Biyoarkeoloji ve Antik DNA: Bölüm 1

Biyoarkeoloji ve Antik DNA: Bölüm 1

51

Biyoarkeoloji, geçmiş dönemlerde yaşamış insan topluluklarına ait organik kalıntıların incelenmesiyle bu insanların yaşam biçimlerinin ortaya çıkarılmasını amaçlayan bir disiplin olarak tanımlanabilir. Bu organik kalıntılar içinde insanlara ait kemikler, dişler olabildiği gibi korunmuş yumuşak doku kalıntıları da (deri, saç vb.) yer almaktadır. Eski insan kalıntılarının biyoarkeolojik açıdan analiziyle başta beslenme yapıları, akrabalık ilişkileri, sağlık durumları ortaya çıkarılabilmekte, elde edilen bilgiler arkeolojinin ürettiği bilgilerle birleştirilerek toplulukların çevreyle kurdukları ilişkiler, genel anlamda yaşam biçimleri ve bunların biyolojilerine etkileri aydınlatılabilmektedir. Biyoarkeolojik çalışmaların metodolojik açıdan oldukça zengin olduğu söylenebilir. Makroskobik çalışmaların yanı sıra çeşitli mikroskobik yöntemler bunlar arasında yer alır. Özellikle yakın zamanlardaki teknolojik imkânlar sayesinde çok sayıda yeni teknik eski insan topluluklarına ait çeşitli bilgilerin elde edilmesini olanaklı kılmıştır. Bunlar arasında eskiden yaşamış insanların genetik yapısının incelendiği antik DNA (aDNA) yakın zamanlarda popüler bir alan olarak karşımıza çıkmıştır. Bu yazıda biyoarkeoloji disiplini içinde antik DNA araştırmalarının yeri incelenecektir. Sanattan insana, kültürden tıbba her şey Arkhe Arkeoloji Dergisi‘nde!

DNA (Deoksiribonükleikasit) insan dâhil neredeyse tüm canlılarda kalıtsal yapının kodlandığı bir biyomoleküldür. Bu molekülün bizatihi kendisi ve çevre ile girdiği etkileşimin ürünü olarak anatomik yapımız ve genel olarak vücudumuzun işleyişi diyebileceğimiz fizyolojimiz ortaya çıkmaktadır. Daha açık söylemek gerekirse, sahip olduğumuz genetik altyapı ve bunun çevre ile etkileşimi sayesinde bir taraftan insan olarak organizmamızın biçimi ve boyutu, iç ve dış görünüşümüze ait karakterler oluşmakta diğer yandan vücudumuzun idame etmesini, vücut içi dengemizin sürmesini sağlayan metabolizma aktiviteleri düzenlenmektedir. Bu açıdan bakıldığında DNA üzerine yapılan çalışmalarda hem bireysel olarak hem de topluluk düzeyinde çok önemli bilgiler elde edilebileceği tahmin edilebilir.

Antik DNA çalışmaları, geçmişte yaşamış ve günümüzde ancak mumyalaşmış dokuları, kemikleri, dişleri, diştaşları, kan örnekleri kalmış canlıların kalıntıları üzerinde yürütülmektedir. 1980’lerin ortalarında ilk defa soyu tükenmiş bir at/zebra türünden olmak üzere aDNA çalışmaları başlamış, kısa süre içinde insanla ilgili ilk örnekler elde edilmiştir. Özellikle DNA parçalarının çok sayıda üretilebilmesini olanaklı kılan polimeraz zincir reaksiyonunun (PCR-PZR) keşfi, güncel genetik araştırmalarında olduğu kadar antik DNA çalışmalarında da yankısını bulmuştur. Bu sayede antik örneklerdeki çalışmalar giderek artmıştır. Heyecan verici ilk sonuçların etkisiyle aDNA çalışmaları hızlıca devam etmiş fakat aynı zamanda bu ilkin çalışmalarda çeşitli problemler gündeme gelmiştir. Bu nedenle bir yandan yeni araştırmalar icra edilirken diğer yandan bu sorunların çözümü için yeni yollar aranmasına da devam edildiği söylenebilir. aDNA çalışmalarında karşılaşılan güçlüklerin önemli bir kısmı DNA’nın doğasından kaynaklanmaktadır. DNA ikili sarmal yapısına sahiptir ve bileşiminde fosfat, beş karbonlu şeker ve bir azotlu bazı bulunduğu nükleotit denilen moleküllerin özgün bir sıra halindeki diziliminden oluşmaktadır.

Diğer vücut dokularına benzer olarak bu dokular içinde yer alan biyomoleküller de ölüm zamanından itibaren bozunmaya (degradasyona) başlar, DNA da bu bozunmadan muaf değildir. Hücre içinde bulunan çeşitli enzimler ve kimyasalların sebep olduğu postmortem değişimler DNA’nın bütünlüğünün yitirilmesine, onun küçük parçalar haline gelmesine yol açar. Ölüm sonrası süreçte gerçekleşen değişimler bununla sınırlı da değildir. DNA’nın ikili sarmalındaki kesilmeler ya da DNA zincirleri arasındaki çapraz bağ oluşumları, DNA’nın yapısını oluşturan bazların kaybı ve nükleotit yer değiştirmeleri bunlar arasında sayılabilir. Ölü organizmanın içinde bulunduğu koşullar çürümenin süreçlerini etkiler. Toprak altında geçirilen zaman içinde karşılaşılan tafonomik süreçler (ölüm sonrası koşullar), biyoarkeolojik materyalin dış yapısında olduğu kadar moleküler yapısında da değişiklikler yaratmaktadır. Yapılan incelemeler verimli bir şekilde analiz edilebilecek nitelikte antik DNA’nın elde edilebilme ihtimalinin, incelenen örneğin kronolojik olarak günümüzden uzaklığından ziyade, DNA yapısının korunabileceği çevresel şartlarda bulunmasıyla ilişkili olduğu ifade edilmektedir. Bu konuda yapılan araştırmalarda, DNA’nın uzun süre sağlam kalmasını etkileyen tafonomik unsurlar içerisinde ısı, dengesiz çevresel değişimler, pH, toprak kimyası, nemlilik, güneş radyasyonu, oksijen, suya mağruz kalma, eser miktardaki metaller ve biyotik (canlılar) faktörlerin etkili olduğu bildirilmiştir. Bu yüzden antik DNA çalışmaları bireyden bireye, topluluktan topluluğa farklı verimlilikte olabilir. Soğuk iklimlerde, nem derecesi düşük ortamlarda tespit edilen örneklerden çok daha iyi sonuçlar elde edilebildiği söylenebilir. En az bunlar kadar çalışmaların seyrini etkileyen diğer bir konu kontaminasyon (bulaşma-kirlenme) adı verilen diğer canlıların DNA’sının hedef örneklere bulaşmasıdır. Kontaminasyon genetik bilgisini elde etmek istediğiniz bireyin yerine farklı bir insanın veya diğer organizmaların DNA’sını “yanlışlıkla” elde etmenize yol açabilmekte, bu şekilde çalışmaların sonuçlarını doğrudan etkileyebilmektedir. Çalışılan bireye ait mezardan kaynaklanan çevresel DNA’nın (yakın temastaki bakteri ve/veya mantarlar gibi, diğer canlılara ait DNA) yanı sıra arazi çalışmaları ve/veya laboratuvar aşamaları sırasında gerçekleşebilecek güncel DNA kontaminasyonu antik DNA çalışmalarının önündeki engellerdendir. 

Antik DNA çalışmalarının başlangıcından sonra takip eden on yıllar içinde özellikle aDNA çalışmaları için ayrılmış adanmış laboratuvarların sayısının artması, ilgili prosedürlerin geliştirilmesi ve yakın zamanlarda yeni nesil dizileme teknolojisinin çalışmalara entegre edilmesiyle eski insan topluluklarının kalıtsal yapısına ait bilgilerimiz son derece artmıştır, yukarıda sayılan sorunların üstesinden gelinmeye çalışılmıştır. Bu sorunların tamamı hakkında nihai bir çözüm sağlanamasa da artık çeşitli arkeolojik ve fosil kazı çalışmalarından ele geçen bitki kalıntıları, hayvan kalıntıları ve insan kalıntılarının, geliştirilen yeni teknolojiler sayesinde rahatlıkla incelenmekte ve analiz edilebilmekte, elde edilen bulgular birçok arkeolojik, antropolojik ve biyolojik sorunun çözümünde önemli rol oynamaktadır.  Öyle ki, artık aDNA yöntemiyle 450-800 bin yıl öncesine ait bir böcekten ya da 700 bin yıl öncesine ait donmuş bir at kemiğinden DNA elde edilebilmekte ve analiz edilebilmektedir. Hepsi ve daha fazlası Arkhe Dergisi Sayı 7‘de!

Özellikle insan aDNA’sı üzerine yapılan çalışmalar arasında; anasal ve atasal soy ilişkilerinin ortaya çıkarılması, genetik cinsiyetin belirlenmesi yoluyla ölü gömme adetlerinin ve demografik yapının araştırılması, populasyon devamlılığının ve göçlerinin incelenmesi, evrimsel ilişkilerin ortaya konması, insan ve insan dışı aDNA’nın incelenmesiyle beslenme yapısının, evcilleştirmenin, tarihi ve tarihöncesi hastalıkların ortaya çıkarılması gibi konular yer almaktadır.

Yazar:

Dr. Öğr. Üyesi Ali Metin BÜYÜKKARAKAYA

Sevgi YORULMAZ




Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir