Temel Genetik Kavramlar Uzm. Dr. Neslihan Duzkale

Genetik bilimi, kalıtım ve değişimle ilgilidir. Kalıtım; belirli bir özellik veya niteliğin anne ve babadan çocuklarına aktarılması Çevre; kişinin yaşamı boyunca maruz kaldığı dış etmenlerin tümü Çeşitlilik; aynı konudaki farklı özellikler

Gen ailesi: kodladıkları baz dizilerinde büyük benzerlik olması nedeniyle evrimsel olarak ilişkilendirilen gen dizisi içeren genler.(sitokrom p450) Multigen ailesi: birlikte evrimleşen genler grubu (minisatellit, mikrosatellit) Gen kümesi: benzer işleve sahip iki yada daha fazla komşu genin oluşturduğu grup (İmmünglobulin genleri) Segregasyon: Bir gen lokusundaki allellerin mayozda ayrılarak farklı gametlere dağılmasıdır.

Segregasyon Bir gen lokusundaki allellerin mayozda ayrılarak farklı gametlere dağılmasıdır.

Bağlantı(Linkage) Aynı kromozomdaki birbirine çok yakın olan iki lokusda bulunan allellerin gamet oluşumu sırasında mayozda birlikte aktarılma durumudur.

Genom; bir bireyin sahip olduğu genlerin tümü Gen dozu: genomda bulunan bir genin kopya sayısı Genotip; bir bireyin genetik yapısı veya bir lokusdaki allellerin tümü

Dominant(baskın) allel; Tek başına var olduğunda bile etkisini gösterebilen alleldir. AA veya Aa : etki var Kodominant(Ortaklaşa Dominant); Bir genin farklı iki allelinin heterozigot durumda etkisini göstermesidir. Her iki allel de homozigot gibi davranır. AB kan grubuna sahip bireylerde hem A hem de B kan grubundan sorumlu alleller vardır.

Resesif (Çekinik) allel; yalnızca homozigot durumda etkisini gösterebilen alleldir. aa: etki var Aa: etki yok Albinizim resesif özellikli bir hastalıktır, bu hastalık için; GenotipFENOTİP AA(homozigot dominant) normal Aa(heterozigot taşıyıcı)normal aa(homozigot resesif)albino

Fenotip; Genotipin, morfolojik, biyokimyasal veya moleküler bir özellik olarak ölçülebilen, ayrılabilen ve gözlenebilen ifadelenmesidir. Göz rengi Kan basıncı ve kan şekeri değerleri gibi. Fenokopi; Bilinen bir genin oluşturduğu fenotipin çevresel nedenlerle, ortaya çıkmasıdır.

Genokopi; Aynı fenotipi gösteren iki kalıtsal özelliğin birbirinden değişik kalıtım kalıbına sahip olmasıdır. Yarık damak-dudak 13. Kromozomun fazlalığı Multifaktöryel kalıtım Catel-Manzke sendromu (sporadik olgular)

Pleiotropi; Tek bir genin aynı anda birkaç bağımsız karakteri birlikte etkilediği durumdur. Bir gen Çok etki

Epigenetik DNA’nın baz diziliminde herhangi bir değişiklik yapmaksızın şeker fosfat omurgası üzerindeki değişimlerle gen ifadelenme biçiminin değişmesi

Penetrans (Etkinlik- P); Bir genin etkisini fenotipik olarak gösterme olasılığıdır. Dominant genin heterozigot olduğu durumda sıktır. Dominant bir gen taşıyan birey, genin etkisini fenotipik olarak göstermeyebilir! Bu durum Penetrans eksikliği olarak ifade edilir.

Ekspressivite Çeşitliliği; Bir genin ifadelenme derecesidir. Aynı genotipi taşımalarına rağmen bireylerde farklı fenotip saptanır. Gen her durumda etkindir. Kalıtsal allerji; Toz allerjisi Polen allerjisi

Homolog kromozomlar; Biri anneden diğeri babadan geçen bir çift kromozom Otozomal; Cinsiyet kromozomları dışında kalan 1-22 arası tüm kromozomlar veya bunlar üzerindeki genler Gonozomal: Cinsiyeti belirleyen kromozomlar veya bunlar üzerindeki genler insandaX ve Y gonozomal kromozomlardır XX XY

Diploid: somatik hücrenin kromozom sayısını gösterir. (46) Haploid: Gamet hücresinin kromozom sayısıdır. (23) Soma: vücut Gonad: Yumurtalık (kadın) ve testis (erkek) Gamet; yumurta ve sperm

Sendrom; tek ve özgül nedene bağlı olarak gelişen birden fazla gelişim kusurunun (malformasyon) birlikte görülmesidir. Marfan sendromu: Fibröz konnektif doku bozukluğu (FBN1 Mut.) *kalp-damar sistemi *kas-iskelet sistemi *gözler etkilenir

Konjenital; doğumda var olan İn-vivo; canlı organizmada yapılan in-vitro; yapay ortamda spontan: kendiliğinden de novo: yeni oluşmuş İzole (sporadik) vaka: ailede bilinen başka hasta birey olmadığını belirtir. Koinsidental (raslantısal): birbirinde bağımsız iki durumun tek bireyde bulunması

Kalıtım tipleri Kalıtsal hastalıklar, sonraki kuşaklara belli geçiş kalıplarına uyarak aktarılırlar. Tek genli kalıtım: Tek lokusdaki özel bir allelin belirlediği özelliklerdir. Kromozomal kalıtım: Kromozom sayı ve yapısının farklılıklarının belirlediği özelliklerdir. Multifaktöryel kalıtım: Genler+ Çevre birlikte etkilediği özelliklerdir. Atipik kalıtım: Ailesel birikim gösteren ancak tek genli kalıtıma uymayan durumlardır.

Populasyon: ortak bir gen havuzu oluşturan aynı türün bireyleri Irk: bazı gen allellerinin frekansı ile diğer populasyonlardan ayrılan populasyon Populasyon genetiği; Genlerin toplumsal dağılımını inceleyen bilim dalı

DNA Deoksiribo Nükleik Asit (DNA), tüm organizmalar ve bazı virüslerin canlılık işlevleri ve biyolojik gelişmeleri için gerekli olan genetik talimatları taşıyan nükleik asittir. Nükleik Asitler: DNA ve RNA olmak üzere iki grupta toplanır. Nükleotid denilen alt birimlerden meydana gelmiştir. Nükleotid= azotlu baz + pentoz şekeri ( 5 karbonlu) + fosfat grubu içerirler.

Azotlu bazlar: İki çeşittir – 9 atomlu, iki halkalı pürinler (Adenin, Guanin) – 6 atomlu tek halka içeren pirimidinler (Sitozin, Timin, Urasil) – A,C,G,T ve U şeklinde simgelenirler. – A,G,C DNA ve RNA’da ortak bulunur – T->DNA’da, U->RNA’da bulunur.

Pentoz Nükleik aside adını, taşıdığı şeker verir. Ribonükleik asitlerde-RİBOZ Deoksiribonükleik asitlerde-DEOKSİRİBOZ bulunur. Deoksiribozun ribozdan farkı C-2’ pozisyonunda OH grubu olmamasıdır.

Nükleotitlerde Bağlanma Nükleotid yapısındaki bağlar son derece özgüldür. Şekerin C-1’ atomu azotlu bazla kimyasal bağ yapar. Pürinlerde N-9, pirimidin ise N-1 atomu şekerin C-1’ atomu ile bağ yapar. Nükleotidlerde fosfat grubu, şekerin C-2’, C-3’ yada C-5’ atomu ile bağ kurar. Bu yapı, biyolojik sistemlerde en yaygın olan ve DNA ve RNA’da bulunandır.

Polinükleotitler İki mononükletit arasında bağ yapısında, iki şekere bağlı fosfat grubu yer alır oluşan bağ fosfodiester bağıdır, çünkü fosforik asit her iki taraftaki alkol grubu ( iki şekerdeki OH grubu ) ile ester bağı yapar. Aynı bağ, RNA da da bulunur. dinukleotitler & trinükleotitler oligonükleotitler (<20) polinükleotitler (>20)

Fosfodiester bağları DNA ve RNA’nın kovalent iskeletidir

DNA çifte sarmalında zincirler birbirlerinin tamamlayıcısıdır.

Farklı DNA formları

İnsan genomu ≈ 3 x 10 9 bp İnsan diploidtir, her çekirdek 6 x 10 9 bp yada ≈ 2 m DNA içerir 5-10  m çapındaki çekirdeğe nasıl sığmaktadır?

DNA’nın Kromozomlarda Paketlenmesi Kromozomlar içerdikleri DNA moleküllerinden çok daha kısadırlar. Bu nedenle DNA’nın kromozomlara paketlenmesi için hayli organize bir paketleme sistemi gereklidir. kromatin İnterfaz sırasında, genetik madde ve ilgili proteinler açılırlar ve nükleusun içinde kromatin olarak dağılırlar. Mitoz başladığında kromatin yoğunlaşır ve profaz sırasında bilinen tipik kromozomlar şeklini alır. Bu yoğunlaşma, her bir kromozom ipliğinin boyunun kez kısalmasını sağlar.

A T T A G C C G G C TATA T A G C C G G C T A A T Packaging DNA Histone proteins Histone octomer B DNA Helix 2 nm

A T T A G C C G G C TATA T A G C C G G C T A A T Packaging DNA Histone proteins B DNA Helix Histone octomer 2 nm

A T T A G C C G G C TATA T A G C C G G C T A A T Packaging DNA Histone proteins Histone octomer Nucleosome 11 nm B DNA Helix 2 nm

Packaging DNA A T T A G C C G G C T A A T Histone H1

DNA Paketlenmesi A T T A G C C G G C T A A T Histone H1

DNA Paketlenmesi A T T A G C C G G C T A A T Protein scaffold 11 nm “Beads on a string” 30 nm Tight helical fiber Looped Domains 200 nm

DNA Paketlenmesi G C A T Protein scaffold Metaphase Chromosome 700 nm 11 nm 30 nm 200 nm 2 nm Looped Domains Nucleosomes B DNA Helix Tight helical fiber

Kromatin: Bölünmeyen ökaryotik hücredeki kromozomal materyale denir. Amorftur ve nükleus’ta rasgele dağılmıştır. Histon: Bir kromatinde DNA’nın sıkıca bağlantılı olduğu proteinler Nükleozom: Histonlar ve DNA nükleozom adı verilen yapılar üniteler içinde katlanırlar.

Kromozom Morfolojisi ve Sayısı Karyotip, bir birey veya türün kromozom morfolojisi, sayısı ve büyüklüğünü ifade eder. İdiogram: Kromozomların grafik olarak gösterimidir ve bir hücre içindeki ölçüm ve gözlemlere dayanır. Chroma: renkli Soma: cisim Sitogenetik: kromozom sayı ve yapısını inceleyen genetik bilim dalı

Kromozom Anotomisi Sentromerler; kromozomların en büyük daralma bölgesidir. Mitotik fibriller buraya bağlanır. 171 bç 100,000lerce kez tekrarlar, bunlara alfa satelit dizileri denir. sentromere bağlı proteinler buraya bağlanır.

Kromatin kromozomu oluşturan materyaldir. DNA, histon ve Non histon proteinlerini içerir. Ökromatin bölgeler kromozomda açık renkte boyanan protein sentezleyen genleri içeren bölgelerdir. Heterokromatin bölgeler koyu boyanır. İnaktif, ifadelenmeyen veya tekrarlayan DNA bölgelerini içerir. Konstitüsyonel heterokromatin (sentromer,telomer,satellit)

KROMOZOMLARIN İŞLEVLERİ I) Kromozomlar, organizmanın genetik yapıtaşları olan genleri taşırlar. Bu yüzden kromozomlarda meydana gelen sayısal ya da yapısal bozukluklar organizmada büyük defektler oluştururlar. 2) Kromozomlar hücre bölünmesi sırasında, çok sayıda olan genleri, düzgün ve kolay bir şekilde yavru hücreye aktaran paket görevi yaparlar. 3) Kromozomlar, birbirine yakın olan bağlı genlerin bu bağlılığını koruyacak biçimde yavru hücreye geçişini sağlarlar. Bu olay genetik yapıdaki belirli özelliklerin sürekliliği için gereklidir.

Kromozomlar Kardeş kromatidler telomertelomer sentromer p kolu q kolu

KROMOZOM MORFOLOJiSi 46 tek yada 23 çift olan insan kromozomları mikroskobu altında, hücre bölünmesinin metafaz evresinde kolaylıkla görülebilmektedir. Kromozomlar, sentromerin kromozom kolları ile ilişkisi gözönüne alınarak sınıflandırılmaktadır. Sentromer, kromatidleri tam ortadan birbirine bağlayarak oluşuyorsa metasentrik, bir uca daha yakın oldugunda submetasentrik, tam uçta olduğunda ise akrosentrik kromozom olarak değerlendirilir.

Telomerler: Kromozomların uçlarında bulunurlar. TTAGGG/AATCCC dizilerinin tekrarlarından oluşurlar. D loop oluşturarak kromozom uçlarını kapatır.

Subtelomerler 8, ,000 baz içeren kromozomun telomer bölgesine yakın bölgelerdir. Tekrar dizileri telomer dizilerine benzerlik gösterir. Gen aileleri içerirler (ör: olfactory receptor genler).