Hücre Bölünmesi ve Kalıtım

Organizma milyarlarca hücreden oluşur.

Bir hücreyle (zigotla) başlayan bu yolculuk nasıl

oluyor da milyarlarca hücreye ulaşabiliyor?

Anahtar Kavramlar

Hücre Bölünmesi

Hücre bölünmesi, bir hücreden yeni hücrelerin oluşmasına denir. Hücre bölünmesi bütün canlılarda görülen bir olaydır. Hücre bölünmesi hücre çekirdeğinde başlar ve birbirini takip eden evrelerden (safhalardan) oluşur. Yoğurdun mayalanması, bitkilerin büyümesi, tohumun çimlenmesi, yaraların iyileşmesi, büyüme ve gelişme olayları hücre bölünmesi sayesinde gerçekleşir. Hücre bölünmesi; mitoz bölünme ve mayoz bölünme olarak iki çeşittir. 

Hücre Bölünmesinin Nedeni

Hücreler yaşamsal faaliyetlerini sürdürürken sürekli büyür.

Hücrenin büyümesi demek hücre zarının, sitoplâzmanın ve çekirdeğin büyümesi demektir. Çekirdek büyük hücreyi yönetmekte güçlük çeker. Hücrenin bölünebilmesi için belli bir büyüklüğe (bölünebilme büyüklüğüne) ulaşması gerekir.

Hücre bölünmesi vücut hücrelerinde mitoz, eşey hücrelerini oluşturmak için mayoz olmak üzere iki farklı şekilde gerçekleşir.

Anahtar Kavramlar

Kromozom

 Her hücre bir sitoplazma ve çekirdekten meydana gelir. Çekirdeğin içinde ise kromozom adı verilen ipliksi parçalar bulunur. 

 Kromozomlar, elektron mikroskobunda İ, V, J harfleri gibi biçimlerde görünür ve boyutları mikronla ölçülür. İnsanın kromozom sayısı 46´dır. 22´si çift otozom kromozomdur. İnsan hücresinde 1 çift de eşeysel kromozom bulunur ve toplam sayı 46 eder. 

 Kromozomlar, molekül yapıları çok iyi bilinen DNA (Deoksiribo Nükleik Asit) zinciri ile ‘‘histon’’ denilen protein zincirinden oluşur. 

Kromozomlar nerede?

Kromozomlar hücrelerimizdeki çekirdeğin içinde bulunurlar.

1. Kromozom sayıları aynı olan canlılar aynı tür olmayabilir. Moli balığı ve insanın kromozom sayısı 46 olmasına rağmen aynı tür değildirler.

2. Buna rağmen türlerin kromozom sayıları hep aynıdır. 3. Kromozom sayısı gelişmişliği göstermez.

Aşağıda kromozom sayıları verilen canlılara bakalım yanda da bir eğrelti otu görülmektedir. Eğrelti otunun kromozom sayısı 500 olmasına rağmen insandan daha gelişmiş değildir.

MİTOZ BÖLÜNME EVRELERİ

Mitozun ilk evresinde kromozomlar belirgin halde görülmeye baslar. Daha sonraki evrelerde hücrenin ortasında dizilen kardeş kromozomlar, hücrenin karşılıklı kutuplarına doğru hareket eder. Böylece oluşacak hücrelerin ikisi de kromozomların, dolayısıyla kalıtım maddesinin birer kopyası almış olur. Bu şekilde çekirdek bölünmesini tamamlayan hücre, sitoplâzma bölünmesine geçer.

Sitoplazma bölünmesi hayvan hücresinde sitoplazma boğumlanması şeklinde , bitki hücresinde ara lamel oluşarak gerçekleşir.

Mitozla ilgili bilinmesi Gerekenler

1. Yavru hücreler ana hücrenin aynısıdır.2. Yeni hücreler görevlerine göre dokulara eklenerek büyümeyi sağlar,

yıpranan yerleri onarır.3. Bitkiler meristem dokuya sahip olduklarından büyüme sınırsızdır.

Meristem dokudaki hücreler sürekli bölündüklerinden bitki enine, boyuna büyümenin yanı sıra dal,yaprak,çiçek oluşmasını da sağlar.

4. Hayvanlarda büyüme sınırlıdır. Örneğin insanlar 20 yaşına kadar büyür. Büyüme sonucu özelleşen hücreler bölünme yeteneğini kaybeder. Bölünen hücreler dokunun büyümesini yada yıpranan yerleri onarmayı sağlar.

5. Çekirdek bölünmesine KARYOKİNEZ, sitoplazma bölünmesine SİTOKİNEZ denir.

6. Bir hücrelilerde çoğalmayı, çok hücrelilerde vücut hücre sayısının artmasını,büyümesini ve yıpranan yeri onarmaya yarar.

7. Mitoz bölünme hücre sayısını artırır. Kromozom sayısını sabit tutar. İnsan da 46 kromozom olduğu gibi.

EŞEYSİZ ÜREME

Bir canlı üremek için başka bir canlıya ihtiyaç duymuyorsa, yani canlı kendi kendine çoğalabiliyorsa

buna eşeysiz üreme denir. 

Eşeysiz üreme sırasında ana canlıdan ayrılan bir hücre veya belirli bir kısım yeni bir canlı oluşturur.

Genellikle tek hücreli canlılar eşeysiz olarak ürer. Bunun yanında bazı bitkiler de eşeysiz ürer.

Eşeysiz üremede oluşan yavru canlıların özellikleri ana canlıyla aynı olur.

Anahtar Kavramlar

Eşeysiz Üreme

1. Eşeysiz üreme sonucunda oluşan döller, kalıtsal bakımından hem birbirinin hem de ata canlının aynısıdır. Yani eşeysiz üremede kalıtsal çeşitlilik görülmez.

2. Eşeysiz üremede çoğalma mitoz ile sağlanır.

3. Eşeysiz üreme ile kazanılan özellikler değişmeden nesilden nesile aktarılır. Ancak eşeysiz üreyen canlıların değişen ortam koşullarına dayanıklığı yani uyum sağlama özelliği azdır.

4. Eşeysiz üreme görülen canlıların bir çoğunda zaman zaman eşeyli üreme görülebilir. (Bazı bakteriler ve paremesyumu örnek verebiliriz.

5. Eşeysiz üreme hızı çok hızlıdır.

Eşeysiz Üreme Türleri1- Vejetatif Üreme Bitkilerde görülür. Çiçeksiz

bitkiler genellikle bu şekilde ürer.

• Söğüt, gül gibi bitkilerden koparılan dalların toprağa sokulmasıyla yeni bir bitki oluşur.

• Vejetatif üreme ana bitkiyle aynı özellikte olan bitkilerin oluşmasını sağlar.

• Kaliteli bir bitkiye sahip olan çiftçier bu bitkileri vejetatif olarak üreterek verimli bitkilerinin sayısını arttırırlar.

2- Bölünerek Üreme

Eşeysiz üremenin en basit şeklidir. Belirli bir olgunluğa erişen canlı mitoz bölünme geçirir ve bölünür.

Eşeysiz Üreme Türleri3-Tomurcuklanarak

Üreme Tomurcuklanmayla üreme sırasında

bir canlının vücudunda oluşan çıkıntılar ayrılarak yeni bir bitki oluşturur. Oluşan yavru ana canlıyla aynı özellikte olur.

Hidralar tomurcuklanmayla ürer.

Deniz anası da aynı üreme şekline sahiptir.

Sünger bitkisinde de tomurcuklanma görülür.

Hamur mayasındaki bakteriler de tomurcuklanmayla üreme yapar. Bu sayede hamur yavaş yavaş kabarır.

4- Rejenerasyon ile Üreme

Rejenerasyon vücutta eksilen kısımların yenilenmesi anlamına gelir. Planarya, toprak solucanı, deniz anası, deniz yıldızı gibi ilkel canlılarda görülmektedir.Deniz anası, deniz yıldızı, planarya gibi omurgasızlarda rejenerasyonla ana canlıdan kopan parçalardan yeni bireyler oluşarak üreme sağlanmış olur. Bu canlılardaki rejenerasyonvücut düzeyinde olmaktadır.

Yengeç, semender (kuyruklu kurbağa), kertenkele gibi canlılarda ise organ düzeyinde rejenerasyon vardır.

ÖNEMLİ NOT !Kertenkelenin kopan kuyruğunun yerine yenisi oluşur. Ancak kopan kuyruktan yeni bir canlı meydana gelmez.

Axolotl adlı semenderin kopan üyelerinden yeni bir canlı oluşmaz.

Rejenerasyondur fakat rejenerasyonla üreme değildir.

KALITIM VE GENETİK

KALITIM Bir canlının

ana,baba veya daha büyük ana babalarından birine benzemesine; yani ana baba karakterlerinin yavrularına aktarılmasına KALITIM denir.

GENETİK

Kalıtımla uğraşan bilim dalına GENETİK denir.

21

İnsanda kalıtım, bir takım fiziksel ve ruhsal görünüşlerle ortaya çıkar. 

* Saç rengi, göz rengi, dil yuvarlaması, altı parmaklık, vücudun genel yapısı.

* Kalıtım hastalıkları vb.

Kalıtımla ilgili kuralları Gregor MENDEL ortaya koymuştur.

22

KALITIMLA İLGİLİ TANIMLAR•GENOTİP : Bir canlının genlerinin toplamıdır. Genlerin sembolle gösterilmesidir. 

•Örnek: 

•SS = Sarı ,

•ss = Yeşil ,

•UU = Yuvarlak,

•uu = Buruşuk  

FENOTİP

Bir canlının, genetik özelliklerinin, belli bir karakter bakımından görünüşüne ( dış görünüşüne ) o canlının Fenotipi denir. Fenotip canlının dış görünüş özelliğini belirtir.

Örnek : Sarı-Yeşil yaprak , Uzun- Kısa , Yuvarlak-Buruşuk tohum, düz saç, açık ten rengi v.b..

24

    * GEN : 

Karakterin aktarılmasını sağlayan, kromozomlar üzerinde bulunan birimlerdir. Canlının fenotopinin oluşmasında gen yapısı ve çevre etkilidir.

25

* DOMİNANT GEN: ( Baskın Gen ) : Fenotipte etkisini her zaman gösteren gendir. Büyük harfle gösterilir.                 ( A, B, K,U, S ... )

* RESESİF GEN ( Çekinik Gen ) : Etkisini gösterebilmesi için homozigot          ( arı döl ) olması gerekir. Küçük harflerle gösterilir.  (  a,b,u,k,s ... )  

26

HOMOZİGOT ( Arı döl )

İki geninde aynı olmasıdır.

Örnek :

AA Arı döl baskın

aa Arı döl çekinik

27

HETEROZİGOT ( Melez döl ) :

İki genden birinin dominant diğerinin resesif olmasıdır.Böyle durumda canlı baskın gen görünümünde olur.

Örnek : Aa Melez baskın

Ss “ “

Kk “ “

Uu “ “

28

29

MENDEL ‘İN ÇALIŞMALARI

Kalıtımla ilgili ilk kuralları, Mendel ortaya koymuştur.

Mendel, kalıtımla ilgili çalışmalarını bezelyeler üzerinde yapmıştır.

Mendel, ana ve baba karakterlerinin oğul döllere nasıl geçtiğini, birinci (F1dölü ) ve ikinci (F2 dölü ) döllerde oluşan bireylerin oranlarını ve her karakterin tamamen bağımsız olduğunu bulmuştur.

30

Sarı tohumlu bezelyeleri arka arkaya tozlaştırarak bir çok döl elde etti.Bütün fertlerin incelenen özelliği yönünden birbirine çok benzediğini görüp ARI (saf) döl elde etti.

31

Bir hayvanda veya bitkide iki gen birbirine tamamen benziyorsa bunlara Arı döl denir.

Örnek : Ana ve babasından sarı renk gen almış olan ve sarı renkte çiçekler veren bir bitki, arı döldür. Ana ve babasından yalnız sarı veya yalnız yeşil renk geni almış döllere HOMOZİGOT, farklı renk almış olan döllere HETOROZİGOT adı verilir.

32

Mendel, elde ettiği arı döl olan sarı tohumlu bezelyeyle, yeşil tohumlu bezelyeyi birbirleriyle birleştirmiştir (çaprazlamıştır).

Baba sarı, ana yeşil

veya

baba yeşil , ana sarı

33

Bu çaprazlama sonucu oluşan dölün (F1 dölü ) bütün bireylerinin sarı renkte olduğunu görmüştür.

Bu birleşme sonucuna göre,sarı rengin, yeşil renge baskın olduğunu bulmuştur.

Baskın gen ( DOMİNANT ) sarı, çekinik gen (RESESİF ) yeşildir.

34

NOT

Mendel, her bir karakter için semboller kullanmıştır.

Dominant karakter için büyük harf

( A, U, K, S ... )

Resesif karakter için küçük harf

( a, u, k, s ... )

35

36

Birinci döl (F1 dölü ) :

S s + S s + S s + S s

SARI SARI SARI SARI

1/4 1/4 1/4 1/4

4/4 = % 100 sarı. Hepsi melez sarı

Baskın( Dominant ) gen SARI,

Çekinik ( Resesif ) gen YEŞİL

37

MENDEL ÇALIŞMASI

Baba Ana

FENOTİP SARI YEŞİL X

GENOTİPİ S S s s

Eşey hücreleri

( GAMET )

S X s

S s+

S s+ S s +

S s

Sarı Sarı Sarı Sarı 1/4 1/4 1/4 1/4

% 100 sarı,hepsi melez Sarı

X

S s

4/4 sarı

38

Mendel,daha sonra bu birinci dölün ( F1 dölü ) bireylerini kendi aralarında çaprazlayarak oluşan ikinci dölün (F2 dölü ) bireylerinin % 75’in SARI, %25’inin YEŞİL olduğunu görmüştür.

39

FENOTOPİ :

GENOTOPİ :

( Baba,ana melez) F1 dölü

SARI X SARI

Ss X Ss

Eşey hücreleri :

S s x S s

İkinci döl F2 dölü : Sarı Sarı Sarı Yeşil

Homozigot Heterozigot Homozigot Heterozigot

SS + Ss + Ss + ss

40

1/4 sarı + 1/4 sarı + 1/4 sarı + 1/4 yeşil

3/4 SARI + 1/4 YEŞİL

% 75 SARI - % 25 YEŞİL

41

NOT I : S s genlerini taşıyan döller, babasından sarı,anasından yeşil gen almıştır. Onun için melezdir. Burada sarı baskın gendir. S S’ ler saf sarı, S s’ ler melez sarı bireylerdir.

S s : sarı, heterozigot melez döl , sarı renk baskın

S s

sarı yeşil

( SARI ) melez

42

S S : Sarı , homozigot arı döl, sarı baskın ( Dominant )

NOT II : S S genlerini taşıyan döller, babasından sarı, anasından da sarı gen almıştır. Onun için arı döldür. Burada sarı baskın gendir. S S’ ler saf sarı, bireylerdir.

S S

Baba sarı Ana sarı

(Sarı ) arı döl

43

s s : Yeşil, homozigot, arı döl, yeşil baskın

NOT III : ss genlerini taşıyan döller, babasından yeşil, anasından da yeşil gen almıştır. Onun için arı döldür. Burada yeşil baskın gendir. s’ ler saf yeşil bireylerdir.

s s ( Yeşil ) arı döl

Baba yeşil Ana yeşil

44

Örnek :

Y = yuvarlak taneli ,

y = buruşuk taneli bezelyeleri gösterdiğine göre; yuvarlak taneli bezelyelerle, buruşuk taneli bezelyelerin çaprazlanması sonucu elde edilen F1 ve F2 döllerinin özelliklerini ve yüzdelerini bulunuz ?

45

Çözüm :

FENOTOPİ : Yuvarlak X Yuvarlak

GENOTOPİ : Y Y X y y

F1 dölü : Y y + Y y + Y y + Y y

% 100 yuvarlak,hepsi melez.

yuvarlak yuvarlak yuvarlak yuvarlak

46

FENOROPİ : Yuvarlak X Yuvarlak

GENOTOPİ : Y y X Y y

F2 dölü : Y Y + Y y + Y y + y y

% 75 yuvarlak + % 25 buruşuk

yuvarlak yuvarlak yuvarlak buruşuk

47

Örnek : Melez ( heterozigot ) iki bezelyenin çaprazlanmasından hangi oranda çekinik ( resesif ) karakterde fertler meydana gelir ?

A ) 1/4 B ) 2/4 C ) 3/4 D ) 4/4

48

Çözüm :A = Baskın karakter

a = çekinik karakter

A a X A a

A A + A a + A a + a a

çekinik

1/4 çekinik

49

Örnek : Bir anne babanın bütün kan gruplarını taşıyan çocuklara sahip olduğu tespit edilmiştir. Bu anne babanın kan grupları yönünden genotipi hangisidir?

A ) AA x BO B ) AO x BO

C ) AB x OO D ) AB x AO

50

Bir anne babanın “ O “ kan grubundan çocuklarının olabilmesi için her ikisinde de “O “ aleli bulunmalıdır. Yani anne-baba heterozigot olmak zorundadır

GENOTOPİ : A O x B O A B + A O + B O + O O

Cevap : B

Çözüm :

51

1. Melez sarı ve arı döl yeşil tohumlu bezelyeler çaprazlandığında,meydana gelecek tohum oranlarının aşağıdakilerden hangisinin olması beklenir ?

A ) % 100 sarı

B ) % 100 yeşil

C ) % 75 sarı, % 25 yeşil

D ) % 50 sarı, % 50 yeşil

52

2. Melez iki döl çaprazlanırsa F2 dölündeki oranlar hangisinde doğru olarak verilmiştir?

A ) 1/4 arı döl(dominant ), 2/4 melez, 1/4 arı döl ( resesif )

B ) 2/4 arı döl (dominant ), 2/4 arı döl ( resesif )

C ) 1/3 arı döl(dominant ), 2/3 melez

D ) 1/4 melez, 3/4 arı döl (dominant)

53

3. İki arı dölün çaprazlanması sonucu oluşan F1 dölünde resesif karakterin çıkma olasılığı oranı kaçtır ?

A ) % O B ) % 25

C ) % 50 D ) % 100

54

4. B b x b b çaprazlama sonunda F1 dölündeki b b oranı ne olur?

A ) % 100 B ) % 75

C ) % 50 D ) % 0

55

5. Meydana gelen yavrularda 3/4 oranında dominant karakter görülüyorsa anne-babanın genotipi aşağıdakilerden hangisidir?

A ) A a x A A B ) A a x A a

C ) A A x A A D ) A A x aa

56

6. Melez x Melez çaprazlanmasından dominant karakterde bireylerin çıkma olasılığı % kaçtır?

A ) % 100 B ) % 50

C ) % 75 D ) % 0

KALITSAL HASTALIKLAR

Kalıtsal hastalıklar:Karakterleri oluşturan genlerin yapı, sayı ve işleyişinde bir takım bozulmalardır.

Kalıtsal hastalıklar üreme ile nesillere aktarılır.

Bu hastalıklara renk körlüğü,hemofili(kanın pıhtılaşmaması),altı parmaklılık,derinin renksiz olması(albinoluk)...örnek verilebilir.

RENK KÖRLÜĞÜ-Milyonlarca insanda farklı çeşitlerde renk körlüğü veya renk görme bozuklukları diye adlandırılan, doğumsal veya edinsel (sonradan gelişen) olabilen hastalık mevcuttur. - Kadınlarda %0,6-0,8 oranında rastlanılmasına rağmen bu oran erkeklerde yaklaşık %10 dur. Bu hastalığın nedeni; gözün retina tabakasındaki bazı pigmentlerin eksikliği veya hiç olmamasıdır.Renk körlüğü, pigmentlerin eksiklik derecesine göre normale yakın görmeden, çok ileri derede karışıklıklara yol açabilecek derecelerde olabilir. - Bir çok olguda özellikle aydınlatmanın kötü olduğu ortamlarda soluk renkler gibi canlı renkler de karıştırılabilir.

Renk körlüğünün tedavisi yoktur. Renk körü olan gençlerin meslek seçimleri sırasında bu rahatsızlığın engel olmadığı meslekleri seçmeleri yararlı olacaktır. Örneğin renk körü olan bir insanın moda, tekstil işlerinde veya renkli kablolarla ilgili işlerde çalışması zor olabilir. Son yıllarda üretilmeye başlayan Chromagen gibi bazı renkli mercekler sayesinde renk körleri renkleri daha iyi ayırt edebiliyorlar.

RENK KÖRLÜĞÜ NASIL TEDAVİ EDİLİR?

HEMOFİLİ Hemofili Nedir?

Kanın pıhtılaşmasında görev alan 'faktör' adlı proteinlerin eksik olması sonucu ortaya çıkan ve ömür boyu süren kanama hastalığıdır.

Düşmeler, darbeler, diş çekimi, sünnet ve her çeşit ameliyatlar ağır kanamalara neden olabilmektedir. Kanamalar genelde eklem içine olmaktadır. Bu ise hastada sakatlıklara neden olabilmektedir.

  Hemofili tedavisinde diğer insanların kanından elde edilen 'faktör konsantreleri' kullanılmaktadır. Bu ilaçlar oldukça pahalıdır. Bu sebeple hastalarımızın mutlaka sosyal güvence altında olması gerekmektedir.

         Görülme Sıklığı

    Hastalık 10.000 erkek doğumunda 1 bebekte görülmektedir. Ülkemizde yaklaşık 6.000 hemofili hastası olduğu düşünülmektedir.

ALBİONOLUK Albinoluk (halk dilinde

abraşlık), özellikle insanlarda melanin pigmentinin yokluğuna bağlı olarak renksizleşmedir. Bu çoğunlukla tirosinaz denen bir enzimin eksikliğinden kaynaklanmaktadır. DOPA denilen bileşimin tirosine dönüştürülmesi, bunun da daha sonra melanin pigmentlerine dönüşmesi için tirosinaz gereklidir. Tirosinaz-negatif albinoluk kalıtsal resesif bir özelliktir. Albino canlılarda deri genellikle çok açık renkli,saç-tüy-kıl gibi keratin yapılar beyaz renkie ve gözler kırmızıdır.Beyaz renkteki hayvanların albino olup olmadıklarının ayrımı,göz rengine bakılarak,yapılır.

MAYOZ BÖLÜNMEEşeyli üreyen canlılarda eşey hücrelerinin oluşumunu sağlar.

MİTOZ VE MAYOZ ARASINDAKİ FARKLAR

DNA Deoksiribo Nükleik Asit

Kromozomlar DNA ve özel proteinlerin birleşmesiyle oluşur.

DNA, hücrenin yönetici molekülüdür ve beslenme, solunum, üreme gibi tüm canlılık faaliyetlerini yönetir. DNA'nın yapısında kalıtsal özelliklerimize etki eden gen bölgeleri bulunur.

GEN-KROMOZOM

Bir özellikten sorumlu olan belli büyüklükteki DNA parçalarına gen denir

Genler DNA’nın görev birimleridir

Bir gen yaklaşık 1000-1500 nükleotitten oluşur

DNA ve proteinden oluşan yapıya kromozom denir

69

Kromozom Kromozom >> DNA DNA >> gen gen >> nüleotit nüleotitKromozom Kromozom >> DNA DNA >> gen gen >> nüleotit nüleotit

DNA Modeli

Bilim insanları James Watson (Ceyms Vatsın) ve Francis Crick (Fırensis Kırik) birlikte çalışarak DNA modelini hazırlamıştır.

Nükleotitler DNA'nın temel yapı birimleridir. Bir nükleotidin yapısında aşağıdaki gibi fosfat, şeker ve organik baz bulunur. Organik bazlar adenin (A), timin (T), sitozin (C) ve guanin (G)'dir.

Nükleotitler hangi organik bazı içeriyorlarsa o bazın ismiyle adlandırılır. Örneğin adenin bazını içeren nükleotit "adenin nükleotit", guanin bazını içeren nükleotit "guanin nükleotit" olarak adlandırılır.

DNA molekülünde bulunan yapılar harflerle gösterilir. Hangi harfin ne anlama geldiği yandaki tabloda görülmektedir.

DNA'da, nükleotitler bir iplik oluşturacak şekilde bir araya gelirler. Bu iplikte her zaman adeninin karşısına timin, sitozinin karşısına guanin nükleotidi gelir.

DNA, iki iplikten oluşur. Birbirinin etrafında dolanan bu iplikler, DNA'nın bükülmüş bir merdiven gibi görünmesine sebep olur. Bu şekil ikili sarmal olarak adlandırılır.

DNA’nın Kendini Eşlemesi Hücre bölünmesi öncesinde hücredeki DNA molekülü

miktarı iki katına çıkar. Bu olaya DNA'nı kendisini eşlemesi adı verilir.

DNA kendini eşlerken önce DNA'nın iki ipliği birbirinden ayrılmaya başlar. Daha sonra sitoplazmada serbest hâlde bulunan nükleotitler çekirdeğin içerisine girer ve DNA'nın açılan kısmındaki nükleotitlerle eşleşir.

Bu eşleşme sırasında, adenin nükleotidin karşısına timin nükleotit, sitozin nükleotidin karşısına da guanin nükleotit gelir.

Sonuçta başlangıçtaki DNA molekülünün aynısı olan bir DNA molekülü daha oluşur.

DNA, hücre bölünmesi sırasında kendini eşleyerek yapısında bulunan bilgilerin yeni oluşacak yavru hücrelere geçmesini sağlar.

Bütün canlılarda DNA molekülü adenin, timin, sitozin ve guanin bazlarından oluşmasına rağmen nükleotitlerin sayısında ve dizilişindeki farklılıklar canlıların birbirinden farklı olmasını sağlar.

Kromozomlar DNA'ları, DNA'lar da genetik özellikleri belirleyen genleri taşır. Genler ise nükleotitlerden oluşur.

Mutasyon DNA molekülü kendisini eşlerken hatalar

oluşabilir. DNA dizilimindeki bu değişiklik, farklı

genetik özelliklerin ortaya çıkmasına sebep olabilir. Bazen, hücre bölünmesi sırasında kromozomların sayısında artma ya da azalma şeklinde değişiklikler de olabilir. DNA dizilimindeki ve kromozomlardaki değişiklikler mutasyon olarak adlandırılır.

Radyasyon ve bazı kimyasal maddeler mutasyona sebep olabilir:

Mutasyonlar, hem vücut hem de üreme hücrelerinde oluşabilir. Üreme hücrelerinde görülen mutasyonlar dölden döle geçme özelliğine sahiptir. Vücut hücrelerinde görülen mutasyonlar ise ancak eşeysiz üreme gösteren canlılarda dölden döle geçebilir.

İnsanların genlerinde meydana gelen bazı mutasyonlar farklı hastalıkların ve genetik bozuklukların ortaya çıkmasına sebep olmuştur. Örneğin; hemofili, orak hücreli anemi, albinoluk, altı parmaklılık, Down sendromu gibi rahatsızlıklar, mutasyon sonucu ortaya çıkmıştır. Aynı şekilde, bazı mutasyonların kansere sebep olduğu da bilinmektedir.

Van kedisinin iki gözünün farklı renklerde olması ve keçilerdeki dört boynuzluluk hayvanlarda görülen mutasyona örnektir.

Modifikasyon Çuha çiçeği ortam sıcaklığı 15-25 °C arasındaki bir ortamda

yetiştirilirse çiçeklerin rengi kırmızı, 25-35 °C arasındaki bir ortamda yetiştirilirse çiçeklerinin rengi beyaz olur.

Arı ve karıncalarda larvaların beslenme koşulları değiştiğinde vücut şekilleri ve davranışları değişir. Arı larvaları çiçek tozuyla beslendiğinde işçi arılar, arı sütüyle beslendiğinde ise kraliçe arı oluşur.

Çuha bitkisi, arı ve karıncalarda görüldüğü gibi çevre şartlarının etkisiyle canlılarda ortaya çıkan ve kalıtsal olmayan değişikliklere modifikasyon adı verilir.

Spor yapan kişilerde kasların gelişmesi, yazın güneşli günlerde teninizin bronzlaşması da modifikasyona örnektir.

Modifikasyon Örnekleri

Adaptasyon ve Evrim Canlıların belirli ortam koşullarında

yaşama ve üreme şansını artıran fiziksel yapılar, davranışlar gibi kalıtsal özellikler kazanmasına adaptasyon adı verilir.

Canlılar beslenme, barınma, avlanma, üreme ve düşmanlarından korunma gibi yaşamsal faaliyetlerini sürdürebilmek için adaptasyon gösterirler. Örneğin, deve kuşları çok hızlı koşabilmek için uzun ve güçlü bacaklara sahiptir. Penguenler perdeli ayakları sayesinde hızla yüzer ve deri altlarında depoladıkları yağ, soğuk ortamlarda vücut sıcaklıklarını korumalarını sağlar.

Adaptasyon Örnekleri  Kutuplarda yaşayan ayıların yağ oranı ekvatorda

yaşayanlara göre çok fazladır.

Kutuplarda yaşayan ayıların burun ve kulakları daha küçüktür.

 Kutuplarda yaşayan ayıların beyaz , ekvatordakilerin siyah tüylü olması

Çöl farelerinin uzun kuyruklu ve geniş vücutlu olmaları.

Kaktüslerin yapraklarının zamanla diken şeklini alması.

Bukalemun ve ahtapotun kendini korumak için renk değiştiriyor olması.

Çölde yaşayan develerin kum fırtınalarından etkilenmemek için kulak ve burunlarının kıllı olması

Evrim Fosiller üzerinde çalışan Lamarck

(Lamark), bazı türlerin yavaş yavaş diğerlerine dönüştüğünü ve bu olayın günümüzde de devam ettiğini ileri sürmüştür. Lamarck'a göre canlı dünyası denizde yaşayan basit organizmalarla başlamıştır. Bu organizmalar daha sonra karaya geçmiş ve bu değişim bugünkü türler oluşuncaya kadar devam etmiştir.

Bu kurama göre canlı türlerinde görülen ve jeolojik zamanın ilk dilimlerinden başlayarak günümüzde de devam eden değişimlere evrim adı verilir.

Lamarck, türlerin yaşadıkları çevreye daha iyi uyum sağlamak için evrim geçirdiğini savunmuş, "Bir organ fazla kullanılıyorsa gelişmesini sürdürerek, daha etkin bir yapı kazanır." görüşünü ortaya atmıştır.

Kullanılan vücut bölümlerinin geliştiğini, kullanılmayanların ise köreldiğini savunmuştur.

Lamarck’a göre kaslı bir babanın çocuğunun da kaslı doğması gerekir.

Darwin (Darvin) ve Wallace (Valıs) evrim konusunda araştırma yapan diğer bilim insanlarıdır.

Darwin, temel olarak iki fikri ileri sürmüştür:

Birincisi, türler içerisinde sayısız varyasyon (tür içindeki çeşitlilikler) bulunmaktadır. Bu varyasyonların büyük bir çoğunluğu genetiktir.

İkincisi ise doğal seçilimdir. Yaşamsal faaliyetler için gerekli besin, su, barınak, ışık gibi faktörler canlılar arasında yaşam mücadelesine neden olur. Bu savaşta başarılı olanlar yaşamını sürdürürken, ortam koşullarına uyum sağlayamayanlar ise yok olur. Darwin doğal seçilim sonucu yeni türlerin ortaya çıkabileceğini ifade etmiştir.

Kısaca doğal seçilim(seleksiyon) güçlü olanın hayatta kalması, zayıf olanın tamamen yok olmasıdır. Bu sayede yavru ebeveyninden daha başarılı hale gelmiştir.

1800'lü yılların ortasına kadar İngiltere'de yaşayan güve kelebekleri açık renkliydi. Ağaç gövdeleri de açık renkliydi ve likenlerle kaplıydı. Böyle bir ortamda güve kelebeklerinin kuşlar tarafından fark edilip avlanması zordu. Sanayi devrimiyle birlikte likenler ortadan kalkmış, ağaç gövdeleri ise kurumla kaplanmıştı. 1890'lı yıllara gelindiğinde bu yörede güve kelebeklerinin %98'i siyah renkliydi. Bu çevre şartlarına uyum sağlayan güve kelebeklerinin yaşama şansı artarken diğerlerininki azalmıştır.

Güve kelebeklerinde görülen bu durum doğal seçilime örnektir.

GENETİK MÜHENDİSLİĞİNİN ÇALIŞMA ALANLARI

GEN  MÜHENDİSLİĞİ  (  GENETİK  MÜHENDİSLİĞİ  )Moleküler biyolojide elde  edilen  bilgilerin mühendislik bilgileriyle  birleştirilmesine GENETİK MÜHENDİSLİĞİ denir.

Dış etkiler ile canlının kalıtsal özelliklerinin değiştirilerek onlara yeni işlevler kazandırılmasıyla ilgili araştırmalar yapan bilim dalına GENETİK MÜHENDİSLİĞİ denir.

Genetik mühendisliği genlerin ayıklanması , çoğaltılması , değiştirilmesi başka bir canlınınkiyle birleştirilmesi yada başka bir canlıya aktarılması gibi çalışmalarla uğraşır.

Bilim adamları bu çalışmalarıyla• hastalık ve böceklere dayanıklı yeni bitkiler ve hayvanlar oluşturabiliyor • Endüstriyel atıkları yiyebilen bakteriler üretebiliyor• Canlıları klonlayabiliyorlar.

MOLEKÜLER   BİYOLOJİ       DNA  ile ilgili çalışmalar yapan bilim dalına moleküler biyoloji denir . 

89

Günümüzde genler ve DNA ile

ilgili çalışma yapan insanlara

genetik mühendisi denir

Genetik mühendisleri insan

genom projesi ile insan

DNA’sının şifrelerini çözmeye

çalışmaktadır.

Bitki ve hayvan ıslahı

Hastalık genlerinin tespit edilmesi

Canlıların çevre şartlarına

dirençlerini arttırma

Özel ilaç geliştirme

bitkilerden antibiyotik ve hormon

elde etme

KLONLAMA (GEN KOPYALAMA)

B İ Y O T E K N O L O J İ MÜHENDİSLİĞİ

Biyoteknoloji canlı doku ve organları kullanarak uygun yöntem ve tekniklerle endüstri ve tıp alanında kullanılmak üzere istenilen ürünler elde edilmektedir.Biyoteknolojinin kullanım alanları • Protein üretilmesi• Hormon , vitamin ,antibiyotik elde edilmesinde,• Yeni sebze ve meyve üretiminde,• Zarar görmüş organların onarımında Günümüzde yediğimiz bir çok gıda ürünü biyoteknojiden yararlanılarak üretilmektedir.Bunun başlıca nedenleri ;• Ürün kalitesini artırmak • Mevsimlerden bağımsız ürünler elde etmek

* Canlı hücreler kullanılarak çeşitli ürünlerin elde edilmesidir.

İnsülin ve büyüme hormonun

bakterilere ürettirilmesi

Meyveli yoğurt ve vitamin üretimi

Nitelikli tohum ve fide üretimi

Gen klonlanması

Tek yumurta ikizleri hariç her bireyin DNA dizilimi kendine özgüdür

Her insanın DNA’sının farklı olması DNA parmak izi terimiyle açıklanır

DNA parmak izi yöntemi, bir insanin DNA'sını oluşturan baz sırasının diğer insanların DNA baz sıralarından farklı olmasına dayanır.

DNA parmak izi suçluların tespitinde kullanılan yaygın bir yöntemdir.

DNA Parmak izi

İNSAN GENOMU PROJESİ

G   E   N   O   M

İnsan  genlerinin  projesinin  çıkarılmasına   genom  projesi  denir .GENOM  PROJESİYLE  YAPILAN  ÇALIŞMALARLA

   a-DNA nın yapısında bulunan bazların dizilişi belirlendi,

   b-İnsan genomunda  40 000  __  140 000 arasında gen bulunduğu saptandı ,

   c-Kalıtsal hastalıkların olup olmadığı saptanabiliyor.       (kan yada yanak içinden alınan hücrelerin incelenmesiyle  kalıtsal hastalık olup olmadığı anlaşılabiliyor )

   d-Ekoloji,evrim, fosil bilimi ve DNA  ile kimlik belirleme çalışmalarında  kolaylıklar sağlanmıştır

   e-Kalıtsal hastalıklara neden olan genlerin DNA dan çıkarılarak kalıtsal hastalıklar önlenebilir   

   f-İnsan organlarının başka canlılar üzerinde üretimi sağlanarak organ nakillerinin  gerçekleşmesi sağlanabilir      (İnsandan insana yapılan doku ve organ nakillerindeki olumsuzlukları  gidermek için  hayvanlara (domuzlara ) insan geni  nakledilerek onların insanlarınkiyle aynı yapıda organlara sahip olmaları için çalışmalar yapılmaktadır      Fareler üzerinde insan kulağı üretilmiştir.

   g-Hızlı büyüyen zor olumsuz şartlara dayanıklı daha verimli bitki ve hayvanlar üretmek      (A.B.D de  -200C soğuğa dayanıklı patates üretilmiştir.

   h-Bir canlıya ait genlere eklemeler yapılarak canlıya yeni  karakterler  kazandırılabilir

GEN  HARİTASININ ÇIKARILMASIDNA daki organik bazların dizilişlerinin çıkarılması anlamına gelir.İnsan DNA sında 3,2 milyar baz olduğu tespit edilmiştir. Bu çalışmalarda hangi genin ne anlama geldiği bulunacak hastalıklara neden olan genlerin bulunup müdahale etme şansı doğacaktır.

BİYOTEKNOLOJİ MÜHENDİSLİĞİNİN ÇALIŞMA

ALANLARI