|
Genetik özelliklerimiz hücrelerimizdeki çekirdeğin içinde bulunan kromozomlarda taşınır. Kromozomlar DNA ve özel proteinlerin birleşmesiyle oluşur
DNA, hücrenin yönetici molekülüdür ve beslenme, solunum, üreme gibi canlılık faaliyetlerini yönetir. DNA'nın yapısında kalıtsal özelliklerimize etki eden yapılar bulunur. Bu yapılar genlerdir. Kalıtsal bilgiler genler tarafından taşınır.
Bilim insanları James Watson (Ceyms Vatsin) ve Francis Crick (Firensis Kirik) birlikte çalışarak üstte görülen DNA'nin yapısını temsil eden modeli hazırlamışlardır.
Nükleotitler DNA'nın temel yapı birimleridir. Bir nükleotidin yapısında aşağıdaki gibi fosfat, seker ve organik baz bulunur. Organik bazlar adenin (A), timin (T), sitozin (C) ve guanin (G)'dir. Nükleotidler hangi organik bazı içeriyorlarsa o bazın ismiyle adlandırılırlar.
*Nükleotitin yapısında bulunan şeker 5 karbonlu olup Deoksiriboz şekeridir.
*Fosfatlar DNA ya asitsi özelliği kazandırırlar.
*Nükleik asitler iki çeşittir. DNA ve RNA dır.
*Her bir Nükleik asidin (DNA) yapısındaki 4 çeşit nükleotidin farklı sıra , miktar ve farklı kullanımı sonucu farklı kalıtsal şifrelere sahip nükleik asitler (DNA) oluşur.
Örneğin adenin bazını içeren nükleotit "adenin nükleotit", guanin bazını içeren nükleotit "guanin nükleotit" olarak adlandırılır.
DNA'da, nükleotidler bir iplik oluşturacak şekilde bir araya gelirler. Bu iplikte her zaman adeninin karşısına timin, sitozinin karsısına guanin nükleotiti gelir.
DNA, iki iplikten veya zincirdenoluşur. Üstteki şekilde görüldüğü gibi birbirinin etrafında dolanan bu iplikler, DNA'nın bükülmüş bir merdiven gibi görünmesine sebep olur.
*DNA da Guanin nükleotit ile Sitozin nükleotit arasında 3 adet hidrojen bağı vardır.
*DNA da Adenin nükleotit ile Timin nükleotit arasında 2 adet hidrojen bağı vardır.
Bu Hidrojen bağları ile bağlanmış yapıya ikili sarmal olarak adlandırılır. Bu iki zincirin birleşmesi ile DNA oluşur.
Çevremize baktığımızda canlıların birbirlerinden ve diğer canlı türlerinden farklı olduğunu görüyoruz. Bir insanin, tırtılın, domatesin, hidranın; kısacası bütün canlıların her birinin hücrelerindeki yönetici molekül DNA'dır.
Canlıdan organik bazlara doğru sıralanış yukarıda verilmiştir.
Hücre bölünmesi öncesinde hücredeki DNA molekülü miktarı iki katına çıkar. Bu olaya DNA'nın kendisini eşlemesi adi verilir.
DNA'nin kendisini nasıl eslediği üstteki şekilde görülmektedir.
DNA kendini eşlerken önce
*DNA'nın iki ipliği bir enzim yardımı ile birbirinden ayrılır. Aralardaki hidrojen bağları kopar.
*Daha sonra sitoplazmada serbest halde bulunan nükleotidler çekirdeğin içerisine girer ve DNA'nın açılan kısmındaki nükleotidlerle eşleşir.
*Bu esleşme sırasında, adenin nükleotitin karsısına timin nükleotit, sitozin nükleotitin karsısına da guanin nükleotit gelir.
*Sonuçta başlangıçtaki DNA molekülünün aynisi 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 dizilisindeki farklılıklar canlıların birbirinden farklı olmasını sağlar.
Kromozomlar DNA'ları, DNA' lar da genetik özellikleri belirleyen genleri taşır. Genler ise nükleotidlerden oluşur.
Tahtaya yazılan bilgileri defterimize geçirirken bazı hatalar yapabiliriz. Benzer şekilde DNA molekülü de kendisini eslerken hatalar oluşabilir.
Mutasyon
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 , bazı kimyasal maddeler , ilaçlar ve güneş ışığı mutasyona sebep olabilir: Örneğin, gebelik döneminin ilk aylarında röntgen filmi çektirmek bebekte mutasyona, dolayısıyla gelişim bozukluklarına 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.
*Mutasyonların etkileri olumlu veya olumsuz olabilir. Örneğin bitki üreme hücrelerinde görülen mutasyon sonucu bitkilerin
büyüklüğü ya da tohumlarının sayısında değişiklik oluşabilir.
*Diğer taraftan zararlı mutasyonlar da vardır. insanların genlerinde meydana gelen bazı mutasyonlar farklı hastalıkların ve genetik bozuklukların ortaya çıkmasına sebep olmuştur. Örneğin; hemofili, orak hücreli anemi, albinoluk, alti parmaklılık, Down sendromu gibi rahatsızlıklar, mutasyon sonucu ortaya çıkmıştır.
*Ayni şekilde, bazı mutasyonların kansere sebep olduğu da bilinmektedir.
Modifikasyon
Çuha çiçeği ortam sıcaklığı 15-25 oC arasındaki bir ortamda yetiştirilirse çiçeklerin rengi kırmızı, 25-35 oC arasındaki bir ortamda yetiştirilirseçiçeklerinin rengi beyaz olur.
Ari ve karıncalarda larvaların beslenme koşulları değiştiğinde vücut şekilleri ve davranışları değişir. Ari larvaları çiçek tozuyla
beslendiğinde isçi arılar, ari sütüyle beslendiğinde ise kraliçe ari oluşur.
Çuha bitkisi, ari ve karıncalarda görüldüğü gibi çevre şartlarının etkisiyle canlılarda ortaya çıkan ve kalıtsal olmayan değişikliklere modifikasyon adi verilir. Spor yapan kişilerde kasların gelişmesi, yazın güneşli günlerde teninizin bronzlaşması da modifikasyona örnektir.
*Kalıtsal değildir. Nesilden nesile aktarılmaz.
Tek yumurta ikizlerinde genetik yapı aynidir. Bu ikizler farklı çevre şartlarında yetiştiklerinde farklı özellikler gösterirler.Bu modifikasyona örnektir.
Genetik Mühendisliği
Genetik Mühendisliği ve Biyoteknoloji Gelecekte, canlıların genetik yapılarının değiştirilmesiyle raf ömrü uzun, zararlı böceklere dayanıklı bitkilerin üretilebilecektir.
Genetik mühendisliğinin uygulamaları, insanlığın başta sağlık ve gıda olmak üzere birçok problemini çözmek ümidiyle günümüzde hızlı bir şekilde ilerlemektedir. Birçok genetik mühendisi, genlerle ilgili anormallikleri düzeltmek üzere çalışmalar yapmaktadır. Bunlarla öncelikle üreme hücrelerindeki zararlı genlerin gelecek kuşağa aktarılmasını önlemek amaçlanmaktadır. ilk genetik mühendisliği uygulamaları bitkilerin direncini artırmak amacıyla yapılmıştır. ilerleyen yıllarda DNA parmak izi, klonlama, gen tedavisi gibi çalışmalarla bu alandaki araştırmalar devam etmiştir. DNA'larımızda yer alan bazların dizilimi hepimizde farklılık gösterir. Belirli tekniklerle bu dizlimin, tıpkı mürekkebe bastırılmış parmak izi gibi bir izinin çıkarılması işlemine DNA parmak izi adi verilir. Klonlama ise DNA'nın belirli bir bölümünün, genellikle de bir genin kopyasını oluşturmak için kullanılan bir yöntemdir. Gen tedavisi; hastalara tedavi edici genleri aktararak ya da zararlı olan genleri etkisiz hale getirerek kronik sağlık problemlerini çözmektir. Ayrıca tarım ve hayvancılıkta daha fazla ve kaliteli ürün elde etmek için, türlerin ıslahı konusunda çeşitli çalışmalar yapılmaktadır. Genetik uygulamalar, yediğimiz bitkilerde birçok değişime yol açmıştır. Su anda antibiyotikler, hormonlar gibi kimyasal maddelerin üretiminde kullanılmak üzere bazı bitkilerin genetik yapısı değiştirilmektedir. Mikroplara ve böceklere karsı dirençli olacak şekilde geliştirilmiş bitki çeşitleri, genetik mühendisliği uygulaması sonucu oluşan ürünlerdendir. Genetik mühendisliğindeki gelişmelerin olumlu sonuçları tüm dünyada takdirle karşılanmakta ve bu konudaki geleceğe yönelik beklentileri artırmaktadır.Genetik mühendislerinin uygulamaları bazı problemleri de beraberinde getirmektedir. Örneğin genetik mühendisliği çalışmaları sonucunda zararlı bir böceğe karşı direnç kazanmış bir bitki üretildiğini düşünelim. Bu bitkinin polenleri zararlı böceğe karşı direnç oluşturan genleri taşır. Bu genleri taşıyan polenler de yakında büyüyen yabani bitkilere ulaşabilir. Genin bu şekilde yayılımı böceklerin yabani bitkilerle beslenmesini engelleyeceğinden ekosistem içindeki besin ağını bozabilir. Biyoteknolojik yöntemlerle, canlı hücreleri kullanarak endüstri ve tip alanında kullanılmak üzere çeşitli maddeler üretilir. Kanser, AIDS gibi birçok hastalığın tedavisi ve önlenmesinde kullanılacak genetik ürünlerin elde edilmesi, büyüme geriliği gibi sorunlara çare olacak ya da bulaşıcı hastalıklara karşı koyacak proteinlerin üretimi, hasar görmüş beyin hücrelerinin ve omuriliğin onarımı, vitamin tabletleri, meyveli yoğurt üretimi biyoteknoloji uygulamalarına verilebilecek örneklerdendir.
|
