çapraz bağlanma meydana gelir. Tel kopmaları gibi, çapraz bağlar da PCR amplifikasyonuna müdahale eder ^[10] [5]… Dizilemeden önce, antik DNA, deaminasyon ürünlerini ve çapraz bağları ortadan kaldırmak için özel bir işleme tabi tutulur. Antik DNA’nın amplifiye edilmiş parçalarının ortalama uzunluğu genellikle 100 baz çiftini geçmez ve bir kazı alanındaki buluntular için, parçaların ortalama uzunluğu, buluntunun yaşı arttıkça azalır. Antik DNA dizilimi için modern protokoller bu özelliği hesaba katar; özellikle, primerleri DNA fragmanları üzerine tavlamak yerine, fragmanların uçlarına adaptörler eklenir ve adaptörleri tamamlayıcı oligonükleotitler primerler olarak işlev görür. ^[11]  

Düşük sıcaklıklarda, DNA bozunması daha yavaştır, bu da permafrost bölgesinde bulunan örneklerde iyi DNA korunmasını sağlar. Ancak ideal koşullar altında bile DNA’nın 1 milyon yıldan fazla korunamayacağına inanılmaktadır. ^[10] [5]

DNA KARIŞMASI

Genellikle kontaminasyon veya kontaminasyon nedeniyle, bir numunedeki DNA’nın sadece küçük bir kısmı endojen kökenlidir. Bu açıdan en iyi örnekler, %90’a kadar endojen DNA içerir. ^[bir]

Arkeolojik örnekler her zaman, yerde yatarken kalıntıları kolonize eden bakteri ve mantarlardan bir miktar DNA içerir. Ayrıca antik DNA araştırma sürecinde herhangi bir laboratuvarda bulunan insan veya mikrobiyal DNA numuneye girebilir. Antik DNA’nın aksine modern DNA, PCR ile iyi bir şekilde amplifiye edilir. Amplifiye edilmiş modern DNA içeren PCR ürünleri laboratuvarın her yerine yayılabilir ve böylece kontaminasyon derecesini artırabilir.^[1][5]

Laboratuvar kontaminasyonunun önlenmesi için, ekipmanın ultraviyole ışıkla uzun süre tedavi edilmesi önerilir.veya asit ve PCR laboratuvarlarında çalışma protokolüne bağlılık. Antik DNA çalışmaları, özellikle yakın akraba türlerin modern örneklerinin daha önce çalışıldığı bir laboratuvarda yapılmamalıdır.^[5]  Birçok arkeolojik örnek, özellikle modern moleküler biyolojik yöntemlerin ortaya çıkmasından önce bulunanlar, çıkarma ve araştırma süreci sırasında kontamine olmuştur. Örnek onlarca yıl önce bulunduysa, bulaştığı insan DNA’sı antik DNA’nın tüm özelliklerine sahip olabilir. Kemikler ve dişler gözenekli bir yüzeye sahiptir, bu da onları modern DNA’dan temizlemeyi zorlaştırır. Saç bu açıdan daha çok tercih edilir: İçerisindeki DNA bakteriler tarafından erişilemez ve hidrofobik yüzey, DNA ekstraksiyonundan önce temizlenmesine olanak sağlar ^[1].… Bu durumda, numunenin farklı bölümlerinin (örneğin, uyluk ve dişler) farklı laboratuvarlarda bağımsız bir şekilde incelenmesi sonucunda elde edilen dizilerin çakışması, sonucun doğruluğu lehinde tanıklık eder. ^[5] 

İnsan kalıntıları durumunda, modern insan DNA’sının kontaminasyonu, filogeni ve popülasyon genetiği çalışmalarında hatalara yol açabilir. Deaminasyon modeliyle antik DNA’yı modern DNA’dan ayırt etmek için istatistiksel bir yöntem vardır. ^[12] [13] DNA örneğinin bir kadına ait olduğu biliniyorsa, dizili dizileri Y kromozomuna haritalamak ve böylece erkek DNA’sının numuneye girişini tespit etmek mümkündür. ^[14] 

İnsan dışı DNA test ediliyorsa, kontaminasyonu kontrol etmenin bariz bir yolu, kontaminasyon kaynağı olabilecekleri ihtimaline karşı diğer organizmaların genomlarının yanı sıra insan genomunun dizili okumalarını haritalamaktır. Antik bakteri DNA’sını dizilerken, sorun aynı zamanda mevcut tüm bakterilerden uzak genomların bilinmesidir, bu nedenle elde edilen dizinin bilinen bakteri genomlarında yer almadığı gerçeğinden, bunun eski bir bakteriye ait olduğu sonucuna varılamaz ve kontaminasyon sonucu elde edilmez. ^[5] 

KROMOZNLARDA mtDNA VE cpDNA EKLEMELERİ 

Ekleme mitokondriyal ait ve plastid DNA genellikle nükleer DNA bulunur. Eski DNA örneklerini incelerken organellerin DNA’sını izole etmek imkansızdır, bu nedenle bu eklemeler bir hata kaynağı olabilir, çünkü diziyle gerçek mtDNA veya cpDNA’dan ayırt etmek her zaman kolay değildir. Bu tür eklemeler organel DNA’sı ile karıştırılıyorsa, bu durum filogeni veya popülasyon genetiği çalışmalarının sonuçlarını bozabilir. ^[5]

DNA İŞLEME TEKNİKLERİ  

Antik DNA kaynağı olarak, genellikle anatomik yapı açısından pek ilgi çekmeyen korunmuş vücut parçalarını kullanmaya çalışırlar. Yukarıda açıklanan işlemler nedeniyle, çoğu eski örnekte, araştırmacıların ilgisini çeken antik DNA içeriği çok küçüktür – sadece yaklaşık %1. Bu miktar, örneğin niteliğine bağlı olarak büyük ölçüde değişir. Son çalışmalar, dişlerden ve temporal kemiğin petrozal kısmından materyalin izolasyonu ile insan atalarının kalıntılarından önemli ölçüde daha fazla endojen DNA elde edildiğini göstermektedir. ^[15]

İlk adım, numuneyi öğütmek ve DNA’yı izole etmektir. Kemik döküntüsü durumunda, birincil parçalama için kumlama tabancaları veya özel matkaplar kullanılır. Ayrıca parçacıklar, karıştırma değirmenlerinde daha da fazla ezilir (toz haline gelir). Toz, bir dizi reaktif ile sırayla işlenir ve DNA’yı minerallerden ve diğer safsızlıklardan arındırmak için santrifüjlemeye tabi tutulur. ^[16] 

Bir sonraki aşama, DNA kütüphanelerinin üretilmesi ve bunların hibridizasyon yoluyla zenginleştirilmesidir.^[17] Nükleotid dizisinin doğrudan elde edilmesi, yeni bir neslin dizilenmesiyle gerçekleştirilir.

Methods of Molecular Biology dergisindeki 2012 tarihli bir makalede, korunmuş bitki örneklerinden antik DNA’yı izole etmek için olası yöntemler sunuldu. Hayvanların antik DNA’sında olduğu gibi, paleo-bitki örnekleri, genellikle büyük ölçekli buzullaşmalar sırasında soğuma nedeniyle zamanımıza kadar bozulmadan hayatta kalır.^[18] 

“Antediluvian” DNA  

“Antediluvian” 1 milyon yıldan daha eski DNA olarak adlandırıldı. Bu isim 1993 yılında Tomas Lindahl tarafından Nature’da^[19] yapılan bir incelemede önerildi. 1990’larda, bitki fosillerinde, dinozor kemiklerinde ve kehribar kalıntılarında milyonlarca yıl boyunca korunmuş DNA dizilimi raporları vardı. Bu sonuçların bazılarının kontaminasyondan kaynaklanma olasılığı yüksekken, diğerleri tekrarlanabilir değildir. ^[10] [5] Örneğin, Science dergisindeki bir yayına yanıt olarakBir Kretase dinozor kemiğinden (80 milyon yıl önce) bir mitokondriyal DNA parçasının dizilenmesiyle ilgili notlar yayınlandı, bunlardan biri filogenetik bir ağaç inşa ederken, bir dinozor kemiğinden bir dizinin bir insanla kümelendiğini ve bir insanla kümelenmediğini belirtti. yüksek bir kontaminasyon olasılığını gösteren kuşların veya timsahın mtDNA’sından alınan ortolog bir bölge ile ^[20] ; başka bir notta, ^[21] dinozora atfedilen dizinin aslında örneğe giren insan kromozomuna mtDNA’nın eski bir yerleşimi olduğu öne sürülmüştür. ^[22]

Pleistosen hayvan DNA’sı  

İyi korunmuş örnekler, nükleer genomun kısmi ve hatta bazı durumlarda tam dizilimine izin verir. 2008 yılında, yaklaşık 20 ve 59 bin yıl önce ölen iki mamutun yününden DNA dizilimi yapıldı. Eşleme Afrika fil genomunun kaba bir düzeneği sırasıyla% 90 ve% 58, bu numunelerin endojen DNA oranını tahmin etmek mümkün kılan; her iki durumda da kontaminasyonun çoğu, kökeni belirlenemeyen bakteri DNA’sı ve dizileriydi. Elde edilen veriler, mamut ile Afrika fili arasındaki ayrışma zamanını tahmin etmeyi mümkün kıldı. 7,5 milyon yılda ve örneklerin alındığı mamutun iki çizgisi arasındaki sapma süresi 1.5-2 milyon yıldır. Bu durumda, dizili mamut DNA’sı, fil DNA’sı ile nükleotid seviyesinde %99,41 ve amino asit seviyesinde %99,78 oranında örtüşür (yani, fark protein başına yaklaşık 1 kalıntıdır). M4 ve M25’in farklı dallara ait olması, daha önce mitokondriyal DNA’nın dizilenmesi temelinde kurulmuştu ve sapma zamanı için yeni tahmin, mtDNA için yapılan tahminle tutarlıdır ve ikincisini iyileştirir. Mamut dizilemenin amaçlarından biri, mamut ve fil arasındaki işlevsel olarak önemli amino asit farklılıklarını belirlemekti. Bu türler arasında işlevsel bir öneme sahip olabilecek ve bazıları altında kalmış olabilecek 92 farklılık seçilmiştir.pozitif seçim. ^[23] 

Daha önceki çalışmalardan birinde, Khatanga’daki Mamut Müzesi’nden düşük sıcaklıklarda iyi korunmuş sekiz mamut kalıntısı örnek olarak alındı. Seçilen örneklerin en iyisi için, DNA fragmanlarının %45,4’ü fil genom düzeneğine hizalanırken, fil ve mamut DNA’sı arasındaki benzerlik, deaminasyona bağlı farklılıkların sayısındaki artış için düzeltme yapılmadan %98,55’ti.^[24] 

2013 yılında, antik at genomunun taslak bir versiyonu elde edildi. ^[25]  Numunenin yaşının 560-780 bin yıl olduğu tahmin edilmektedir. 2013 sonu itibariyle, bu en eski tam nükleer genomdur. Geç Pleistosen’den (~ 43 bin yıl önce) bir atın DNA’sı, beş modern at ırkı, bir Przewalski atı ve bir eşek de dizilendi. Filogenetik analiz, tüm Horses cinsinin son ortak atasının 4-4,5 milyon yıl önce yaşadığını gösterdi ve bu, daha önce kabul edilen tahminin iki katı olduğu ortaya çıktı; Przewalski atının ve yerli atın atalarının popülasyonları 38-72 bin yıl önce birbirinden ayrıldı. Aynı yıl, Orta Pleistosen’de yaşayan İspanyol Kemik Mağarası’ndan bir mağara ayısının mitokondriyal DNA dizisi yeniden oluşturuldu.179-680 bin yıl önce ve dizileme için eski DNA hazırlama tekniği, kısa (30-50 bp) parçaların daha iyi okunması için optimize edildi.^[11]  Ekim 2013 itibariyle, antik genom, yalnızca insanlar, kutup ayıları ve atlar gibi omurgalılar için birden fazla kapsama ile dizilenmiştir.

ESKİ İNSANLARIN DNA’SI  

Neandertaller 

Neandertallerin genetik materyalini incelemenin ilk adımı, 1856’da Neandertal Nehri Vadisi’nde (Almanya) keşfedilen kemiklerden izole edilen mitokondriyal DNA ile çalışmaktı. 2006 yılında, Neandertal’in tüm genomunu sıralamak için bir proje başlatıldı. Çalışmada, Hırvatistan’daki Vindia mağarasından ve diğer bazı kemiklerden alınan kalıntıların DNA’sı kullanıldı. Hizalama modern insan genom ve şempanze genomu ile sonuçlanan genomu insan ve şempanzelerin 6,5 milyon yıl önce ayrılmış olduğunu varsayarak, kabaca 270-440.000 yıl modern insan ve Neandertal türlerinin sapma süresini tahmin etmek mümkün kıldı.^[26]  Neandertallerin genomları Sidron Mağaraları (İspanya), Feldhofer mağaraları  (Almanya), Mezmayskaya mağarası (Rusya) ilkinden biraz farklıdır.

Eski insanların DNA dizilimi, eski insanları maymunlardan ayıran işlevsel genomik mutasyonlar oluşturmanın yanı sıra modern insanlarla eski insanlar arasındaki farkları izlemeyi umuyor. Çalışma, genomda oldukça uzun bir süredir şaşırtıcı derecede az sayıda sabit ikame olduğunu ortaya çıkardı. Modern insanlarda proteinin yapısını değiştiren birden fazla ikamenin kaydedildiği sadece 5 gen bulundu (bu lokuslarda şempanzeye denk gelen Neandertal ile karşılaştırıldığında): RPTN, SPAG17, CAN15, TTF1  ve PCD16.

Neandertaller ve modern insanlar için SNP çeşitliliğinin karşılaştırılması, genomdaki pozitif seçilim hedeflerini lokalize etmeyi mümkün kılar. Genomun bu bölümünün en kapsamlısı olan SNP analizi, THADA genine ait farklılıkları ortaya çıkarmıştır. Aynı bölgede, insan genomunda, fareden primatlara ve Neandertal’e kadar bilinen tüm genomlarda bulunmayan 9 nükleotitlik bir insersiyon bulundu. Ayrıca diğer bölgelerdeki SNP’ler şizofreni, Down sendromu, otizm ile ilişkilidir. RUNX2 geni ilgi çekicidir ve klaviküler-kraniyal dizostoz gelişimi ile ilişkili şu anda bilinen tek gendir. SNP analizi ayrıca, Afrikalı olmayanların DNA’sındaki Neandertal genetik materyalinin bir karışımını da ortaya koyuyor; bu, Neandertallerin modern insanlarla melezleşmesi teorisini doğruluyor; bu, ikinci popülasyonun Afrika’yı terk etmesinden sonra ortaya çıktı.

Denisovitler  

Bu tür eski insanları keşfetmeyi mümkün kılan eski DNA analiziydi – başlangıçta Denisova Mağarası’nda bulunan iskelet parçalarının (iki parmak ve üç azı dişi) Neandertallere ait olduğuna inanılıyordu. Mitokondriyal DNA dizilimiteoriyi çürütmüş ve ayrı bir gruba ait olduklarını göstermiştir. Denisovalılar ile modern insanlar arasındaki fark, Neandertaller ile modern insanlar arasındaki farktan 2 kat daha fazladır, ancak nükleer DNA için bu farklılıklar aynı derecededir. Olası bir açıklama, Denisovalılar ve Neandertallerin daha önce gelecekteki modern insanların dalından ayrılmış ortak bir atadan geldiğidir. Bu hipotez, iki eski insan genomunun (Denisovan, Neandertal) ve modern insanın beş genomunun (Fransa, Çin, Papua Yeni Gine, Yoruba ve Bushmen Afrika halklarının temsilcileri) karşılaştırılmasıyla doğrulandı. şempanze genomunda Denisovalılar, Neandertaller ve Yoruba Afrikalılarının genomları. Ayrıca çalışma, Denisovalılar ve Neandertallerin kardeş gruplar olduğunu ortaya çıkardı. Denisovanların, Neandertaller gibi, modern insanın Afrikalı olmayan bazı popülasyonlarıyla iç içe geçtiği de gösterildi: Afrikalı olmayan tüm gruplarda Neandertal DNA’sının bir karışımı ve Papualar ve Melanezyalılarda Denisovaların bir karışımı mevcuttur. ^[14] 

Nükleer ve mitokondriyal DNA verilerine dayanan filogenetik sonuçlar farklıdır. Bu, Denisovalıların mtDNA’sının Neandertallerde ve modern insanlarda kök salmayan bazı eski soylardan geldiği gerçeğiyle açıklanabilir. Bu sorunu açık bir şekilde çözmek için hala yetersiz veri olmasına rağmen, eski popülasyonların büyük boyutu bu hipotezi makul kılıyor.

Heidelberg Adamı 

Neredeyse tamamen mitokondriyal genomun Analizi Heidelberg adam dan Kemikler Cave150-640 bin yıl olarak bulgunun yaşını tahmin etmeyi mümkün kıldı ve Heidelberg insanı ve Denisovalılar için mitokondriyal genomların, belirtilen türlere ve Neandertal adamına göre daha benzer olduğunu gösterdi, ancak Kemik Mağarası’ndan insanlar, morfolojik özellikleriyle Neandertallere yakındır. Birkaç muhtemel açıklama var. Kemik Mağarası insanları, Denisovan mtDNA’sına katkıda bulunan hem Neandertallerden hem de Denisovalılardan farklı bir grubu temsil ediyor olabilir, ancak bu versiyon, Neandertallerin morfolojik özelliklerini onlarla doğrudan ilişkili olmayan bir şekilde açıklamamaktadır. İkinci olası açıklama, Heidelberg halkının Neandertallerin ve Denisovalıların ortak atalarına ait olduğudur, ancak bu versiyon, Neandertaller ve Denisovalıların atalarına ait, birbirinden oldukça farklı iki mtDNA hattının bu grupta varlığını düşündürmektedir. Üçüncüsü, Heidelber halkının ve Denisovalıların mtDNA’sına katkıda bulunabilecek az çalışılmış insan alt türlerinin etkisi göz ardı edilemez. Nükleer DNA analizi resmi netleştirebilir.^[27] 

ANTİK EPİGENETİK  

Hakkında bilgi sitozinlerin metilasyonu içinde CpG Veri şirketinden alınabilir sekanslama. ^[28] Boyunca deaminasyon zaman rasgele oluşur, metillenmemiş sitozin olan dönüştürülmüş urasil ve metillenmiş sitozin olan dönüştürülmüş için timin. Eski DNA dizileme protokolü, DNA’nın urasil-DNA-glikosilaz ve endonükleaz VIII ile işlenmesini içerir, bunun sonucunda urasil çıkarılır ve DNA molekülü, hasarlı nükleotidin çıkarılması ile uygun yerde ısırılır ^[29].Sonuç olarak, dizileme yapılırken, sitozinin metillenmiş olduğu pozisyonlar için, T ile okumaların büyük bir yüzdesi elde edilecek ve bu yerde deaminasyonun meydana gelmediği moleküller için metillenmemiş sitozin C olarak okunacaktır.

Paleo-Eskimo’nun 4000 yıllık kalıntılarının saçından elde edilen DNA dizisine dayanarak, nükleozomların ve metilasyonun yerinin genom çapında bir haritasını oluşturmak mümkün oldu ^[30] ve metilasyon profili ortaya çıktı. modern insanın saçında gözlemlenene yakın olmak.

Neandertaller ve Denisovalılar için metilasyon haritası da yeniden oluşturulmuştur. ^[28][31]  Metillerinin, özellikle “temizlik” genlerinin bölgesinde, modern insanınkine benzer olduğu ortaya çıktı ancak metilasyonda önemli farklılıklar bulunan yaklaşık 2000 bölge bulundu. Özellikle, eski insanlarda, HOXD kümesinde, uzuv gelişiminin düzenlenmesinde yer alan, daha kısa uzuvlar, büyük eller, geniş dirsek ve diz eklemleri gibi modern insanlarla aralarındaki anatomik farklılıkları açıklayabilen göze çarpan alanlar bulundu. ^{[28] [28] [31]}

PATOJENLER 

Antik DNA’nın modern ekstraksiyonu ve dizilimi yöntemleri, hastalıktan uzun süre önce ölmüş insanların kalıntılarından elde edilen patojenler üzerinde araştırma yapmayı mümkün kılar. Elde edilen örneklerin filogenetik analizi, patojenlerin evriminin yeniden yapılandırılmasına izin verir. Veba basili ve Hansen basili ortaçağ suşları ile 19. yüzyıl Koch basili suşu dizilenmiştir.

VEBA DEĞNEĞİ  

“Kara Ölüm” kurbanlarının Londra’daki cenazelerinden elde edilen veba basilinin (Yersinia pestis ) antik DNA’sı üzerinde yapılan araştırmalar, o zamanın veba basilinin, bu türün karakteristik olası genomik yeniden düzenlemeleri dışında ve bunlarla sınırlı olduğunu ortaya koymuştur. tek nükleotid polimorfizmleri, modern suşlardan çok farklı değildi. Ayrıca, onu modern türden ayıran tüm polimorfizmler için, veba basilinin atası Y. pseudotuberculosis’in bir varyantını içeriyordu. Bu veriler, antik veba basilinin genotipinino zamanlar yüksek virülansının ana nedeni değildi ve belki de katkısı, taşıyıcıların genetik olarak belirlenmiş duyarlılığı, iklim, sosyal koşullar, diğer hastalıklarla etkileşimler gibi faktörlerin katkısıyla eşitti. Filogenetik analiz yardımıyla, veba basilinin tüm modern insan patojenik suşlarının son ortak atasının yaşadığı zaman aralığı belirlendi: 1282-1343 ve antik bakteri filogenetik ağacın atalarının düğümüne en yakındı. ^[32] 

Fitoftora 

2013 yılında, 19. yüzyılın ortalarında İrlanda patates kıtlığına neden olan phytophthora’nın (Phytophthora infestans) artık kullanılmayan suşları üzerinde eski patojenlerin dizilimi üzerine açıklayıcı bir çalışma yayınlandı. Bu patojenlerin genetik materyali, farklı zamanlarda korunmuş patates ve domates yapraklarından izole edilmiştir. Şimdiye kadar dizileme yöntemlerinin olmaması nedeniyle veri analizi yapılamamıştır. Bilim adamları, İrlanda, Kuzey Amerika ve Avrupa’daki bitkilerden ilgili suşları izole ederek farklı patojen suşlarını analiz ettiler. Çalışmalar, yukarıda bahsedilen açlığa neden olan suş grubunun (HERB-1) ve Kuzey Amerikagrup (US-1) son ortak ataya sahipti, muhtemelen 18. ve 19. yüzyılların başında Meksika’da.

Bu çalışma, son salgın, hem patojenlerin antik DNA analizine yaklaşımların bakış açısından özellikle ilgi çekicidir hayvanlar ve bitkiler. Bu alan gelişiminin erken bir aşamada olduğunu, ancak biyolojik bankaların sistematik yaratılması durumunda, böyle bir bilginin önemli ölçüde ilişkili patojenlerin neden salgın durumunda, yakın gelecekte antimikrobiyal ilaçlar için hızlandırılmış arama katkıda bulunabilir. ^{[ 33]}

KAYNAKÇA  B. Shapiro, M. Hofreiter. Evrim ve Gen İşlevine Paleogenomik Bir Bakış: Antik DNA’dan Yeni Anlayışlar // Bilim: dergi. – 24 Ocak 2014. –Cilt. 343 hayır. 6169. –S. 3-16. -doi:10.1126 / bilim.1236573. Higuchi R. et al. At ailesinin soyu tükenmiş bir üyesi olan quagga’dan DNA dizileri  // Doğa. – 1985. – Cilt. 312, hayır. 5991 . – S. 282-284. – doi : 10.1038/312282a0 . – PMID 6504142 . Pääbo S. Eski Mısır mumya DNA’sının moleküler klonlanması // Doğa. – 1985. – Cilt. 314, hayır. 6062 . – S. 644-645. – doi : 10.1038 / 314644a0 . – PMID 3990798 . Pääbo S. Eski insan kalıntılarının moleküler genetik araştırmaları // Cold Spring Harb Symp Quant Biol. – 1986. – Cilt. 51, hayır. bölüm 1 . – S. 441-446. – PMID 3107879 . Eske Willerslev ve Alan Cooper. Teftiş kağıdı. DNA Kadim //Proc. R. Soc. B : günlük. – Ocak 2005. –Cilt. 272 hayır. 1558. –S. 3-16. -doi:10.1098/rspb.2004.2813. Ermanno Rizzi, Martina Lari, Elena Gigli, Gianluca De Bellis, David Caramelli. Antik DNA çalışmaları: eski örneklere yeni bakış açıları   // Genetik Seçim Evrimi. – 2012/12. – T.44 , hayır. 1 . – S.21 . – ISSN 1297-9686 . – doi : 10.1186 / 1297-9686-44-21 . Pontus Skoglund, Jan Storå, Götherström’den Anders, Mattias Jakobsson. Cinsiyetin belirlenmesi Bir av tüfeği dizilimi Kalıntıları kullanılarak doğru antik insan DNA’sı  // Muhteşem Arkeoloji Bilimi Dergisi  Rusça. … – Elsevier . – Cilt 40 , is. 12 . – S. 4477-4482 . – doi : 10.1016 / j.jas.2013.07.004 .  Adrian M. Whatmore. Antik Patojen Genomiği: Çağın Gelişi mi? // mBio. – 2014-10-31. – Cilt 5 , is. 5 . – S. e01676-14 . – ISSN 2150-7511 . – doi : 10.1128/mbio.01676-14 . of Zoe Patterson Ross, Jennifer Klunk, Gino Fornaciari’den Valentina Giuffra, Sebastian Duchêne tarafından. HBV’nin Paradoksu Evrimin 16. yüzyıldan itibaren bir yanıt mumyasında  Açığa Çıktığı gibi  // PLOS Patojenleri. – 2018-01-04. – Cilt 14 , is. 1. – S. e1006750 . – ISSN 1553-7374 . – doi : 10.1371/journal.ppat.1006750 . Michael Hofreiter, David Serre, Hendrik N. Poinar, Melanie Kuch ve Svante Pääbo. DNA Ancient //Nature Reviews Genetics : dergi. – 2001. –Cilt. 2. –S. 353-359. -doi:10.1038 / 35072071. Jesse Dabney ve ark. Mitokondriyal genom dizisi Ultra kısa DNA parçalarından yeniden yapılandırılmış bir Orta Pleistosen mağara ayısının tamamı //Amerika Birleşik Devletleri Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı : dergi. – 2013.–6 Ağustos (no. 201314445). –S. 15758-15763. -ISSN 0027-8424. -doi:10.1073/pnas.1314445110. Pontus Skoglund, Bernd H. Northoff, Michael V. Shunkov, Anatoli P. Derevianko, Svante Pääbo, Johannes Krause ve Mattias Jakobsson. Bir Sibirya Neandertalinde  endojen antik DNA’yı günümüz kontaminasyonundan ayırmak  // Amerika Birleşik Devletleri Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri  : dergi. – 11 Şubat 2014. – Cilt. cilt 111 hayır. 6. – S. 2229-2234 . – doi : 10.1073/pnas.1318934111 . Bu yöntem bir referans genom gerektirir. İlk yaklaşım olarak, yöntem şuna benzer. Okumalar genoma göre hizalanır, ardından örneğin sitozin ve timinin meydana geldiği pozisyonlar dikkate alınır. İki model karşılaştırılır: biri timin yerine sitozin ikamesinin ölüm sonrası DNA bozulmasının bir sonucu olarak meydana geldiğini varsayar, ikincisi bunun bir polimorfizm veya dizileme hatası olduğunu varsayar. Model, maksimum olabilirlik yöntemi kullanılarak seçilir. David Reich ve ark. Sibirya’daki Denisova Mağarası’ndan bir arkaik hominin grubunun genetik tarihi // Doğa: dergi. – 23/30 Aralık 2010. –Cilt. cilt 468. –S. 1053-1060. -doi:10.1038 / nature09710. Henrik B. Hansen, Peter B. Damgaard, Ashot Margaryan, Jesper Stenderup, Niels Lynnerup. Petröz ve Bone A Tooth sementumda Antik DNA Koruma Karşılaştırması // PLOS the One . – Halk Bilim Kütüphanesi , 2017-01-27. – Cilt 12 , is. 1 . – S. e0170940 . – ISSN 1932-6203 . – doi : 10.1371/journal.pone.0170940 . Jesse Dabney, Michael Knapp, Isabelle Glocke, Marie-Theres Gansauge, Antje Weihmann. Mitokondriyal genom dizisi Ultra kısa DNA parçalarından yeniden yapılandırılmış bir Orta Pleistosen mağara ayısının tamamı // Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı . – Ulusal Bilimler Akademisi , 2013-09-24. – Cilt 110 , is. 39 . – S. 15758-15763 . – ISSN 1091-6490 0027-8424, 1091-6490 . – doi : 10.1073/pnas.1314445110 . Iosif Lazaridis, Dani Nadel, Gary Rollefson, Deborah C. Merrett, Nadin Rohland. Antik Yakın Doğu’da çiftçiliğin kökenine dair genomik anlayışlar // Doğa. – 2016/08. – T. 536 , hayır. 7617 . – S. 419-424 . – ISSN 1476-4687 . – doi : 10.1038 / nature19310 . Beth Shapiro ve Michael Hofreiter (ed.). Antik DNA: Yöntemler ve Protokoller. – Moleküler Biyolojide Yöntemler. – © Springer Science + Business Media, LLC 2012 .– S. cilt. 840. – ISBN DOI 10.1007 / 978-1-61779-516-9_10. Lindahl T. DNA’nın birincil yapısının kararsızlığı ve bozulması   // Doğa. – 1993. – Cilt. 362, hayır. 6422 . – S. 709-715. – doi : 10.1038 / 362709a0 . – PMID 8469282 . S. Blair Hedges, Mary H. Schweitzer. Dinozor DNA’sının tespiti   // Bilim. – 26 Mayıs 1995. – Cilt. 268 hayır. 5214 . – S. 1191-1192 . – doi : 10.1126 / bilim.7761839 . O zamanlar, insan genomunun bir araya gelmesi henüz mevcut değildi. İnsan Genom Projesine Bakın Zischler H., M. Höss, Handt O., von Haeseler A., ​​van der Kuyl AC, Goudsmit J. Detecting dinozor DNA // Science. – 26 Mayıs 1995. – Cilt. 268 hayır. 5214 . – S. 1193-1194 . – doi : 10.1126 / bilim.7605504 . Web Miller ve ark. Soyu tükenmiş yünlü mamutun nükleer genomunun dizilenmesi / Nature: dergi. – 20 Kasım 2008. – Cilt. cilt 456 . – S. 387-392 . – doi : 10.1038 / nature07446 . Hendrik N. Poinar ve ark. Metagenomikten Paleogenomiğe: Mamut DNA’sının Büyük Ölçekli Sıralanması // Science: dergi. – 20 Ocak 2006. – Cilt. cilt 311 . – S. 392-394 . – doi : 10.1126 / bilim.1123360 . Ludovic Orlando ve ark. Erken bir Orta Pleistosen atın genom dizisini kullanarak Equus evrimini yeniden kalibre etmek  // Nature: dergi. – 26 Haziran 2013. – Cilt. cilt 499 . – S. 74-78 . – doi : 10.1038 / nature12323 . Richard E. Green ve ark. Neandertal Genomunun Taslak Dizisi // Bilim. – 7 Mayıs 2010. – Cilt. cilt 328 . – S. 710-722 . – doi : 10.1126 / bilim.1188021 . Matthias Meyer et al. Sima de los Huesos  // Nature’dan bir hominin mitokondriyal genom dizisi A. – 16 Ocak 2014. – Cilt. 505 . – S. 403-406 . – doi : 10.1038 / nature12788 . Elizabeth Pennisi. DNA, Soyu Tükenmiş İnsanlardaki Aktiviteye Antik Genin İpuçlarını Tutar // Bilim: dergi. – 18 Nisan 2014. –Cilt. Cilt 344 hayır. 6181. –S. 245-246. -doi:10.1126 / bilim.344.6181.245. Briggs ve ark. Deamine sitozinlerin çıkarılması ve eski DNA’da in vivo metilasyonun tespiti  // Nucl. Asitler Araş. Rusça.  : dergi. – 22 Aralık 2009. – Cilt. Cilt 38 (6) . – S. e87 . – doi : 10.1093/nar/gkp1163 .  Jakob Skou Pedersen et al. Eski bir insan genomunun geniş nükleozom genom haritası ve sitozin metilasyon seviyeleri    // Genome Res Rusça.  : dergi. – 3 Aralık 2013. – Cilt. 24 . – S. 454-466 . – doi : 10.1101/gr.163592.113 .  David Gokhman, Eitan Lavi, Kay Prüfer, Mario F. Fraga, José A. Riancho, Janet Kelso, Svante Pääbo, Eran Meshorer, Liran Carmel. Neandertal ve Denisovan Haritalarını Yeniden Oluşturan DNA Metilasyonu // Science: dergi. – 17 Nisan 2014. –Cilt. Çevrimiçi Yayınlandı. -doi:10.1126 / bilim.1250368. Kirsten I. Bos, Verena J. Schuenemann, G. Brian Golding, Hernán A. Burbano, Nicholas Waglechner. Kara Ölüm kurbanlarından A Yersinia pestis’in taslak genomu // Nature. – 2011/10. – T. 478 , hayır. 7370 . – S. 506-510 . – ISSN 1476-4687 . – doi : 10.1038 / nature10549 . Kentaro Yoshida Verena J Schuenemann Liliana M Cano Marina Pais Bagdevi Mishra Rahul Sharma Chirsta Lanz Frank N Martin Sophien Kamoun Johannes Krause Marco Thines Detlef Weigel Hernán A Burbano. -İrlanda patatesinde bir kıtlığı tetikleyen Phytophthora infestans soyunun yükselişi ve düşüşü  // eLife: the Published online. – 2013. – Mayıs. KAYNAKLAR  Grigorenko A.P., Borinskaya S.A., Yankovsky N.K., Rogaev E.I. Karmaşık adli örneklerden antik DNA ve DNA ile çalışmadaki başarılar ve özellikler  // Acta Naturae. – 2009. – No. 3 . – S. 64-76 . Michael Hofreiter, David Serre, Hendrik N. Poinar, Melanie Kuch ve Svante Pääbo. DNA Ancient  // Nature Reviews Genetics  : dergi. – 2001. – Cilt. 2 . – S. 353-359 . – doi : 10.1038 / 35072071 . B. Shapiro, M. Hofreiter. Evrim ve Gen İşlevine Paleogenomik Bir Bakış: Antik DNA’dan Yeni Anlayışlar  // Bilim: dergi. – 24 Ocak 2014. – Cilt. 343 hayır. 6169 . – S. 3-16 . – doi : 10.1126 / bilim.1236573 . Eske Willerslev ve Alan Cooper. Teftiş kağıdı. DNA Kadim   // Proc. R. Soc. B  : günlük. – Ocak 2005. – Cilt. 272 hayır. 1558 . – S. 3-16 . – doi : 10.1098/rspb.2004.2813 .