DNA VE GENETİK KOD

DNA VE GENETİK KOD

DNA

DNA'da bulunan genetik bilgi tüm modern canlıların işlev görmesine, yani büyümesi ve çoğalmasına olanak sağlar. Ancak, 4 milyar yıldır sürmekte olan yaşamın tarihçesi boyunca DNA'nın bu işlevi yerine getirdiği belli değildir.

Hücrenin temel kısımlarının hücre zarı sitoplazma ve çekirdek olduğunu ve hücrenin yönetim merkezinin çekirdek bulunmaktadır. Çekirdeğin içerisinde DNA (Deoksiribo Nükleik Asit) bulunur. DNA ve özel proteinler kromatin ağını oluşturur. Bölünme sürecinde kromatin ağı da yoğunlaşıp, kısalıp kalınlaşarak kromozom adını alır. Kromozomlar, kalıtsal özellikleri taşıyan ve hücre bölünmesi başlangıcında oluşan yapılardır.

DNA’nın Görevleri:

1. DNA hücreyi yönetir. Yönetici moleküldür. Protein sentezi ve diğer yaşamsal faaliyetler (Solunum, beslenme, üreme gibi) yönetir.
2. Kalıtımı Sağlar. Canlılara ait Özellikleri taşıyan kalıtım maddesini bulundurur. Özeliklerin gelecek nesillere taşınmasını sağlar.
3. Hücre bölünmesinde görev alır.(Çekirdekte bulunan kromozomları oluşturur.)

DNA ÖZELLİKLERİ:

• Çift zincirli sarmal bir yapıya sahiptir.
• Yapısını Genler ve genleri oluşturan Nükleotidler oluşturur
• DNA modelinin yapısını ilk keşfedenler James Watson ve Francis Crick'dir. James D. Watson halen daha Amerika da DNA ile ilgili çalışmalarını sürdürmektedir.
• Yapı birimi Nükleotid, görev birimi ise Gen’dir.
• Bazı basit yapılı canlılarda DNA sitoplazma içerisinde bulunur. Gelişmiş yapılı canlılarda ise DNA çekirdek içerisinde bulunur.

DNA’nın yeri:

• Çekirdekli hücrelerde (ökaryot); çekirdek içinde bulunur.(insan, hayvan, bitki, amip, öglena) Ökaryot hücrelerde çekirdek dışında mitokondri ve kloroplastlarda DNA bulunur.
• Çekirdeği olmayan ilkel hücrelerde (prokaryot); sitoplazmada bulunur.(bakteri, mavi-yeşil alg (su yosunu) ve arkeler)

DNA‘YI OLUŞTURAN BİRİMLER:

• DNA’nın en küçük Yapı Birimine nükleotid denir. Bir nükleotidin yapısında; Fosfat, Şeker ve azotlu organik Baz bulunur.
• Azotlu Organik bazlar: 4 çeşittir. Adenin (A), Timin (T), Sitozin (C &S) ve Guanin (G)'dir.
• Nükleotidler hangi organik bazı içeriyorlarsa o bazın ismiyle adlandırılır. ( Örneğin; Timin Nükleotidi )
• Bir DNA molekülünde her zaman, Adenin nükleotid karşısına Timin nükleotid, Guanin nükleotid karşısına Sitozin nükleotid gelir. Bu durumda bir DNA çift sarmalında Adanin Sayayısı=Timin Sayısı, Guanin Sayısı=Sitozin Sayısı olacaktır.
• DNA zincirlerini zayıf hidrojen bağları bir arada tutar. Adenin ile Timin arasında 2 zayıf hidrojen bağı; Guanin ile Sitozin arasında 3 zayıf hidrojen bağı bulunur.
• DNA molekülünde; her zaman Nükleotid = deoksiriboz şekeri = fosfat sayısı birbirine eşittir.

• 

  Adenin Nükleotidi

• 

  Guanin Nükleotidi

• 

  Timin Nükleotidi

• 

  Sitozin Nükleotidi

• Gen:
  • Canlının belli bir özelliğinden sorumlu olan DNA’nın anlamlı her bir parçasına gen denir.
  • DNA’nın görev birimleridir.
  • Canlıların özelliklerini bir sonraki kuşağa aktarılmasını sağlar.
  • Tüm kalıtsal bilgiler DNA üzerindeki genlerde şifrelenmiş olarak kayıtlıdır. Her genin şifresi birbirinden farklıdır. Canlı karakterlerinin ortaya çıkmasını sağlayan şifrelerdir.(Örneğin bir insanın genlerinde kıvırcık saçlılık varsa o insan kıvırcık saçlı olur.)
  • Canlıların kendilerine özgü SAYI ve ÇEŞİTTE genlere sahip olması canlıların birbirinden farklı olmasını sağlar. Örneğin gen çeşitliliği sonucunda mavi, yeşil, ela, kahverengi gibi göz renkleri oluşabilir.
• Kromozom: DNA'nın proteinler etrafına sarılmasıyla, yoğunlaşarak oluşturduğu, canlılarda kalıtımı sağlayan genetik birimlerdir.
  • DNA, hücre bölünmesi sırasında kısalıp kalınlaşır ve etrafı özel bir protein kılıfla kaplanır. Bu hâldeki DNA’ya kromozom adı verilir. (DNA + özel protein = kromozom)
  • Kromozomlar sadece hücre bölünmesi sırasında belirginleşir.
  • Normal yaşam evrelerinde çekirdekte kromatin iplikler halinde görülür. Hücre bölünmesi sırasında bu iplikler kısalıp kalınlaşarak kromozomu oluşturur.
  • DNA kendini esleyince oluşan iki DNA molekülünün etrafına protein kılıf örülür. Bu şekilde oluşan ipliklerden her birine kromatit denir. Bir kromozom iki kromatitten oluşur. Eş kromozom parçalarının birbirine tutunduğu yere sentromer adı verilir.
  • Kromozom sayısı canlıya özgüdür. Her canlının kromozom sayısı genellikle birbirinden farklıdır. Fakat aynı sayıda kromozoma sahip farklı türde canlılar da vardır.
  • Vücut hücreleri: Canlıların vücut özelliklerini belirleyen ve 2n kromozomlu olan hücrelere vücut hücreleri denir. İnsanların vücut hücrelerinde 2n=46 kromozom bulunur.
  • Üreme hücreleri veya gametler: Canlılarda üreme olayını gerçekleştiren ve n kromozomlu olan hücrelere üreme hücreleri veya gametler denir. İnsanların üreme hücrelerinde (yani sperm ve yumurta hücrelerinde) n=23 tane kromozom bulunur.
  • Kromozom sayısı ile canlıların gelişmişliği arasında bir ilişki yoktur. Canlıların gelişmiş ya da ilkel olması DNA’larındaki nükleotid diziliminin, genlerin yapısının ve sayısının birbirinden farklı olmasından kaynaklanır. İnsan ve Moli balığının kromozom sayısı aynı olmasına rağmen insan, Moli balığından tamamen farklı canlıdır. Aynı tür içinde tüm sağlıklı bireylerin kromozom sayısı aynı olur.
• Kromozom – DNA – Gen – Nükleotid ilişkisi: Nükleotidler birleşerek genleri, genler birleşerek DNA’yı oluşturur. DNA’lar birleşerek ise Kromozomu oluşturur. Nükleotid < Gen < DNA < Kromozom < Çekirdek < Hücre şeklinde ifade edebiliriz.

DNA

İkili Sarmal Yapı:

DNA, iki iplikten veya zincirden oluşur. Birbirinin etrafında dolanan bu iplikler, DNA`nın bükülmüş bir merdiven gibi görünmesine sebep olur. DNA nükleotidlerinin özel bağlarla karşılıklı ve üst üste dizilmeleri sonucu bükülmüş merdiven şeklindeki DNA’nın bu yapısına ikili sarmal yapı olarak adlandırılır.

NOT: Bütün canlılarda DNA molekülü Adenin, Timin, Sitozin ve Guanin bazlarından oluşmasına rağmen nükleotidlerin sayısında ve dizilisindeki farklılıklar canlıların birbirinden farklı olmasını sağlar.

DNA’nın Kendini Eşlemesi

DNA, hücrenin yönetim ve kontrol merkezi olduğu ve genleri taşıdığı için her hücrede bulunmak zorundadır. Bu nedenle yeni hücreler bölünüp çoğalmadan önce DNA kendini eşleyerek sayısını 2 katına çıkarmalıdır. Böylece yeni hücre oluşumu tamamlandığında DNA, her hücreye eşit miktarda aktarılır.

Aşamaları:

• DNA’daki nükleotidler arasındaki zayıf hidrojen bağları enzimler (Helikaz) yardımıyla kopmaya başlarken, DNA zincirleri de fermuar gibi açılmaya başlar.
• DNA zincirleri birbirinden ayrılır.
• Sitoplazma içerisindeki serbest halde bulunan tamamlayıcı nükleotidler çekirdek içerisine girmeye başlar.
• Açılan zincirdeki nükleotidlerin karşısına uygun nükleotidler yerleşir. (Bu sırada zayıf hidrojen bağları nükleotidler arasında tekrar oluşmaya başlar.)
• Başlangıçtaki DNA molekülünün aynısı 2 DNA molekülü oluşur. Eşleşme sonucunda oluşan yeni DNA’lardaki birer iplik, eski DNA’ya aittir. Diğeri ise hücrede bulunan nükleotidler kullanılarak sentezlenen yeni ipliktir.

NOT: DNA’nın kendini eşlemesi sırasında sitoplazmadaki; deoksiriboz şekeri sayısı, organik baz sayısı, fosfat sayısı azalır. Çekirdekteki nükleotid sayısı artar.

KALITIM

Anne ve babadan gelen kalıtsal özelliklerin yavru bireylere aktarılmasına kalıtım (soyaçekim veya irsiyet olarak da adlandırılır) denir. Canlı vücudunu oluşturan karakterleri üremeyle nesilden nesile aktarılmasını inceleyen bilime genetik (kalıtım) bilimi denir. Biyoloji biliminde kalıtım çalışmaları genetik olarak adlandırılır.

Genetikle ilgili önemli çalışmaları Gregor Mendel yapmıştır. Bezelye üzerinde yaptığı çalışmalar 7 yıl sürmüştür. (1860–1866)Gregor Mendel yaptığı deneylerde bezelye bitkisini kullanmıştır.

Kalıtım ile İlgili Kavramlar

• Kromozom: Canlının kalıtım birimi olan genleri üzerinde taşıyan yapılara kromozom denir.
• Homolog (eş) kromozom: Biri anadan diğeri babadan gelen, şekil ve büyüklük bakımından birbirine benzeyen, karşılıklı bölgelerinde aynı karaktere etki eden genleri taşıyan kromozomlardır.
• Karakter: Canlı vücudunu oluşturan her bir özelliğe karakter denir. (Kalıtımda her karakterde 2 özellik var) Nesilden nesile genlerle aktarılan özelliklere kalıtsal karakter denir. Kalıtsal karakterlere göz rengi, kan grubu, ten rengi, boy uzunluğu, saç şekli, saç rengi, kulak memesinin ayrık veya yapışık olması gibi örnekler verilebilir. Nesilden nesile genlerle aktarılamayan özelliklere de kalıtsal olmayan karakter denir. Kalıtsal olmayan karakterlere vücut ağırlığı, kasların gelişmişliği, zekâ derecesi, uzuv eksikliği gibi örnekler verilebilir.
• Gen: Bir karakterin oluşumunda etkili olan DNA parçasıdır. Genler, özelliklerin bir nesilden diğer nesile aktarılmasını sağlar.(Deri rengi, boy, saç, kan grubu gibi) Kalıtımda genler harflerle gösterilir. (Örnek: A, B, c, d)
• Allel gen: Aynı karaktere etki eden genlerden her birine alel denir. Biri anneden biri babadan gelir.
• Baskın gen(Dominant gen): Her durumda etkisini gösteren gendir. Bulunduğu hücrede ya da taşıdığı karakterleri her zaman oluşturan gene denir. Baskın özellikler canlılar dünyasında en fazla görülen özellikler grubunu oluşturur. Büyük harflerle gösterilir. A, B, C, D, E gibi
• Çekinik gen (Resesif gen): Baskın gen olmadığı zaman etkisini gösteren gendir. Genotip te yer alan her genin özelliği fenotipte görülmeyebilir. Çekinik özellikler doğada az sayıda canlıda görülen özellikler grubunu oluşturur. Küçük harflerle gösterilir. a, b, c, d, e gibi
• Saf Döl (Homozigot) (Arı döl): Anne ve babadan gelen genlerin ( allel genler) aynı olmasıdır. ( AA, aa, BB, bb gibi, )
• Melez Döl (Heterozigot) (Hibrit): Anne babadan gelen (Allel genlerin) farklı olmasıdır. (Aa, Bb, Cc gibi)
• Genotip: Bireyin sahip olduğu genlerin toplamıdır. Gen yapısıdır. Canlıların saf döl mü, melez mi olduklarını gösterir. Bir karakterin baskın veya çekinik olması, saf veya melez döl olması onun genotipiyle ilgilidir. Örnek: AA, BB, Aa, Bb,
• Fenotip: Genotip ve çevresel etkenlere bağlı olarak ortaya çıkan özelliklere ise fenotip adı verilir. (Canlının dış görünüşüdür. Gen yapısının dışa yansımasıdır.) Siyah saç, A kan grubu, Beyaz ten rengi, göz rengi, vb. özellikler fenotiptir.
• Çaprazlama, iki farklı bireyden (anne-babadan) gelen üreme hücrelerinin birleşmesi olarak tanımlanabilir. Oluşan yavruların genotip ve fenotipleri bulunmaya çalışılır. Çaprazlama yapıldığında bir özelliğin oluşmasının olasılıkları vardır.

Örneğin; a özelliği mavi gözlü, A ise kahverengi göz özelliği. Harflerin büyüklüklerinden anlayacağımız gibi mavi göz çekinik olan, kahverengi ise baskın olan özellik. Anne ve babadan gelen genler ile oluşabilecek 3 olasılık durumu vardır. AA şeklinde oluşan Saf Baskın dediğimiz durumda yavru kahverengi gözlü olacaktır. Gene kahverengi göze sahip olabileceği ikinci durum Melez Baskın Aa şeklinde bir araya gelmesidir. Mavi gözlü olması için ise iki çekinik genin de bir araya gelmesi ve saf çekinik (aa) olması gereklidir.

{:MENDEL YASALARI}