KALITIM.

... konulu sunumlar: "KALITIM."— Sunum transkripti:

1 KALITIM

2 DNA DNA RNA Protein Özellik Bilginin biyolojik olarak akışı
(merkezi dogma) DNA DNA RNA Protein Özellik

3 Genetik Bilgi Akışı Gen ifadesi (Gen ekspresyonu)
Transkripsiyon + translasyon Genler transkripsiyon ve translasyon yoluyla proteinleri belirlerler DNA kalıp zinciri Figure 14-1 Flow of genetic information encoded in DNA to messenger RNA to protein. Üçlü kodon sözcükleri

4

5 • DNA: Tüm canlı organizmalarda genetik materyal; ökaryotlarda çekirdekte kromozomlar üzerindedir DNA zincirleri oldukça uzundur; örneğin en uzun insan kromozomu 247 milyon baz çiftini içerecek uzunluktadır. • Gen: DNA boyunca spesifik bir ürün olan kromozom üzerinde spesifik bir noktada birikmiş kalıtsal birim; Kromatin: Kalıtsal maddenin, bölünme halinde olmayan hücrelerin çekirdeğinde meydana getirdiği yapıya denir. Kromatin kalıtsal materyal olarak DNA molekülünün özel bazı proteinlerle birlikte oluşturduğu yapıdır. • Kromozom: genleri içeren ve diziye karışan linear DNA ve protein ortaklığı, • Genotip: Bir organizmanın genetik yapısı • Fenotip: Bir organizmanın genetik çatı ve çevre ile belirlenmiş görünen özellikleri • Alel: Bir kromozom lokusundan elde edilebilen bir DNA nükleotid dizisinin alternatif versiyonlarından biri • Polimorfizm: Popülasyonda iki ya da daha çok alternatif genotiplerin varlığını yansıtır, popülasyonda bireysel çeşitliliğin derecesi olarak dikkate alınır.

6 Bir Organizma Ne Kadar Kromozoma Sahiptir?
• Çoğu ökaryotik olan her hücre spesifik sayıda kromozoma sahiptir, • Somatik hücrelerde (sperm ve yumurta hariç) bu sayı diploiddir (2n), örn. insanlar diploid = 46. • Her kromozom tipinin iki katı (1 anadan ,1 babadan); haploid = 23. • Kromozomların tümü çift olarak mevcuttur; her çiftin üyeleri homolog kromozomlar diye adlandırılır. • Homolog kromozomlar genetik benzerlik gösterirken, bunlar kesin olarak birbirinin aynı değildir. Aynı genin farklı formları, yani aleller var olabilir.

7 Eşey hücrelerinin dışında kalan vücut hücrelerinde (somatik hücreler) her bir kromozom çeşidinden 2 tane bulunur, bunlara homolog kromozom denir. Döllenme sırasında homolog kromozomlardan biri anadan diğeri ise babadan gelir. Bu hücrelerde taşınan kromozom sayısına diploid kromozom sayısı denir. İki kromozom takımı bulunduğundan kısaca 2n olarak gösterilir. Otozomlar: diploid hücrelerde daima birer çift olarak bulunan ve biçimleri aynı olan kromozomlardır. Gonozomlar (eşey kromozomları): canlının eşeyine bağlı olarak biçimleri aynı veya farklı olabilen kromozomlardır. Örneğin insanda diploid kromozom sayısı olan 2n=46’nın 44 tanesi yani 22 çifti otozomlardır. Geri kalan bir çift ise gonozomdur ve kadınlarda iki tane X kromozomu (♀=44+XX) erkeklerde ise bir X ve bir Y kromozomu (♂=44+XY) bulunur.

8

9 İnsanda Eşey Farklılaşması:
Genetik Eşey Farklılaşması: Eşey kromozomlarında bulunan bazı genler tarafından belirlenir. Normal dişilerde iki X, normal erkeklerde de bir x ve bir Y kromozomu bulunur. Gonadal Eşey Farklılaşması: Eşey kromozomlarında bulunan ve eşeyi belirleyici genlerin etkisiyle embriyo gelişiminin belli bir evresinden itibaren erkek veya dişi gonadlar (eşey organları) meydana gelir. XY kromozomu taşıyan embriyolarda 6. haftada erkek gonadlar, XX kromozomu taşıyan embriyolarda ise 7. haftada dişi gonadlar gelişir. Y kromozomunun varlığı veya yokluğunun insanda embriyonun dişi veya erkek biçiminde gelişmesini tayin ettiği anlaşılmıştır. Y kromozomunun bulunmadığı durumda yani XX embriyolarında dokular dişi gonadlar (ovaryum) halinde farklılaşırlar. Dış Genital Eşey Farklılaşması: Embriyonik gonadlar bazı hormonları meydana getirirler; bu hormonlar da dış genital organların gelişimine yol açar. XY embriyolarda, testislerdeki Leydig hücreleri androjen salgılamaya başlar, erkeğe özel dış genital organların ve Wolf kanallarının oluşumunu sağlarlar. XX embriyolarında ise ovaryumların salgıladığı östrojenler dişiye özel dış genital organların ve Müler kanallarının gelişiminde etkili olur.

10 İnsanda Eşey Farklılaşması Anormallikleri:
Eşey hücreleri oluşurken mayoz bölünme sırasında bazı hatalar sonucu gonozomların eşey hücrelerine gidişinde olağan dışı durumlar olabilir. Mayoz sırasındaki başlıca hatalardan biri anafazda homologların birbirinden ayrılmaması (non-disjunction) ve birlikte aynı kutba çekilmeleridir. Bunun sonucunda XX taşıyan ve hiç gonozom taşımayan yumurtalar veya XY taşıyan ve hiç gonozom taşımayan spermler meydana gelebilir. Böyle gametlerin normal veya kendileri gibi meydana gelmiş anormal gametlerle döllenmeleri sonucunda çeşitli eşey anormallikleri ortaya çıkmaktadır. Gonozom sayısındaki değişikliklerden kökenlenen ve tıpta çeşitli tipleri saptanan eşey anormalliklerinin başlıcaları şunlardır.

11 1.Klinefelter Sendromu: Bu bireyler XXY gonozomlarını taşırlar, yani kromozom sayıları 47 (44 otozom+XXY)’dir. Genel olarak erkek görünümündedirler fakat testisler iyi gelişmemiştir ve olgun sperm üretemezler. Bu bireylerde kollar normalden uzundur, göğüslerinde kadınlardaki gibi gelişme eğilimi vardır ve çoğunda zeka geriliği görülür. X kromozomunun sayısındaki artışla zeka geriliği derecesi de artmaktadır. 2. Turner sendromu: Dişi eşeye ait fenotip gösteren bu kişilerde 45 kromozom vardır, eksik olan kromozom X gonozomlarından biridir; yani bu bireyler gonozom bakımından X0’dırlar (44 otozom+X). Bu tip insanların boyları kısa ve boyunları kalındır. Ovaryum ya hiç gelişmemiştir veya oldukça körelmiştir, menstruasyon meydana gelmez, ayrıca dişi eşeye ait sekonder karakterler de (göğüs gelişimi vb) gelişmemiştir.

12 3. Poli-X Dişi : Triplo-X yani 3 tane X gonozomu taşıyan dişilerdir
3. Poli-X Dişi : Triplo-X yani 3 tane X gonozomu taşıyan dişilerdir. Böyle bireylerin eşey organları genellikle normal gelişmiştir. Somatik gelişimleri de normaldir. Bazılarında ise hafif zeka geriliği veya eşeyle ilgili karakterlerde gelişme bozukluğu gözlenmektedir. Bu bireylerde X sayısındaki artışa paralel olarak zeka düzeyinde gerileme olmaktadır. 4. XYY Erkek : İki adet Y kromozomu taşıyan bu erkeklerin bazılarında eşey organlarına dair gelişme kusurları saptanmakla birlikte bunlar önemli anormallikler değildir. Hepsi uzun boylu olan bireylerin ergenlik çağında yüzlerinde kuvvetli ergenlik sivilceleri bulunduğu bilinmektedir. XYY taşıyan kişilerle ilgili ilk gözlemlerden çıkan ilginç bir sonuç bunların suç işleme eğilimlerinin fazla olmasıdır. Doğrudan doğruya suçlular arasında yapılan kromozom analizleri ile XYY taşıdıkları belirlenen bireylerin şiddete başvurulan eylemlerden çok hırsızlık, yangın çıkarma, sahtekarlık gibi suçlar işledikleri anlaşılmıştır.

13 Otozomal Kromozomlarda Düzensizlikler
Down Sendromu: En bilinen örnektir, mayoz bölünme sırasında 21. kromozomda ayrılmama olduğunda oluşan üreme hücresinde (gamet) ya bir fazla yada bir eksik kromozom olacaktır. Bir fazla 21. kromozomu olan gamet döllendiğinde oluşan zigotta 47 kromozom olur, yani 21. kromozomdan üç tane olur. Buda Down sendromlu birey oluşmasına yol açar. Herhangi bir kromozomun eksik yada fazla olması kendi has problemlere yol açar.

14 Mutasyon •DNA ikileşmesi süreci sırasında ikinci iplikçiğin polimerizasyonunda rastlantısal hatalar gerçekleşebilir. Mutasyonlar DNA dizisinde büyük yapısal değişiklikler yaratır; kromozomda geniş bölgelerde duplikasyonlar (ikilenmeler), inversiyonlar (evirmeler), delesyonlar (çıkarmalar) veya farklı kromozomlar arasında parçaların kazara aktarılması (translokasyon) sözkonusu olabilir. •Mutasyon adı verilen bu hatalar, özellikle bir genin protein kodlama dizisinde oluşmaları durumunda organizmanın fenotipi üzerinde güçlü bir etkide bulunabilir.

15 Mutasyon ve Tamiri •DNA’daki değişim oranını arttıran süreçler genelde mutajenik’tir. •Mutajenik kimyasallar genellikle baz eşleşmesine müdahale ederek, DNA ikileşmesinde hatalara yol açar. •Morötesi ışınım ise, DNA yapısına zarar vermek suretiyle mutasyonlara neden olur. •DNA polimeraz enziminin, mutasyonları düzeltme yeteneği sayesinde bu hataların oranı son derece düşüktür. –Hata oranı, her milyon bazda 1 olarak gözlemlenmiştir.

16 GENOTİP ve FENOTİP Kalıtsal molekülde bulunan ve organizmanın karakterlerinin tayininde rol oynayan kalıtsal birimlere gen adı verilir. Bir genin kalıtsal molekülde kapladığı fiziksel alan için lokus sözcüğü de kullanılmaktadır. Bir lokusda genin değişik biçimleri bulunabilir ve bunların her biri bir karakterin farklı şekilde belirmesine yol açar. Bir genin değişik biçimlerine allel adı verilir. (bazen “gen” veya “allel” deyimleri birbirine karışabilmekte ve gen deyimi çoğu kez allel yerine de kullanılmaktadır) Allel sayısı kaç olursa olsun diploid sayıda kromozom taşıyan bir organizma her kromozomdan birer çifte sahip olduğundan, bu allellerden sadece iki tanesini taşıyacaktır.

17 Eğer diploid bir bireyin taşıdığı alleller birbirinin aynı ise (örneğin AA, bb, DD vb.) bu birey bir homozigottur. Bazen birbirinin aynı alleller için identik (eş) deyimi de kullanılmaktadır. Buna göre bir homozigot identik genleri taşır. Buna karşılık eğer diploid bir bireyin taşıdığı alleller farklı ise (örneğin Aa, Bb, Dd vb.) bu birey bir heterozigottur. Heterozigot olarak bulunan allel çiftlerinin sayısına göre bireyler ayrı isimler de alırlar. Örneğin, tek bir gen (allel çifti) bakımından heterozigotlara monohibrid iki allel çifti bakımından heterozigotlara dihibrid, üç allel bakımından heterozigotlara trihibrid, daha çok sayıda allel çifti bakımından heterozigotlara genel olarak polihibrid denilmektedir.

18 Genotip ve Fenotip İlişkisi
Bir organizmanın sahip olduğu genlerin toplamına genotip adı verilir. Bireyin genotipini oluşturan genler o bireyin kendine özgü karakterlerinin meydana gelmesinden sorumludurlar. Bir organizmayı oluşturan açığa çıkan karakterlerin tümüne ise fenotip denir. Fenotip kavramı bir bireyin tüm iç ve dış morfolojik, fizyolojik karakterlerini kapsar. Kalıtsa l materya l fenotipik karakterlere ai t bilgiyi taşır ve fenotip bu molekülün yönetiminde ortaya çıkar . Bi r bireyin genotip i yaşamı boyunca normal olarak değişmediğ i halde ortam koşulları değişken olduğundan buna bağlı olarak bireyin fenotip i de zaman içersinde ve ortam koşullarına göre değişebilir. Buna göre fenotip genler arasındaki etkileşimler ve genlerle ortam koşulları arasındaki etkileşimler sonucu ortaya çıkar. Bu bakımdan bir bireyin fenotipi her zaman onun genetik yapısını tam olarak yansıtamaz.

19 Ortam Koşullarının Fenotipin Belirmesindeki Etkileri
Ortam koşullarının fenotipi etkileme yeteneklerinin özelliği ve ölçüsü iki ayrı yaklaşımla anlaşılabilmektedir. Farklı genotipteki bireyleri aynı ortam koşullarında tutmaktır. Örneğin, bir türün değişik varyetelerine ait bireyler tamamen aynı koşullarda uzun süre bırakılsalar da, farklı genlere sahip olmalarından kaynaklanan farklı karakterlerin devam ettiği gözlenir. Fenotipin ortaya çıkışında temel etken genotiptir.

20

21 İnsanda Fenotip Üzerine Ortam Koşullarının Etkileri
Tek yumurta ikizleri (monozigotik ikizler) üzerinde yapılan gözlemlerden yararlanılır. Bunlar tek bir döllenmiş yumurtanın bölünerek birbirinden ayrılması ve ayrılan hücrelerin gelişmelerini bağımsız olarak sürdürmeleriyle oluşan ikizler (veya ender olarak üçüzler, dördüzler vb.)dir. Böyle kardeşler tamamen aynı genotipe sahiptir ve bir klon oluştururlar. Herhangi bir karakter bakımından ikizlerdeki benzerliğin (veya farklılığın) ölçülmesinde basit bir yol bu karakterin ikizlerin birinde veya her ikisinde varlığını (veya yokluğunu) araştırmaktır. Eğer belli bir karakter ikizlerin her ikisinde de taşınıyorsa bu karakter bakımından uyumluluk söz konusudur yani fenotipleri aynıdır. Bunlara ek olarak tek yumurta ikizlerinin farklı koşullarda yetiştirilip gözlenmesi de büyük önem taşır.

22 GENLER ARASINDAKİ ETKİLEŞİMLER
Fenotipin ortaya çıkmasında esas etkin rolü genotip oynadığına göre canlılarda karakterlerin belirmesinde genler arasındaki etkileşimler büyük önem taşır. Bir karakterin fenotipte kendisini göstermesinde en basit yol, bu karakterin tek bir gen tarafından tayin edilmesidir. Buna karşılık çoğu kez bir karakterin belirmesinde birden fazla gen etkili olmaktadır.