Kavramlar:
alel |
biyolojik çeşitlilik |
dihibrit |
dominant |
eş baskınlık |
eşeye bağlı kalıtım |
fenotip |
gen |
genotip |
gonozom |
, hemofili |
heterozigot |
homozigot |
monohibrit |
mutasyon |
otozom |
Punnett karesi |
rekombinasyon |
renk körlüğü |
resesif |
soyağacı |
varyasyon |
|
|
nesilden nesle nasıl geçtiğini araştıran bilim dalına kalıtım bilimi veya genetik denir.
GENETİK İLE İLGİLİ TEMEL KAVRAMLAR
Gen: Kromozomların kalıtsal bir karakterin oğul döllere aktarılmasını sağlayan bölümüne denir.
Gen, yaklaşık 1500 adet nükleotitten oluşan DNA parçasıdır.
Allel gen: Bir karakterin kalıtımından sorumlu gen çiftidir.
Allel gen sayısı her karakter için biri anneden diğeri babadan olmak üzere en az iki tanedir. İkiden fazla olsa bile birçok canlı bunlardan en fazla ikisini taşır.
Lokus: Bir genin kromozom üzerindeki özgül yerleşim yeridir.
Kromozom: DNA ve proteinden oluşan, kalıtsal bilgileri taşıyan hücredeki yönetimi ve kalıtımı sağlayan yapılardır.
Homolog kromozom: Diploit (2n) canlılarda bulunan, biri anneden diğeri babadan gelen aynı özelliğin genlerini taşıyan büyüklük ve şekilleri aynı olan kromozomlardır.
Homozigot (Arı döI = Saf döI): Bir karakter için aynı yönde etkili alel genleri taşıyan bireylere denir.
(SS, ss, AA, aa, XRXR, XrXr ) şeklinde gösterilir.
Heterozigot (Melez döI = HibritdöI): Bir karakter için farklı yönde etkili alel genleri taşıyan bireylere denir.
(Ss, Aa, XRXr ) şeklinde gösterilir.
Dominant (baskın) gen: Etkisini hem homozigot, hem de heterozigot durumda gösterebilen gendir. Büyük harf ile gösterilir. Örneğin; bezelyelerde sarı tohum rengi baskın, yeşil tohum rengi çenik özelliktir. Buna göre; sarı renk geni büyük “S” ile, yeşil renk geni küçük “s” ile gösterilir. SS Homozigot sarı, SsHeterozigot sarı olur.
Resesif (çekinik) gen: Etkisini sadece homozigot iken gösterebilen gendir.
Küçük harf ile gösterilir. Örneğin; yeşil tohumlu bezelyenin genotipi, “ss” şeklinde gösterilir.
BİLGİ:
Çekinik bir özelliğin genotipi her zaman homozigot olur. Heterozigot olmaz. Ancak baskın özelliklerin genotipi homozogit da olabilir heterozigot da olabilir.
Genotip: CanIının sahip oIduğu genIerin tümüne denir.
Diploit canlıda (2n) genotip yazılırken, her bir özellik için biri anneden diğeri babadan gelen genler aynı harfin büyüğü veya küçüğü kullanılarak iki harf ile gösterilir.
Örneğin; homozigot baskın ise : “AA”, Heterozigot baskın ise ”Aa” , Çekinik özellik ise “aa” şeklinde gösterilir.
Haploit (n) canlıda ise genotip yazılırken her bir özellik için bir gen bulunacağından dolayı bir harf kullanılır. Örneğin; A, b gibi.
Fenotip: Genotip ve çevresel faktörlerin etkisiyle ortaya çıkan dış görünüşüne denir. Yani genotipin dışa yansımış halidir. Kıvırcık saçlı, mavi gözlü, A kan grubu gibi.
Fenotip yazılırken etkisini gösteren geni yazmak yeterlidir.
Örneğin; Genotip: AA, ise, fenotip baskın genin taşıdığı özellik olacağından A şeklinde ifade edilir. Genotip: Aa şeklinde ise fenotip yine A şeklinde olur. Çünkü “a” geni küçük harfle yazıldığına göre çekiniktir. Baskın olan “A” geni yanında etkisini gösteremez. Genotip: “aa” şeklinde ise iki çekik gen bir aradır. Etkisini gösterebilir. Dolayısı ile fenotip “a” şeklinde ifade edilir.
- Hücrelerin farklı kromozom durumlarına göre genotip ve fenotipin sembollerle gösterilmesi:
Kromozom durumu |
Genotip |
Fenotip |
Haploit (n) |
AbCd |
AbCd |
Diploit (2n) |
AabbCCDD |
AbCD |
Triploit (3n) |
AAabbbCccDDD |
AbCD |
ÖRNEK |
|
Karakter |
Özellik |
Kan grubu |
A Kan grubu |
Çiçek rengi |
Mor çiçek |
Tohum şekli |
Buruşuk tohum |
Saç şekli |
Kıvırcık saç |
Bağımsız gen: İki veya daha fazla genin farklı
kromozomlar üzerinde bulunması durumudur. Bağımsız genlerde, Gen sayısı = Kromozom sayısı Örnek: AaBbgenotipinde genler bağımsız ise gösterimi: |
|
Bağlı genler: İki veya daha fazla genin aynı
kromozom üzerinde bulunması durumudur. Örnek: AaBbgenotipinde genler bağlı ise gösterimi: |
|
Örnek uygulama: AABbDdeegenotipinde A ve d
genleri bağlı diğer genler bağımsız ise kromozom ve genlerin dağılımını
gösteren şekli çiziniz. |
|
AYRINTI Ard arda gelen şansa bağlı bağımsız
olayların birlikte değerlendirilmesinde binom açılımından yararlanılır. Soru: Bir ailenin olabilecek 4 çocuğundan
3’nün kız ve 1’nin erkek olma olasılığı nedir? Çözüm: E= Erkek olma olasılığı =1/2 K= Kız olma olasılığı =1/2’dir. Toplam 4 çocuk olduğu için E+K’nin 4.
dereceden açılımı yapılır. (E+K)4 = E4 + 4 E3
K + 6 E2K2 + 4EK3 + K4 E: Birinin erkek olma olasılığı K3: Üçünün kız olma
olasılığı 4EK3: 1 erkek 3 kız ve olma
olasılığı 4EK3: 4(1/2).(1/2)3
= 4.1/2.1/8 =4/16=1/4 bulunur. |
BİR UYGULAMA AaBBDdgenotipinde genler bağımsızdır. Buna göre kaç çeşit gamet oluşur? Bu gametleri yazınız. n = 2 (Aa ve Dd) ise 2n = 22
= 4 çeşit gamet oluşur. Bu gametler yazılırken heterozigotlar
alt alta, homozigotlar ise bunların karşısına arada ok işareti ile yazılır.
Sonunda okların yönü takip edilerek gösterdiği harfler gametleri verir. |
- Bağlı genler homolog kromozomların ayrılması sırasında birbirinden ayrılmadan, aynı gamete gittikleri için bağımsız genlere göre daha az çeşit gamet oluşur.
- Ancak bazen mayoz-I’inprofaz-I evresinde homolog kromozomların kardeş olmayan kromatitleri arasında parça değişimi (krossingover) olabilir. Bu durum gamet çeşitliliğini arttırır.
- Bağlı genler arasındaki mesafe arttıkça krossingover olma ihtimali de artar.
UYGULAMA AaBBEeNnMMgenotipli bir canlıda A ile N ve e ile M genleri bağlı, diğer genler bağımsız ise, a.Diploit hücresindeki kromozom ve
genlerin dağılımını gösteren şekli çiziniz. b.Parça değişimli (kros-overlı) kaç
çeşit gamet oluşturur? c.Parçadeğişimsiz (kros-oversız) kaç
çeşit gamet oluşturur?
b. Parça değişimli dediği için genler
bağımsız kabul edilir. n= 3 ise; 23 = 8 çeşit gamet
oluşur. c. I.Yol: Parça değişimsiz dediği için genleri bağlı olan karakterler tek kabul edilerek melez sayısı belirlenir. II. Yol: Bağlı genleri ayırmadan gamet
çeşitleri ayrı ayrı yazılarak oranları bulunur. Beraber olma oranları ise bunlar
çarpılarak hesaplanır. |
- GregorMendel yetiştirdiği bezelyelerle deneyler yaparak temel genetik yasalarını keşfetmeyi başarmıştır.
- Mendel'in başarılı sonuçlar alması çalışmalarında tesadüfen bezelyeleri seçmiş olmasıyla ilgilidir. Çünkü bezelyeler çaprazlama için uygun özelliklere sahip bitkilerdir.
- Bağlı gen
- Krossingover
- Eşbaskınlık
- Eksik baskınlık
- Çok alellilik
- Dihibrit çaprazlama ile F2 dölünde oluşan bireylerin fenotip ayrışım oranı 9:3:3:1 şeklinde ortaya çıkar.
BİR
UYARI Kendileştirme çaprazlamalarında
bireylerdeki karşılıklı heterozigot karakter sayısı "n" olmak
üzere; -Fenotip çeşidi: 2n, -Genotip çeşidi: 3n, -Genotip sayısı 4n formülü
ile bulunur. Örnek
soru 4: SsDd x SsDd
çaprazlamasında; a. Kaç çeşit fenotip oluşur? b. Kaç çeşit genotip oluşur? c. Oluşan genotip sayısı kaçtır? ÇÖZÜM: Bu bir kendileştirme çaprazlamasıdır. a. Fenotip çeşidi: n=2 ise 2n
= 22= 4 çeşit fenotip b. Genotip çeşidi: n=2 ise 3n=
32= 9 çeşit genotip c. Genotip sayısı: n=2 ise 4n
= 42 = 16 tane genotip oluşur. |
- Ancak mor çiçekli bitkilerin genotipi homozigot (MM) ya da heterozigot (Mm) olabilir. Mor çiçekli bir bezelyenin genotipinin homozigot mu (MM) yoksa heterozigot mu (Mm) olduğunu belirlemek için mor çiçekli bir bitki ile beyaz çiçekli (mm) bir bitki çaprazlanır.
- Eğer atasal bitki baskın homozigot ise MM x mm çaprazlaması yapılmıştır. Elde edilen yavruların tümü Mm genotipinde olacak ve mor çiçekli olacaktır.
- Eğer atasal bitki heterozigot ise bu durumda Mm x mm çaprazlaması yapılmıştır. Elde edilen yavruların yarısı mor çiçekli yarısı beyaz çiçekli olacaktır.
- Bu çaprazlamada, beyaz çiçekli bitkilerin meydana gelmiş olması, mor çiçekli atasal bitkinin heterozigotgenotipe (Mm) sahip olduğunu gösterir.
Fenotip(Kan grubu) |
Genotip |
Alyuvardaki antijen (Aglütinojen) |
M |
MM |
M |
N |
NN |
N |
MN |
MN |
M ve N |
|
P: |
MN |
MN |
|
|
G: |
M ve N |
M ve N |
|
|
|
M |
N |
|
|
M |
MM |
MN |
|
|
N |
MN |
NN |
|
- Bir karakteri oluşturan allel çeşidinin ikiden fazla olmasına çok allelik denir.
- Örneğin tavşanlarda kürk renginin, meyve sineğinde göz renginin, insanda kan gruplarının kalıtımında ikiden fazla allel gen rol oynar.
- Bir popülasyonda bir karakterin kalıtımıyla ilgili çok allelik durumu söz konusu olduğunda, genellikle bu alleller arasında baskınlık bakımından bir hiyerarşi görülür. Büyük harf, seride yer alan diğer allellerin tümüne baskın olan aleli belirtmede kullanılır. Buna karşılık gelen küçük harf ise serideki diğer tüm allellerde çekinik olan aleli belirtir.
- Örneğin tavşanlarda tipik gri tavşan rengi (C), şinşila (cch), Himalaya (ch) ve albino (c) fenotiplerinin ortaya çıkmasından sorumlu aleller vardır. Bunlar arasındaki baskınlık hiyerarşisi C> cch > ch > c seklindedir
Tavşanlardaki
fenotipler |
Baskınlık
hiyerarşisine göre olası genotipleri |
Gri tavşan |
CC, Ccch,
Cch, Cc |
Şinşila |
cchcch,
cchch, cchc |
Himalaya |
chch,
chc |
Albino |
cc |
- A, B, AB ve 0 kan gruplarının kalıtımını A, B ve 0 genleri sağlar. Bu genlerden A ve B genleri baskın, A ve B genleri birlikte bulunursa eş baskın, 0 geni ise çekiniktir.
- Alyuvar yüzeyinde A antijeni varsa A grubu, B antijeni varsa B grubu, hem A hem de B antijenleri varsa AB grubu, antijen yoksa 0 (sıfır) grubu oluşur.
- Kan plazmasında ise antikorlar bulunur. A kan grubunun plazmasında anti B, B kan grubunun plazmasında anti A, 0 grubunun plazmasında hem anti A hem de anti B antikorları bulunur. AB kan grubunun plazmasında ise antikor yoktur.
Fenotip (Kan grubu) |
Genotipi |
Alyuvardaki antijen (aglutinojen) |
Plazmadaki antikor (Aglutinin) |
|
Homozigot |
Heterozigot |
|||
A |
AA |
A0 |
A |
anti-B (B antikoru) |
B |
BB |
B0 |
B |
anti-A (A antikoru) |
AB |
- |
AB |
A ve B |
Yok |
0 |
00 |
- |
Yok |
anti-A ve anti-B |
Fenotip (Kan grubu) |
Genotip |
Alyuvardaki antijen |
Plazmadaki antikor |
|
Homozigot |
Heteozigot |
|||
Rh (+) |
RR |
Rr |
Rh antijeni |
Yok |
Rh (-) |
rr |
- |
Yok |
Anti Rh oluşturabilir |
Eğer vericinin kanında alıcı için yabancı bir protein (A ya da B antijeni) varsa alıcı tarafından üretilen antikorlar (anti A ya da anti B) yabancı proteine tutunur ve kan hücreleri birbirine yapışarak kümelenir. Bu olaya çökelme (aglütinasyon) adı verilir.
Kan nakillerinde neye dikkat edilir?
Kan nakillerinde vericinin antijenine, alıcının ise antikoruna bakılır.
Aynı antijenle aynı antikor bir araya gelirse (A antijeni+anti A antikoru gibi) çökelme olur.
Kan nakillerinde vericinin antikorları dikkate alınmaz. Çünkü vericinin kanı ile birlikte gelen antikorlar alıcının bağ dokusu hücreleri tarafından yok edilir.
BİLGİ:
Kan nakillerinde Rh faktörü de önemlidir. Aşağıdaki şemada Rh faktörleri arasındaki alışveriş gösterilmiştir
- Kan uyuşmazlığında baba Rh+, anne Rh- ve çocuk Rh+’dir.
- İlk hamilelikte doğum normal gerçekleşir. Ancak ikinci ve daha sonraki gebeliklerde yine Rh+ çocuğa gebe kalınırsa bu durumda ilk doğum esnasında anne kanında oluşan Rh antikorları çocuğa geçer ve çocuğun alyuvarlarını çökeltir.
- Laboratuvarlarda Anti–A, anti–B ve anti–D serumları kullanılarak kan grupları belirlenebilir.
Anti–B serumu ile çökelme varsa, B antijenini olduğunu gösterir. B antijeni varsa B grubudur.
Anti–D serumu ile çökelme varsa, Rh antijeninin olduğunu gösterir. Rh antijeni varsa Rh+dir.
- Hem anti A hem de anti B serumlarının her ikisinde de çökelme varsa AB antijenleri birlikte var demektir. AB grubudur.
ÇOK ALELLİLİK İLE İLGİLİ
PROBLEMLER ve ÇÖZÜMLERİ
Çok allelikte kullanılan genel formüller:
n =
Allel gen sayısı olmak üzere
1. n = Fenotip
çeşidi sayısı (Eş baskınlık yoksa)
2. Eş
baskınlık ya da eksik baskınlık olduğu
durumda;
Fenotip
çeşidi = Alel gen sayısı + (Eş baskınlık ya da eksik baskınlık sayısı) olur.
3. n = Homozigotgenotip
sayısı olur.
4. = Birbirinden farklı heterozigot genotip sayısı
Karakter No |
Alel genler |
Baskınlık durumu |
I |
R, r |
R > r |
II |
N, n |
N > n |
III |
I K, I B |
I K= I B |
BİR UYGULAMA Aşağıda üç farklı
karakterin ortaya çıkmasını sağlayan allel gen çeşitleri ve baskınlık
durumları verilmiştir
Bu
karakterler bakımından bir popülasyonda oluşabilecek fenotip ve genotip
çeşitlerini bulunuz. İZLENECCEK
YOL: Her bir karakter için ayrı ayrı fenotip ve genotip çeşitleri sayısı
bulunur. Birlikte olma sayısı ise ayrı ayrı olma sayıları çarpılarak
hesaplanır. Fenotip çeşidi sayısı = n + (Eş
baskınlık sayısı) I.
Karakter için: n=2 ise Fenotip çeşidi = 2 II.
Karakter için: n = 3, Eş baskınlık sayısı = 1 ise Fenotip çeşidi = 3 + 1 = 4 III.
Karakter için: n = 2, Eşbaskınlık sayısı = 1 ise Fenotip çeşidi = 2 + 1 = 3 Bunların
birlikte olma sayısı: 2.4.3=24 çeşit fenotip Bunların birlikte olma sayısı: 3.6.3=54 çeşit genotip
|
- Canlıların vücut hücrelerindeki otozom sayısı 2n – 2’ye, üreme hücrelerindeki otozom sayısı ise n–1’e eşittir.
- Örneğin insanların vücut hücrelerinde 46 – 2 = 44 tane otozom kromozom (22 çift) vardır.
- Mayoz sonucunda gamet oluşurken erkekteki X ve Y kromozomları ayrı gametlere gittiğinden spermlerin yarısı X, yarısı Y kromozomu taşır. Dolayısıyla çocuğun cinsiyeti, babadan gelen spermin taşıdığı eşey kromozomuyla belirlenmektedir. Baba, çocuğuna kalıtım yoluyla X kromozomunu vermişse çocuk kız; Y kromozomunu vermişse çocuk erkek olmaktadır. Annenin yumurta hücresi, cinsiyet kromozomu olarak sadece X kromozomu taşır. Döllenme sonucunda oluşan zigottaki cinsiyet kromozomları XX şeklindeyse, çocuk kız olur; eğer zigot XY kromozomuna sahipse çocuk erkek olur.
Şema:
İnsanda eşeyin belirlenmesi
- İnsanın otozomal kromozomları, homolog çiftler halinde bulunur. Homolog kromozomların üzerinde aynı genlerin farklı allelleri bulunabilir.
- X ve Y kromozomlarının uzunlukları birbirinden faklıdır. Y kromozomu daha kısadır. X kromozomu üzerinde bulunan genlere X-bağlı genler; sadece Y kromozomu üzerinde yer alan genlere Y-bağlı genler denir.
- Erkekler ve dişiler, farklı sayıda X kromozomu taşıdığı için, bu kromozomun üzerindeki genlerin kalıtım şekli, otozomlar üzerinde yer alan genlerin kalıtım tarzından farklıdır. Yanda görüldüğü gibi dişilerdeki X gonozomları tam homologtur. Bu yüzden dişilerdeki tüm özellikler iki genle kalıtılır.
- Erkeklerde X ve Y gonozomları tam homolog değildir. Homolog olmayan kısımlardaki özellikler tek genle kalıtılır.
- Bu kısımda taşınan özellikler biri anneden diğeri babadan gelen iki genle belirlenir. Bu özellikler hem dişi hemde erkeklerde aynı oranlarda görülür.
- Bu kısımda taşınan özellikler hem dişi hem de erkeklerde görülür.
- Dişilerde iki genle belirlenirken, erkeklerde tek gen ile belirlenir.
- X kromozomuna bağlı karakterler doğrudan babadan oğula geçemez. Çünkü babadan oğula sadece Y kromozomu aktarılır.
- Bu kısımda taşınan özellikler babadan gelen tek bir gen ile belirlenir. Bu özellikler sadece erkeklerde görülür.
- Babada varsa erkek çocukta mutlaka görülür. Örneğin kulaklarında kıl bulunan bir babanın tüm erkek çocuklarının kulaklarında da kıl bulunur.
- X’e bağlı kalıtımda hastalık geni anne veya babadan alınabilir. Bu grup genlerin erkeklerde görülme olasılığı dişilerde görülme olasılığının iki katıdır. Erkeklerin hasta olması için taşıdıkları tek X kromozomunun hastalık genini taşıması yeterlidir. Dişilerin ise hasta olmaları için taşıdıkları iki kromozomun da hastalık genini taşımaları gerekir.
- Hasta erkeğin kız çocukları hasta, erkek çocukları ise normal olur.
- Hasta kadının kız ve erkek çocuklarının yarısı hasta olur.
- Hastalık babadan oğula geçmez.
- Hasta erkek çocuğun annesi mutlak hastadır. Dişilerde görülme oranı erkeklerden yüksektir.
- Hastalık çoğunlukla erkeklerde görülür ve bunların anneleri normal fakat ilgili gen için taşıyıcıdır.
- Hastalık babadan oğula geçmez.
- Hasta erkek sağlam kadınla evlenirse, kız çocuklarının tümü taşıyıcı, erkek çocuklarının ise tümü sağlam olur.
- Taşıyıcı kadın sağlam erkekle evlendiği zaman, kız çocuklarının yarısı normal yarısı taşıyıcı, erkek çocuklarının ise yarısı sağlam yarısı hasta olacaktır.
- Hasta erkek taşıyıcı kadınla evlenecek olursa, kızlarının yarısı hasta yarısı taşıyıcı, erkeklerin ise yarısı hasta yarısı sağlam olur
- Hasta kız çocuğunun babası mutlak hastadır.
- Hasta bir dişinin bütün erkek çocukları hastadır.
Eşey |
Genotip |
Fenotip |
Dişi |
XR XR |
Normal |
XR Xr |
Taşıyıcı |
|
Xr Xr |
Renk körü |
|
Erkek |
XR Y |
Normal |
Xr Y |
Renk körü |
- X kromozomu üzerinde çekinik bir genle kalıtılan hastalıktır. Dişinin hemofili hastası olabilmesi için hem annesinden hem de babasından Xh genini alması gerekir. Hemofili hastası bir kadının bütün erkek çocukları annelerinden Xh genini aldıkları için hastadır.
Eşey |
Genotip |
Fenotip |
Dişi |
XH XH |
Normal |
XH Xh |
Taşıyıcı |
|
Xh Xh |
Hemofili hastası |
|
Erkek |
XH Y |
Normal |
Xh Y |
Hemofili hastası |
- Y kromozomunun X ile homolog olmayan bölgesinde aktarılan; kulak kıllılığı ve balık pulluluk gibi bazı karakterlerdir. Sadece erkeklerde görülür.
- Hasta babanın sadece bütün erkek çocukları hastadır.
- Genlerin baskınlığı veya çekinikliği önemli değildir. Çünkü etkilerini örtecek başka bir allel gen yoktur.
- Otozomal kalıtım soy ağacı sorularında çok kullanılan bir kalıtım modelidir. Cinsiyet ayırımı yapılmaz. Doğrudan baskın genler büyük harf ile çekinik genler de küçük harf ile gösterilerek çözümleri yapılır. Cinsiyet etkili değildir. Onun için gonozomlar (X ve Y) kullanılmaz. Genellikle iki çeşidi sorulur,
- Hasta kişinin ya annesi ya babası ya da ikisi birden hastadır.
- Hastalık kız ve erkeklerde aynı oranda görülür.
- Eşlerden biri hasta (heterozigot) diğeri normal ise, doğacak çocukların yarısı hasta olur.
- Hem anne hem de baba hasta olduğu zaman (her ikisi de heterozigot) çocukların % 75‘i hasta olur.
- Hasta çocuğun kardeşleri, cinsiyet farkı olmaksızın 1/ 4 olasılıkla hasta ve 3/4 olasılıkla sağlam olurlar.
- Hasta çocuğun anne ve babası genellikle normal olur.
- Akraba evlilikleri hastalık riskini arttırır.
- Hasta kişi normal bir kişi ile evlenirse çocuklarının hepsi normal fakat taşıyıcı olur.
- Hasta kişi heterozigotla evlendiği zaman çocuklarının yarısı heterozigot normal, yarısı hasta olur.
- Aynı soydan gelen kişiler arasında yapılan evliliklere akraba evliliği denir.
- Akraba evliliği sonucunda, atalarındakalıtsal hastalıklar varsa bu hastalıklar yeni nesillere aktarılabilmektedir.
- Akraba evlilikleri, otozomal resesif (çekinik) ve çok faktörlü kalıtım gösteren hastalıkların görülme sıklığını arttırmaktadır.
- Akraba evliliği ile görülme riski artan hastalıkların ortaya çıkması, her iki eşte de aynı tip bozuk genlerin bir araya gelmesiyle olur.
- Akrabalarda, genler arasındaki benzerlik sıklığı arttığı için hastalıklı çocuk sahibi olma ihtimali de artmaktadır. Bu nedenle engelli (görme, işitme engeli gibi) insanların aynı engele sahip insanlarla evlenmeleri de önerilmez. Çünkü aynı engele sahip insanlar evlenirse bebeklerinin de engelli olma riski artar.
- Akraba olmayan kişiler arasındaki evliliklerde meydana gelecek çocuklarda, bu iki allelin bir araya gelerek hastalığı oluşturma olasılığı da çok düşüktür.
- Anne ve babanın kan gruplarının uyuşması risk olmadığını göstermez. Kan uyuşmazlığı ile akraba evliliğine bağlı riskler tamamen ilgisizdir.
- Pek çok toplum ve kültürde yakın akraba evliliklerini yasaklayan kanunlar ya da tabular vardır. Bu yasaklamalar, büyük bir olasılıkla yıllar boyunca yapılan gözlemler sonucu yakın akraba evliliklerinin doğum öncesi kayıplara ve doğum sonrası bazı özürlere neden olduğunun anlaşılması ile ortaya çıkmıştır.
- Kalıtsal bir özelliğin nesiller boyu nasıl aktarıldığını gösteren şemaya soy ağacı denir.
- Kalıtsal bir özelliğin ya da bir kalıtsal hastalığın aile içerisindeki seyrini incelemek için, kullanılmaktadır.
- Bireyler arasında, genler ya da diğer DNA parçacıklarının yapısındaki farklılıklara genetik varyasyon denir.
- Genetik varyasyonlar çeşitli şekillerde meydana gelir. Bunları mutasyon ve rekombinasyon şeklinde özetleyebiliriz.
- İki ayrı DNA molekülünün birleşerek yeni DNA molekülü oluşturması sonucu oluşan kalıtsal çeşitliliğe rekombinasyon denir.
- Eşeyli üremede yavruların anne ve babanın bire bir aynısı olmamasının nedenleri;
- Mayoz sırasındaki; Krossingover olayı, kromozomların şansa dayalı olarak kutuplara gitmesi ve döllenme olayıdır.
- Eşeyli üremedeki bu üç mekanizmanın birlikte etkisi ile her kuşakta yeni kombinasyonlar ortaya çıkar. Mevcut alellerin yeniden düzenlenmesi genetik çeşitliliğin oluşmasına önemli katkı sağlar.
b.Kromozomların şansa dayalı olarak
kutuplara gitmesi (kromozomların bağımsız dağılımı):
MayozunMetafaz
I evresinde homolog kromozomlar rastgele birbirlerinden bağımsız dizilir ve
Anafaz II de ayrılırlar. Böylece mayoz I sonunda oluşan yavru hücreler her bir
homolog kromozom çiftindeki biri anneden diğeri babadan gelen kromozomların
birine sahip olur.
BİLGİ:
Mayoz
bölünmede homolog kromozomların rast gele ayrılmasına bağlı olarak ortaya
çıkabilecek kombinasyon sayısı 2n formülü ile bulunur. (Burada “n”
mayozbölünmenin görüldüğü hücrenin haploit
(n) kromozom sayısıdır.)
Örnek: Bir insanın haploit hücrelerindeki
kromozom sayısı 23 olduğuna göre sadece homolog kromozomların rastgele bağımsız
ayrılması sonucunda 223 = 8,388,608 kadar farklı kombinasyonun
meydana gelmesi mümkündür. Bununla birlikte krossing-over olayını da eklersek,
pratikte bir erkeğin meydana getirdiği bir spermin, yine aynı erkek tarafından
oluşturulmuş bir sperm ile genetik ile özdeş olma olasılığı yoktur.
2n= 4
kromozomlu bir hücrede homolog kromozomların rast gele dizilip ayrılması ile
oluşan kombinasyon çeşitlerinin gösterilmesi:
Aşağıda
2n=4 kromozomlu bir hücrenin olası 4 (22=4) farklı kombinasyonu
gösterilmiştir.
c.Döllenme:
- Genetik bilgileri farklı olan sperm ve yumurtaya ait çekirdeklerin birleşmesine döllenme denir.
- Tür içi kalıtsal çeşitliliği artıran olaylardan biridir.
- Döllenme sırasında erkek ve dişi gametin rastgele birleşmesi ile 223 x 223 = yaklaşık 70 trilyon diploit kombinasyonundan herhangi birine sahip bir zigot meydana gelecektir.
- Buna krosingover ile oluşan varyasyonu (çeşitliliği) da ilave edersek olasılık sayısı trilyonlara ulaşır.
d. Mutasyon:
- Kromozomlar üzerindeki genlerde meydana gelen değişmelere mutasyon denir.
- Mutasyona neden olan etmenlere ise mutagen denir.
- Radyasyon, ultraviyole, X, beta ve gama ışınları gibi yüksek enerjili ışınlar mutajene örnektir.
- Ayrıca,Nitrik asit, hardal gazı, formaldehit, etil üretan, uyuşturucu maddeler, bazı ilaçlar ve akridin boyası gibi faktörler de mutajenik etkiye sahiptir. Uyuşturucu maddeler ve bazı ilaçlar hamilelik sırasında alınırsa anormal bebek doğumlarına neden olabilir
BİLGİ:
- Mutasyonlar sayesinde türün gen havuzunda çok sayıda farklı aleller oluşur; alel çeşitliliği artar. Bu durum canlı türlerinin gen havuzlarında çeşitlilik yaratmak suretiyle türlerin değişen çevre koşullarına uyum güçlerini artırır. Oluşan mutantaleller çekinikse, zararlı olsalar bile, bu alellerheterozigot bireylerde varlığını sürdürerek nesilden nesile aktarılır. Bu nedenle çekinik alellerin, gen havuzunda birikme olasılığı daha fazla olmaktadır.
- Genlerde meydana gelen mutasyonlar, çeşitli tiplerde olabilir.
Örneğin;
1. Genlerdeki bir çift
nükelotitin değişmesiyle nokta mutasyonları oluşur. Orak hücre anemisinin
ortaya çıkması, böyle bir nokta mutasyonu sayesinde olmuştur.
2. Gamet oluşumu sırasında görülen ayrılmama olayı, kromozom
sayısı mutasyonlarına neden olur. Ayrılmama sonucunda kromozom sayısı bir fazla (n+1) veya bir eksik (n-1) gametler oluşabilir. Bu
ayrılmama otozomal veya gonozomal ayrılmama şeklinde olabilir. Otozomal
ayrılmama ile down sendromlu, gonozomal ayrılmama ile süper dişi, klinefeltersendrom
veya turner dişisi gibi bireyler oluşabilir.
Ayrılmama olayı mayoz
bölünmenin birinci bölümünde gerçekleşebileceği gibi ikinci bölümünde de
gerçekleşebilir.
- Spermatogenez sırasında mayozII’de kardeş kromatitlerde ayrılmama meydana gelirse 22+YY kromozomlu spermler oluşur. Bu spermlerin normal bir yumurta ile döllenmesi sonucu 47 (44+XYY) kromozomlu erkek birey meydana gelir. Bunlar uzun boylu, suç işlemeye eğilimli olduğu varsayılan ve normalden daha düşük zekalı bireylerdir.
a.Diploit hücresindeki kromozom ve genlerin dağılımını gösteren şekli çiziniz.
b. Parça değişimli kaç çeşit gamet oluşturur? Bunları yazınız.
c. Parça değişimsiz kaç çeşit gamet oluşturur? Bunları yazınız.
Kromozom haritaları, bir kromozom boyunca yer alan genlerin düzenli sırasının gösterilmesidir. Mayoz bölünme sırasında, genler arasındaki krossingover olma sıklığı (rekombinasyon frekansı) kromozom haritalarının yapılmasında kullanılır. Bu durumu bir örnekle açıklayalım.
- A, B ve C genlerinin aynı kromozom üzerinde bulunduğunu varsayalım. Bu genlerden A ile B ve B ile C Arasındaki rekombinasyon frekansı bilini yorsa; A ve C genleri arasındaki rekombinasyon frekansı, iki değerin toplamı veya farkı olabilir.
- A ile B arasındaki rekombinasyon frekansı %10, B ile C arasındaki rekombinasyon frekansı %6; A ile C arasındaki rekombinasyon frekansı %4 ise bu genlerin kromozom üzerindeki dizilimi nasıl olmalıdır?
HATIRLATMA: Bağlı genler arasındaki mesafe arttıkça
krossingover olma ihtimali de artar.
Buna
göre en uzak genler A ile B genleri olmalıdır.
Örnek: Aynı kromozom üzerinde
bulunan A, B, C ve D genleri arasındaki krossing-over ihtimalleri aşağıda
verilmiştir.
A ve B
genleri arasında à %12, A
ve C genleri arasında à %18
A ve D
genleri arasında à %8, B
ve C genleri arasında à %6
B ve D
genleri arasında à%4, C
ve D genleri arasında à %10
Buna
göre A, B, C ve D genlerinin kromozom üzerindeki sırası nasıldır?
Örnek: D ve a genleri bağlı DdAagenotipli bir bireyin mayoz
bölünme sırasında, üreme ana hücrelerinin %16’sında krossingover meydana
gelirse, dA genlerini taşıyan bir gametin oluşma olasılığı nedir?
Çözüm: Kromozom ve gen
şemasını çizelim.
Açıklama:
Krossingover
olma ihtimali %16 ise olmama ihtimali de %84’dür.
Bu durumda hem krossingover olduğunda hem de olmadığında oluşacak gamet çeşitlerinin ayrı ayrı hesaplanması gerekir.
Krossingover olmama ihtimali (Normal mayoz) %84 olacaktır. Bu durumda
bağlı genler ayrılmadan aynı gamete geçecekleri için Da ve dA olmak üzere iki
gamet oluşur. Her birinin olma olasılığı %84/2=%42 olacaktır. Da = %42 ve dA= %42 |
Krossingover ( %16) ise genler bağımsız kabul edilir. Bu durumda n=2
olur. 22=4 gamet oluşur.Hepsinin olma olasılığı %16 ise her
birinin olma olasılığı 16/4=%4 olur. Da= %4, dA=%4 DA=%4, da=%4 |
Öyleyse dA gametinin oluşma olasılığı: %42+%4=%46
olur. |
Çözüm: Kromozom ve gen
şemasını çizelim.
Bu bireyde aB gameti
oluştuğuna göre parça değişimi gerçekleşmiş demektir. O halde krossingoverlı ve
krossingoversız oluşacak gamet çeşitlerini bulmamız gerekir
Krossingoversız oluşacak gametler |
Krossinoverli oluşacak gametler |
Bağlı genler ayrılmayacağı için iki
çeşit gamet oluşur. Bu gametler: AB, ab Krossingover olmama olasılığı= %80
olur. AB= %40 ab=%40 bulunur. |
n=2 ise 4 çeşit gamet oluşur. Bu gametler: AB, Ab, aB,ab aB gameti sadece krossingover
olduğunda oluşuyor. Olma olasılığı %5 ise, diğerlerinin de olma olasılığı %5
olur. %5x4=%20 Krossingover olma olasılığı
%20 olur. |
O halde AB gametinin olma olasılığı:
%40+%5=%45 |
Örnek:AabbEegenotipli bireyin, genleri bağımsızdır.
a. Diploit hücresindeki
kromozom ve genlerin dağılımını gösteren şeklini çiziniz.
b. Oluşturabileceği
gamet çeşidi sayısını bulunuz
c. Abe gametinin oluşma oranını bulunuz.
Çözüm:
a

KROMOZOMLARDA AYRILMAMA OLAYI:
- Normal şartlar altında mayozunanafaz I evresinde homolog kromozomlar, anafaz II evresinde ise kardeş kromatitler iğ ipliklerine tutunarak birbirinden ayrılır ve hücrenin zıt kutuplarına çekilir.
- Bazen İki homolog kromozom ya da iki kardeş kromatit birbirinden ayrılmayarak hücrenin aynı kutbuna gidebilir.
- Bu duruma ayrılmama olayı adı verilir.
Ayrılmama olayı hem gonozomlarda hem de otozomlarda görülebilir.
Otozomal ayrılmama:
Annenin
otozomlarında ayrılmama ile
fazladan 13.
kromozoma sahip olan bireylerde Patau
(Patu) sendromu;
fazladan 18.
kromozoma sahip olan bireylerde Edwards
(Edvırds) sendromu
fazladan 21. kromozoma sahip bireylerde Down sendromu meydana gelir.
- Bu durumlardan en sık rastlananı Downsendromu (mongolizm) dir.
- Downsendromuna sahip bireyler 47 kromozomludur.
- Bu bireyler gözlerinin çekik olması ve yuvarlak yüz hatlarıyla Moğol ırkına benzerlik gösterir.
- Genellikle doğuştan gelen kalp bozukluklarına ve zeka geriliğine sahiptirler; dilleri büyüktür; hastalıklara karşı dirençleri azdır.
- Downsendromlu erkek bireylerin hemen hemen hepsi ve dişilerin yarısı, eşeysel olarak gelişmemiş olup kısırdırlar.
- Bu bireyler, 30-35 yaşlarına kadar yaşayabilirler. Downsendromunun nedeninin tam olarak kesinlik kazanmamasına karşın annenin yaşı ya da aldığı hormon tedavisiyle ilgili olduğu düşünülmektedir.
Gonozomal ayrılmama:
Eşey
kromozomları olan X ve Y kromozomlarında görülen ayrılmama olayları sonucu iki
gonozoma da sahip gametlerle hiç gonozom taşımayan gametler meydana gelmektedir.
Gonozom
ayrılmaması hem dişi hem de erkek bireylerdeki gamet üretimi
esnasındagözlenebilir.
Dişilerde
gonozomal ayrılmama sonucu oluşan yumurta, sağlıklı spermle döllenirse süper
dişi, Klinefelter erkek, Turner dişi bireyler oluşabilir. 45
kromozomlu erkek bireyler ise doğmadan ölürler.
Süper dişi sendromu:
İki gonozom
taşıyan bir yumurtanın X kromozomu taşıyan normal bir spermle döllenmesi sonucu
47 (44 + XXX) kromozomlu dişiler meydana gelir.
Normal bir
görünüme sahip olan süper dişi, genelde doğurgan değildir.
Süper dişi
sendromlu dişilerde normal bireylere göre iki kat daha fazla zekâ geriliği
görülürken çoğu fazladan X kromozomu taşıdığının farkında değildir.
Klinefelter erkek sendromu:
- X kromozomlarının ayrılmaması sonucu oluşan 23 kromozomlu yumurta ile Y kromozomu taşıyan normal bir spermin döllenmesi sonucu 47 (44+XXY) kromozomlu erkekler oluşur.
- Bu erkekler uzun boylu, uzun kollu ve bacaklı, kas yapısı zayıf, çoğu zaman dişilerdeki gibi göğüsleri bulunan, eşey organları normalin yarısı boyutlarında olan, ince sesli, kısır ve zekâ geriliği olan bireylerdir.
- Gonozom taşımayan bir yumurtanın (22+0), X kromozomu bulunduran normal bir spermle döllenmesi sonucu 45 (44+X0) kromozomlu dişiler meydana gelir.
- Dişi görünümündeki bu bireylerin boyunlarının çevresinde kalın deri kıvrımları bulunur.
- Normalden daha küçük yapılı ve kısa boylu, kısa ve küt parmaklı, normal şekilde eşeysel olgunluğa ulaşamayan dişilerdir.
- Bu dişilerin zekâ düzeyleri genellikle normaldir.
- Yaşamsal öneme sahip bazı genler X kromozomu üzerinde taşınmaktadır. Bu nedenle gonozom taşımayan bir yumurta ile Y kromozomu taşıyan normal bir spermin döllenmesi sonucu oluşan 45 (44+Y0) kromozomlu bireyler yaşayamazlar.
- Ayrılmama olayı mayoz bölünmenin birinci bölümünde gerçekleşebileceği gibi ikinci bölümünde de gerçekleşebilir.
- Spermatogenez sırasında mayozII’de kardeş kromatitlerde ayrılmama meydana gelirse 22+YY kromozomlu spermler oluşur. Bu spermlerin normal bir yumurta ile döllenmesi sonucu 47 (44+XYY) kromozomlu erkek birey meydana gelir. Bunlar uzun boylu, suç işlemeye eğilimli olduğu varsayılan ve normalden daha düşük zekâlı bireylerdir.
İnsanlarda
Gözlenebilen Kromozom Sayısı Anormallikleri
Otozomal ayrılmama ile oluşan sendromlar |
Kromozom sayıları |
Down |
47 kromozomlu birey (21. kromozomda ayrılmama) |
Patau |
47 kromozomlu birey (13. kromozomda ayrılmama) |
Edwards |
47 kromozomlu birey (18. kromozomda ayrılmama) |
Dişilerde gonozomal ayrılmama ile
oluşan sendromlar |
|
Süper dişi |
44+XXX= 47 kromozomlu birey |
Turner dişisi |
44+ XO= 45 kromozomlu birey |
Klinefelter erkek |
44+ XXY=47 kromozomlu birey |
Erkeklerde gonozomal ayrılmama ile
oluşan sendromlar |
|
|
44+ XYY=47 kromozomlu birey |
GENETİK ÇEŞİTLİLİĞİN (GENETİK VARYASYONLARIN) NEDENLERİ
- Bireyler arasında, genler ya da diğer DNA parçacıklarının yapısındaki farklılıklara genetik varyasyon denir.
- Genetik varyasyonlar çeşitli şekillerde meydana gelir. Bunları mutasyon ve rekombinasyon şeklinde özetleyebiliriz.
REKOMBİNASYON
- Eşeyli üremede yavruların anne ve babanın bire bir aynısı olmamasının nedenleri;
Mayoz sırasındaki;
Cross-over
(kros ovır) olayı,
Kromozomların
şansa dayalı olarak kutuplara gitmesi
Döllenme olayıdır.
- Eşeyli üremedeki bu üç mekanizmanın birlikte etkisi ile her kuşakta yeni kombinasyonlar ortaya çıkar. Mevcut alellerin yeniden düzenlenmesi genetik çeşitliliğin oluşmasına önemli katkı sağlar.
MUTASYON
- Kromozomlar üzerindeki genlerde meydana gelen değişmelere mutasyon denir.
Kromozom mutasyonları: Kromozom
yapısı ve sayısındaki değişikliklere denir.
Öldürücü (letal) mutasyon: Mutasyonların çoğu öldürücüdür. Ölüme neden olan mutasyonlara denir.
- Vücut hücrelerinde meydana gelen mutasyonlar sadece bireyi etkilerken üreme hücrelerindeki mutasyonlar gelecek kuşaklara aktarılabilir.
- Mutasyonlar sayesinde türün gen havuzunda çok sayıda farklı aleller oluşur; alel çeşitliliği artar. Bu durum canlı türlerinin gen havuzlarında çeşitlilik yaratmak suretiyle türlerin değişen çevre koşullarına uyum güçlerini artırır.
- Oluşan mutantaleller çekinikse, zararlı olsalar bile, bu alellerheterozigot bireylerde varlığını sürdürerek nesilden nesile aktarılır. Bu nedenle çekinik alellerin, gen havuzunda birikme olasılığı daha fazla olmaktadır.
Mutajen: Mutasyona sebep olan faktörlere denir. Radyasyon,
ultraviyole, X, beta ve gama ışınları gibi yüksek enerjili ışınlar mutajene
örnektir.
Ayrıca,Nitrik asit, hardal gazı, formaldehit, etil üretan, uyuşturucu maddeler, bazı ilaçlar ve akridin boyası gibi faktörler de mutajenik etkiye sahiptir. Uyuşturucu maddeler ve bazı ilaçlar hamilelik sırasında alınırsa anormal bebek doğumlarına neden olabilir.
- Genlerde meydana gelen mutasyonlar, çeşitli tiplerde olabilir.
Gen (Nokta) Mutasyonları: Bu mutasyonlardan bazıları, genlerdeki bir çift nükelotitin değişmesiyle ortaya çıkar. Bunlara nokta mutasyonları adı verilir.
- Orak hücre anemisinin ortaya çıkması, böyle bir nokta mutasyonu sayesinde olmuştur.
Orak hücre
hastalığı denilen kalıtsal hastalık, hemoglobini kodlayan çekinik gendeki tek
bir nükleotit çiftinin değişikliğe uğramasıyla ortaya çıkar.
Bu durum
anormal bir hemoglobinin üretilmesiyle sonuçlanır.
Hasta olan
kişinin kanındaki oksijen miktarı azaldığında, değişime uğramış hemoglobin
molekülleri uzun çubuklar halinde kümeleşirler ve alyuvarların orak şeklinde
kıvrılmasına yol açarlar.
Orak şeklini
alan hücreler, kümeleşerek küçük kan damarlarını tıkayabilir ve böylece vücutta
birçok hastalık belirtileri ortaya çıkar (Pleiotropizm).
Bir bireyin
orak hücre hastalığını göstermesi için homozigot olması gerekir. Heterozigot
bireylerde alyuvarların
bir kısmı normal, bir kısmı ise orak şeklindedir. Bu bireyler genellikle sağlıklı olmalarına rağmen, kandaki oksijen miktarının düşük olması ve bu durumun uzun sürmesi halinde hastalığın bazı belirtilerini gösterebilirler.
- Gen mutasyonunun yol açtığı bir başka hastalık kalp kasının yapı ve fonksiyonlarının bozulmasıyla ortaya çıkan bir kalp rahatsızlığıdır (Ailesel kardiyomiyopati). Genç atletlerde aniden ortaya çıkan bazı ölüm olaylarından bu hastalığın sorumlu olduğu saptanmıştır.
Kromozom yapısındaki değişim şekilleri:
1.Delesyon (Kromozomdan parça eksilmesi):
Kromozomun
bir kısmının koparak yok olmasıdır.
Kopma
nedeniyle bazı genler kaybedildiği için genetik materyalde eksilme olur.
Fazla
miktarda genetik bilgi kaybedilirse öldürücü etki yapabilir.
Örneğin İnsanda 5. kromozomun kısa kolunun yarısı
kaybedildiğinde, önemli hastalık belirtileri gözlenmektedir. Böyle hastaların
zekaları normalden düşüktür ve ses tellerindeki bozukluk nedeniyle bebekler
kedi miyavlamasına benzer bir şekilde ses çıkararak ağlarlar.
2.İnversiyon
Kopan bir
kromozom parçasının ters dönerek koptuğu yere tekrar bağlanması:
Bu durum
genetik bilgi kaybına yol açmaz.
Bu tip
mutasyonda eski genler aynen vardır, ancak komşuları değişmiştir.
Bir genin etkisinin ortaya çıkmasında komşu
genlerin rolü olduğu için, gen sırasının değişmesiyle canlının fenotipinde
farklılıklar gözlenebilir.
3.Duplikasyon (Kopan bir kromozom parçasının homoloğu
olan kromozoma yapışması):
Bu olayda
homolog kromozomlardan sadece birisi diğerine parça verir.
Böylece bir
bölgeye ait genler, o kromozomda iki kat bulunur.
Bu tip
mutasyonda genlerin komşuluğu ve sayısı değiştiği için çoğunlukla fenotip
çeşitliliği ortaya çıkar.
Örneğin
sirke sineğinde normal göz şekli yuvarlaktır. Kromozomun belli bir bölgesindeki
gen fazlalığı, gözlerin çubuk şeklinde olmasına yol açmaktadır.
4.Translokasyon (Homolog olmayan kromozom parçalarının
yer değiştirmesi):
Homolog
olmayan kromozom parçalarının karşılıklı olarak yer değiştirmesi sonucunda
genlerin yerleri değişir. Bazen de homolog olmayan kromozomlar arasında
karşılıksız parça değişimi görülebilir.
Bu olayda
parça almadan parça verilmesi gerçekleştiği için, kromozomlardan biri
diğerinden daha fazla gen içerir. Bu tip mutasyonlarda gametlerdeki gen
dağılımı dengesiz olacağı için, canlının doğurma yeteneği azalır.
SORULAR
1.
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder