Hazırlayan: Arş. Gör. Ayşenur YAZICI Mikrobiyal Biyoteknoloji Anabilim Dalı 2017

George Mendel 1822-1884 yılları arasında yaşamış ve genetik bilimini kurmuştur. Fizik ve Matematiğe büyük ilgi ve yeteneği vardı. Genetik biliminin kurucusu ve genetiği matematiksel modellerle açıklamaya çalışan ilk bilim insanıdır. Derse Giriş Videosu: https://www.youtube.com/watch?v=H-DfC7IiCxg

Ne yapmış? Mendel Bezelyelerle çalışmıştır. ‘Experiments in Plant Hybridization’ adlı bilimsel makalesi 1865 yılında basılmıştır. Bu makalede Mendel’in 8 yıllık deneysel sonuçları bulunmaktaydı.

Neden Bezelye? İyi bir genetik modeldir. Fertilizasyonu kontrol edilebilir. Polenleri ile çaprazlama yapılabilir. Yetiştirilmesi kolaydır. Gözle rahatlıkla görülebilen fenotipik özelliklere sahiptir. Mendel Bezelyelerde 7 farklı karakter ile çalışmıştır. Her karakter iki farklı forma sahiptir.

7 Farklı Karakter Tohum Rengi Tohum Zarfı Rengi Tohum Şekli Tohum Kabuğu Rengi Tohum Zarfı Rengi Tohum Zarfı Şekli Bitkideki Çiçek Yerleşimi Bitki Boyu

Soru: Bezelyeler 2 farklı özellikte olursa, buruşuk ve düzgün, bunlar çaprazlandığında özelliklerden hangisi ortaya çıkar? Deney: Farklı özelliklerdeki bu bitkiler çaprazlanır. (Fertilizasyon Metodu) Kendileşmenin önlenmesi için anther bölgesi çıkartılır. Bir bitkideki tozlar (polen) diğer bitkiye verilir. Fertilizasyon başlatılır ve hangi özellikteki bitki gelişir diye incelenir.

Tohumlardan gelişen bitkiler incelenir.

Sonuç 3:1 Çaprazladığı ilk bitkiler homozigot özelliktedir. Fertilizasyondan sonra oluşan bitkiler (F1) ise düzgün özellikte oluşmuştur. F1 bitkileri kendileştirildiklerinde (Self - Fertilization) F2 bitkileri oluşur. Bu bitkiler ise 5474’ü düzgün, 1850 tanesi buruşuk özellikte oluyor.

Mendel’in Prensipleri 1. Kanun : «One allele of each parent is randomly and independently selected, with probability 1 2 , for transmission to the offspring; the alleles unite randomly to form the offspring’s genotype.» Ayrılma yasası: Aa ve Aa çaprazlamasında fenotipik oran 3:1 iken genotipik oran 1:2:1’dir. Her allel rastgele bir şekilde döle geçiş gösterir.

Mendel’in Prensipleri 2. Kanun: «The alleles underlying two or more different traits are transmitted to offspring independently of each other; the transmission of each trait separately follows the first law of segregation.» Bağımsız Dağılım Yasası: İki yada daha fazla özellikteki canlılar çaprazlandıklarında her özellik bağımsız bir şekilde dağılır.

Monohibrit Çaprazlama Bir gen ile yapılan çaprazlamadır. Çaprazlamanın diğer adı hibridizasyondur. Punnet Karesi Yöntemi: Basit genetik çaprazlamalarda oluşacak döllerin özelliklerini bulmaya yarayan basit bir genetik araçtır. Mono ve dihibrit çaprazlamalarda kullanışlıyken, özellik sayısı artıkça elverişsiz bir yöntem olarak karşımıza çıkmaktadır.

Dihibrit Çaprazlama İki özellik bakımından yapılan çaprazlama türüdür.

Deneysel Model Üzerinden Açıklama Mendel homozigot bireyleri çaprazlamıştır. P generasyonu anne ve babayı göstermektedir. Anne ve babadan iki allel ayrılırken birbirinden bağımsız olarak ayrılır. Sonuçta oluşan gametler birleşir ve F1 generasyonunu oluşturur. Şekildeki deneysel modelde heterozigot özellikteki Rr bireyi oluşur. Bu birey kendileştirildiğinde;

Oluşan F2 bireylerinde 3:1 oranında olarak şekilde 2 farklı fenotip oluşur. Oluşan F2 bireyleri kendileştirildiğinde, F3 generasyonunda çıkan özellikler deneysel modele göre farklılıklar göstermektedir.

Soru: Farklı alleller birbirinden bağımsız ayrışır mı? Deneysel model ile açıklama: Düzgün ve sarı tohumlar ile buruşuk ve yeşil tohumlar çaprazlandığı zaman; F1 bireylerinin tamamı düzgün ve sarı renkli oluşur. Bu bireyden oluşan gametler; RY ry Ry rY Düzgün Sarı Buruşuk Yeşil Düzgün Yeşil Buruşuk Sarı

Sonuç 9:3:3:1 Kendileştirme sonucu: 4 farklı genotip oluşuyor ve bu genotipler birleştiridiğinde tüm allelerin birbirine bağlı olmadan geçiş yaptıkları gözlenir. Yani sarı düzgüne, yeşil buruşuğa veya sarı buruşuğa, yeşil düzgüne bağlı olarak geçiş yapmamaktadır.

Model Organizmalar Canlılar ortak atadan evrildikleri için benzer genetik yapıya sahiptirler.

Neden Model Organizma? İnsan komplike bir canlıdır. İnsan üzerine yapılan deneyler etik sorunlar taşımaktadır. Bu sebepten dolayı bilim insanları insana benzeyen model organizmalarla çalışmaktadır. Model organizmalar insandan oldukça farklı olmalarına rağmen çok benzer biyokimyasal yapıya sahiptir. Örn: İnsan Ras Geni:

Organizasyon Şeması Canlılarda Genomik organizasyon korunmuşluk gösteririr. Örneğin Hox genleri vücut planını belirleyen genlerdir. Bu genler büyük ölçüde canlılarda korunmuştur.

Karşılaştırma

Model Organizmaların Özellikleri Küçük genoma sahiptirler. Laboratuvar ortamında yetiştirilmeye elverişlidirler. Boyutları küçüktür. Jenerasyon süresi kısadır. Genomları dizilenmiştir. Ucuz besinlerle beslenebilirler. Maliyetleri azdır. Çok fazla bilim insanı tarafından çalışılması.

Sık kullanılan model organizmalar Prokaryotlar: Basillus subtilis, Escherichia coli, Lamda Fajı (Virus) Ökaryotlar: Saccharomyces cerevisiae, C. elegans, Mus musculus, Rattus norvegigus, Drosophila melanogaster, A. thaliana, zebrafish

Herkese İyi Çalışmalar… Bulutsuz günler dileğiyle… Ayşenur Yazıcı