Genetik Mühendisliği Ve Biyoteknoloji
GENETİK MÜHENDİSLİĞİ VE BİYOTEKNOLOJİ-Mikroskop bulunmadan önce canlılar hakkında edinilen bilgiler gözlemlere dayanmaktaydı
-Mikroskop bulunduktan sonra canlılarla ilgili deney , araştırma ve incelemeler yapılmıştır.
-Bilim adamlarının yaptıklarının yaptıkları araştırmalarda bulunan en önemli olay DNA nın bulunuşu ve üzerindeki çalışmalardır .
MOLEKÜLER BİYOLOJİ
DNA ile ilgili çalışmalar yapan bilim dalına moleküler biyoloji denir .
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.
B İ Y O T E K N O L O J İ
Biyoteknoloji canlı doku ve organları kullanarak uygun yöntem ve tekniklerle endüstri ve tıp alanında kullanılmak üzere istenilen ürünler elde edilmektedir.
Biyoteknoloji bir çok bilim dalıyla birlikte kullanılır.
Genetik mühendisliği Biyoteknoloji tarafından kullanılmaktadır.
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
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
(Kalıtsal hastalıklara neden olan genlerin varlığı bulunup insan genomundan çıkarılırsa daha sağlıklı nesiller oluşturulabilir hatta insan ömrü uzatılabilir.
Sirke sineğinin genlerinde yapılan çalışmalarla ömrünün uzaması sağlanmıştır )
İnsan yumurta ve sperm genlerinin şifrelerinin çözülmesiyle bu hücrelerdeki hastalık genleri tespit edilerek sağlamlarıyla değiştirilebilir. )
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 ÇOKARILMASI
DNA 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.
DNA TESTİ
Parmak izi gibi her canlının DNA sı daki baz dizilişi farklıdır. Suçluların tespiti yapılmak ta yada genetik hastalıkların tespitinde de kullanılmaktadır.
GEN TEDAVİSİ
Başka bir canlıdan alınan DNA parçalarının canlıya aktarılmasıyla veya zararlı genlerin etkisiz hale getirilmesiyle gerçekleştirilerek bitki ve hayvanlar yeni özellikler kazandırılabilir.
K L O N L A M A
Bir canlının genetik kopyasının üretilmesidir.
İlk hayvan klonlanması 1996 yılında DOLLY adında koyunla olmuştur.
Her hangi bir beden hücresine dönüşebilecek hücrelere KÖK HÜCRE denir.
Kök hücre klonlanıp organ geliştirmek artık mümkün fakat bu çalışmalar la ilgili tartışmalar devam etmektedir.
TIPTAKİ YARARLARI
Hastalıklara neden olan genlerin değiştirilmesi veya hastalığı engelleyecek genlerin insanlara verilmesi ,
İlaç yapımında çeşitli bakterilerin kullanılması ,
TARIMDA VE HAYVANCILIKTAKİ UYGULAMALARI
Genetiği değiştirilmiş bir çok bitki ve hayvan ortam koşullarına dayanıklı hale getirilir.
Besin değeri ve içeriği değiştirilen canlılar oluşturulur.
İstenilen karakteri elde etmek için istenilen özellikte canlılar çaprazlanır
MİTOZ
Hücre bölünmesi tüm canlılarda görülen bir olaydır. Bu olayın amacı hücre bölünmesinin gerçekleştiği canlı veya hücreye bağlı olarak yeni hücreler meydana getirmek, yenilenme ve büyümeyi sağlamaktır. Ayrıca bazı canlılarda yumurta ve sperm gibi eşey hücrelerini oluşturmaktır. Bir hücrenin bölünmesi için önce hücrenin belli bir büyüklüğe ulaşması gerekmektedir.
Hücre bölünmesi, bir hücreli canlıların çoğalması, çok hücreli canlıların büyümesi erkek ve dişi eşey hücrelerinin meydana gelmesi için gerekli bir olaydır. Hücre bölünmesi vücut hücrelerinde mitoz, eşey hücrelerini oluşturmak için mayoz olmak üzere iki farklı şekilde gerçekleşir.
Hücre mitoz bölünme sırasında üstteki şekilde görüldüğü gibi birbirini takip eden farklı evrelerden geçer
Mitoz Bölünme de dikkat edilecek hususlar
Tek hücrelilerde çoğalma , çok hücrelilerde büyüme için kullanılır.
Yıpranan ve yaralanan hücrelerin iyileşmesi mitoz ile olur.
Oluşan hücrelerin Kromozom bilgisi aynıdır.
Büyüme sırasında mitoz bölünme hızlıdır.
Sinir, Sperm ve Yumurta hücrelerinde mitoz bölünme olmaz.
Bu evreler sırasında; ( Mitoz Evrelerinin Oluşum Sırası Önemlidir)
*Çekirdeğin ve sitoplazmanın bölünmesiyle iki yavru hücre oluşur.
*Hücre bölünmesi öncesinde çekirdekte bulunan ve canlının kalıtsal özelliklerini taşıyan maddenin (kalıtım maddesi) birer kopyası yapılır.
*Bu kalıtım maddesi mitozun başlangıcında kromozom adi verilen yapılara dönüşür.
*Mitozun ilk evresinde kromozomlar belirgin halde görülmeye baslar.
*Daha sonraki evrelerde hücrenin ortasında dizilen kromozomlar, hücrenin karşılıklı kutuplarına doğru hareket eder.
*Böylece oluşacak hücrelerin ikisi de kromozomların, dolayısıyla kalıtım maddesinin birer kopyasını almış olur.
*Bu şekilde çekirdek bölünmesini tamamlayan hücre, sitoplazma bölünmesine geçer.
*Sitoplazma bölünmesi sırasında hayvan hücresi ortadan ikiye boğumlanır ve mitoz bölünme tamamlanır.
Bitki hücresinde ise hücrenin ortasında ara lamel adi verilen bir yapı oluşarak hücre ikiye bölünür. Mitoz bölünmede, ana hücreden iki yavru hücre oluşur. Oluşan bu hücreler ana hücre ile ayni sayı ve özellikteki kromozomları içerir. Vücut hücreleri anne ve babadan gelen kromozom çiftlerine sahiptir. Bir takim halinde kromozom içeren hücreler "n" ile gösterilir. Bir takim (n) anneden, bir takim (n) babadan gelmek üzere iki takim kromozom bulunduran hücreler ise "2n" ile gösterilir. Örneğin insanların vücut hücrelerinin kromozom sayısı 2n=46'dir. Öyleyse insanların vücut hücrelerinde 23 çift kromozom olduğunu söyleyebiliriz.
Kromozom sayıları ile canlıların büyüklüğü ve gelişmişliği arasında bir ilişki yoktur. Tablodaki bilgilerden yola çıkarak
kromozom sayıları fazla olan canlıların, örneğin kromozom sayısı 94 olan deniz yıldızının insandan daha gelişmiş olduğunu söyleyemeyiz.
kromozom sayıları fazla olan canlıların, örneğin kromozom sayısı 94 olan deniz yıldızının insandan daha gelişmiş olduğunu söyleyemeyiz.
Eşeysiz Ürem Şekilleri
Bölünerek çoğalma, vejetatif üreme ve tomurcuklanma Rejenerasyonla (Yenilenme) Üreme ,Sporla Üreme eşeysiz üreme şekilleridir. Eşeysiz üreme mitoz ile gerçekleşir.
Vejetatif Üreme
Bitkilerin dal, yaprak gibi kısımlarından yeni bir bitki meydana gelmesi "vejetatif üreme" olarak adlandırılır.
*Vejetatif üreme sadece bitkilerde görülür.
Gül ve söğütün kesilen dallarının toprağa dikilmesiyle yeni gül ve söğüt oluştuğunu görmüşsünüzdür.
Örnek: Gül ve söğüt Zambak, patates , Gözyaşı bitkisi
Tomurcuklanma İle Üreme
Hidra
Hidralarda görünen bu çoğalma sekli tomurcuklanma olarak adlandırılır. Ana canlı vücudunda üremeye yönelik oluşan çıkıntılara tomurcuklanma ile üreme denir. Deniz anası, sünger gibi canlılar da tomurcuklanarak çoğalır.
Örnek: Hidra , Süngerler ,Sölenterler, Deniz Anası , mercan gibi deniz hayvanları ile Mantarlardan Bira mayası
Bölünerek Üreme
Bazı canlılar da bölünerek ürer.
Amip
Örneğin amip belirli bir büyüklüğe ulaşınca fotoğrafta görüldüğü gibi bölünerek kendine benzer yavru amipler oluşturur. Ana canlıdan tamamen kendisine benzeyen yavru canlıların oluşması seklinde gerçeklesen bu olayda eşey hücreleri rol almaz.
*Bir hücreli canlılarda görülür.
*En Hızlı üreme şeklidir.
*Yemeklerin 1 gecede bozulması , Havuzun kısa sürede yosunlanmasının kaynağı olan bölünme şeklidir.
Örnek: Premasyum , amip ,Öğlena Bakteri ,alg ( Bir hücreli yosun)
Rejenerasyonla (Yenilenme) Üreme
planarya
Kuyruğu kopan bir kertenkelenin kuyruğunu yeniden oluşturması, denizyıldızının kopan kolunu yenilemesi mitozla gerçeklesen yenilenme olaylarıdır. Rejenerasyon (Yenilenme) ile üremedir.
Rejenerasyonla yenilenmeye örnek
*Karaciğerin kesilen yerinin onarılması
*Kopan kertenkele kuyruğunun çıkması
*Yaraların iyileşmesi , kırılan kemiklerin onarılması
Rejenerasyonla Üremeye örnek
*Planerya , Toprak solucanı , Deniz Yıldızı , Süngerlerde kopan parçalar ayrı ayrı canlıyı oluşturur.
Toprak solucanlarının birçok parçaya ayrılsa bile her parçasının tam bir solucanı meydana getirebileceğini biliyor muydunuz? insanlarda kemik iliğinden yeni kan hücrelerinin oluşması, kırılan kemiklerin onarılması, yaraların zamanla iyileşmesi de bir çeşit yenilenme değil midir?
Sporla Üreme
Sporla üremede ise üzeri sağlam bir örtü ile kaplı özelleşmiş hücrelerdir. Olumsuz çevre şartlarına iyi dayanırlar. Şartlar uygun hale gelince mitoz ile yeni canlıyı oluştururlar.
Örneğin: Kara yosunu, Eğrelti otu , Mantarlar
Verdiğimiz örneklerden de anlaşıldığı gibi mitoz, canlıların vücut hücrelerinde görülen bir bölünme seklidir. Çok hücrelilerde büyüme ve yenilenmeyi sağlarken tek hücrelilerde üremeyi sağlar.
Kalıtım İle İlgili Terimler
1- Karakter : Canlının sahip olduğu her bir özelliğe karakter denir.
Örnek : Tohum rengi, tohum şekli, meyve rengi, göz rengi, saç rengi,
saç şekli.
2- Gen :
Canlıların sahip olduğu her bir özelliği yani her bir karakteri belirleyen ve bu karakterlerin aktarılmasını sağlayan kalıtım birimlerine, DNA parçalarına gen denir. Genler harflerle gösterilir. Baskın gen büyük, çekinik gen ise aynı harfin küçüğü ile gösterilir.
Örnek : A, a, B, b, … Yeşil Tohum Geni → s
Sarı Tohum Geni → S
3- Alel Gen :
Canlıların sahip olduğu her bir karakter (özellik) için biri anneden diğeri babadan gelen her bir gene alel gen, iki alel gene de alel gen çifti veya alel genler denir. Alel genler harflerle gösterilir. (Tohum şekli ile ilgili farklı özellikleri belirleyen yani düz ve buruşuk tohum şeklini belirleyen genlere alel genler denir.)
Örnek : A, B, a, b, …
4- Genotip :
Canlının sahip olduğu karakterleri belirleyen genlerin dizilişi veya gen topluluklarına genotip denir. (Canlı karakterlerin oluşmasında kullanılan genlerin her türlü özelliğine genotip denir. Karakterin baskın ya da çekinik olması, saf ya da melez olması gibi).
Örnek : AA, BB, Aa, Bb, …
5- Fenotip :
Canlının gözle görünen dış görünüşüne fenotip denir. (Genotip ve çevrenin etkisiyle oluşan canlının dış görünüşüdür).
Örnek : Yuvarlak, buruşuk, sarı, yeşil, kan grubunun A veya B olması,
gözün siyah, yeşil olması .…
6- Kromozom :
Canlının kalıtım birimi olan (kalıtsal özelliklerini belirleyen) genleri üzerinde taşıyan yapılara kromozom denir.
7- Homolog (Eş) Kromozom :
Biri anneden diğeri babadan gelen ve aynı karakterlere (özelliklere) ait genleri bulunduran kromozomlara homolog (eş) kromozom denir. (Göz rengi genini bulunduran biri anneden, diğer babadan gelen ve alel genleri taşıyan kromozomlardır.
8- Dominant (Baskın) Gen :
Etkisini (bulunduğu fenotipte) her zaman gösterebilen, büyük harflerle gösterilen ve en çok ortaya çıkan genlerdir.
Örnek : A, B, Y, S, (siyah saç geni, koyu ten geni, siyah göz geni, uzun
boy geni, A grubu geni) …
9- Resesif (Çekinik) Gen :
Etkisini (bulunduğu fenotipte) her zaman gösteremeyen, etkisini gösterebilmesi için iki tanesinin yan yana gelmesi gereken, küçük harflerle gösterilen ve en az ortaya çıkan genlerdir. (Çekinik genler, baskın genler olmadığında taşıdığı karakterleri oluştururlar yani etkisini gösterirler).
Örnek : a, b, y, s, (sarı saç geni, açık ten geni, yeşil göz geni, kısa boy
geni)…
10- Homozigot (Saf=Arı) Döl :
Canlıdaki her bir özelliği belirleyen gen çiftinin yani alel genlerin her ikisinin de aynı olması durumudur. Yani gen çiftinin ikisinin de baskın veya ikisinin de çekinik olması durumudur.
Örnek : AA, BB, aa, bb, …
11- Heterozigot (Melez=Hibrit) Döl :
Canlıdaki her bir özelliği belirleyen gen çiftinin yani alel genlerin her ikisinin de farklı olması yani alel genlerin birinin baskın, birinin çekinik olması durumudur. Heterozigot dölde daima baskın gen etkisini gösterir (çekinik genin etkisi gizli kalır).
Örnek : Aa,Bb,Yy,…
Mayoz Bölünmenin Önemi ve Bölünme Sırasında Neler Oluyor?
Mayoz sırasında homolog, kromozomlar yan yana gelerek birbiri üzerinde kıvrılır. Kromozomlar arasında parça değişimi olur. Kromozomlar hücrenin ortasında dizilerek kutuplara doğru çekilir. Kromozom-sayısı 2n olan ana hücreden Kromozom sayısı "n" olan iki yavru hücre oluşur ve birinci mayoz tamamlanır. İkinci mayoz ise mitoza benzer . İkinci mayozda "n" sayıda kromozom sayısına sahip her bir hücreden aynı kromozom sayısına sahip iki yavru oluşur.Böylece mayoz sonunda "n" sayıda kromozom sayısına sahip dört hücre oluşur.Mayoz sırasında gerçekleşen parça değişimiyle genetik çeşitlilik ortaya çıkar.Nesiller boyunca canlıların kromozom sayısının sabit kalması mayozla sağlanır.ADAPTASYON ve EVRİM
Farklı ekosistemlerde yasayan canlılar çevreye uyum sağlamak için belirgin özellikler kazanmıştır. Canlıların belirli ortam koşullarında yasama ve üreme şansını artıran fiziksel yapılar, davranışlar gibi kalıtsal özellikler kazanmasına adaptasyon adi 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.
Ayni ekosistemde yasayan canlılar hayatta kalmak için benzer adaptasyonlar geliştirir.
Ayni ekosistemde yasayan canlılar hayatta kalmak için benzer adaptasyonlar geliştirir.
Örneğin, sıcak iklimlerde yasayan türdeşlerinden farklı olarak kutup ayılarının dengelerini sağlayabilmek için bacak boyları kısadır ve ayakları geniş tabanlıdır.
Ayni şekilde, kutuplarda yasayan penguenlerin vücut yapıları da bu özellikler bakımından kutup ayıları ile benzerdir. Her iki hayvan türü de soğuktan korunmak için derilerinin altında yağ biriktirirler.
Bazı hayvanların kış uykusuna yatması, göç etmeleri, bitkilerin yapraklarını dökmesi birer adaptasyondur.
Soğuk bölgelerde yasayan canlılar gibi sıcak bölgelerde yasayan canlılar da yasadıkları bölgede hayatta kalabilmek için benzer adaptasyonlar gösterirler.
Soğuk bölgelerde yasayan canlılar gibi sıcak bölgelerde yasayan canlılar da yasadıkları bölgede hayatta kalabilmek için benzer adaptasyonlar gösterirler.
Örneğin çölde yasayan tilki, fare ve tavsanın kulakları ve kuyrukları uzun, vücut yüzeyleri geniştir. Bu özellikleri onların vücutlarındaki isi kaybını artırarak vücut sıcaklıklarını korumalarını sağlar. Sadece hayvanlar değil bitkiler de
adaptasyon gösterir.
adaptasyon gösterir.
Yine çöle özgü bir bitki olan kaktüsün yapraklarının diken seklinde, kıvrık ve tüylü olması, gövdesinde su depo etmesi bitkinin su kaybını azaltır.
Canlıların yasadıkları ortamlardaki değişimlere adaptasyonları, biyolojik çeşitliliğe katkıda bulunur.
Örneğin, ülkemizde ormanlarda doğal olarak yetişen meşe ağacının farklı birçok türü bulunmaktadır. Meşe ağaçları arasındaki bu çeşitliliği başka canlı türlerinde de görebiliriz.
Türlerdeki bu farklılık ve çeşitlilikler çok eski zamanlardan beri insanların dikkatini çekmişti. Ancak bu çeşitliliğin nedeni ve nasıl oluştuğu belirlenememişti. Bundan yalnızca iki yüzyıl öncesine kadar Dünya ve üzerinde yasayan canlıların değişmediği düşünülmekteydi. Ancak nesli tükenmiş türlere ait fosillerin bulunması, canlıların değişmediği fikri hakkında sorular sorulmasına ve bu konuda araştırmalar yapılmasına yol açmıştır.
Türlerdeki bu farklılık ve çeşitlilikler çok eski zamanlardan beri insanların dikkatini çekmişti. Ancak bu çeşitliliğin nedeni ve nasıl oluştuğu belirlenememişti. Bundan yalnızca iki yüzyıl öncesine kadar Dünya ve üzerinde yasayan canlıların değişmediği düşünülmekteydi. Ancak nesli tükenmiş türlere ait fosillerin bulunması, canlıların değişmediği fikri hakkında sorular sorulmasına ve bu konuda araştırmalar yapılmasına yol açmıştır.
Lamarck
Fosiller üzerinde çalışan Lamarck (Lamark),
*Çeşitli omurgasız hayvan türlerine ait fosilleri inceleyerek onları zaman sırasına göre dizmiştir.
* Sonunda bazı türlerin yavaş yavaş diğerlerine dönüştüğünü ve bu olayın günümüzde de devam ettiğini ileri sürmüştür.
*Lamarck'a göre canlı dünyası denizde yaşayan basit organizmalarla başlamıştı.
*Bu organizmalar daha sonra karaya geçmiş ve bu değişim bugünkü türler oluşuncaya kadar devam etmişti.
*Bu kurama göre canlı türlerinde görülen ve jeolojik zamanın ilk dilimlerinden başlayarak günümüzde de devam eden
değişimlere evrim adi verilir.
değişimlere evrim adi verilir.
*Lamarck, türlerin yasadıkları çevreye daha iyi uyum sağlamak için evrim geçirdiğini savunur ve bu düşüncesini desteklemek için zürafa örneğini verir.
Ona göre, zürafanın boynu bozkırlardaki yaprakları yiyebilmek için sürekli olarak uzamıştır. Normalden daha uzun boyna sahip zürafalar bu özelliği yavrularına aktarmıştır. Bu nedenle Lamarck, "Bir organ fazla kullanılıyorsa gelişmesini sürdürerek, daha etkin bir yapı kazanır." görüsünü ortaya atmıştır. Kullanılan vücut bölümlerinin geliştiğini, kullanılmayanların ise köreldiğini savunmuştu. Eğer canlılar Lamarck'in görüşlerinde belirtildiği gibi bir evrim geçiriyor olsaydı, kaslarını geliştiren sporcuların çocuklarının da kaslarının gelişmiş olması gerekmez miydi?
Lamarek'in düşünceleri, türlerin evrimleşmesi konusunda başka araştırmalara da yol açmıştır.
Lamarek'in düşünceleri, türlerin evrimleşmesi konusunda başka araştırmalara da yol açmıştır.
Darwin
Darwin (Darvin) ve Wallace (Valis) bu konuda araştırmaları olan diğer bilim insanlarıdır ve eş zamanlı olarak benzer sonuçlara ulaşmışlardır.
Darwin, temel olarak iki fikri ileri sürmüştür.
*Birincisi, türler içerisinde sayısız varyasyon (tür içindeki çeşitlilikler) bulunmaktadır. Bu varyasyonların büyük bir çoğunluğu genetiktir.
*ikincisi ise doğal seçilimdir. Yaşamsal faaliyetler için gerekli besin, su, barınak, ışık gibi faktörler canlılar arasında yasam mücadelesine neden olur. Bu savaşta basarili olanlar yaşamını sürdürürken, ortam koşullarına uyum sağlayamayanlar ise yok olur.
Varyasyon, genetik biliminde kullanılan bir terimdir ve "çeşitlenme" demektir. Bu genetik olay, bir canlı türünün içindeki bireylerin ya da grupların, birbirlerinden farklı özelliklere sahip olmasına neden olur.
Köpeklerdeki Varyasyon
Örneğin yeryüzündeki insanların hepsi temelde aynı genetik bilgiye sahiptirler, ama bu genetik bilginin izin verdiği varyasyon potansiyeli sayesinde kimisi çekik gözlüdür, kimisi kızıl saçlıdır, kimisinin burnu uzun, kimisinin boyu kısadır.
Darwin doğal seçilim sonucu yeni türlerin ortaya çıkabileceğini ifade etmiştir. 1800'lü yılların ortasına kadar İngiltere'de yasayan 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.
1890'1i yıllara gelindiğinde bu yörede güve kelebeklerinin %98'i siyah renkliydi. Bu çevre şartlarına uyum sağlayan güve kelebeklerinin yasama şansı artarken diğerlerininki azalmıştır. Güve kelebeklerinde görülen bu durum doğal seçilime örnektir.
DNA ve Genetik Kod
Genetik özelliklerimiz hücrelerimizdeki çekirdeğin içinde bulunan kromozomlarda taşınır. Kromozomlar DNA ve özel proteinlerin birleşmesiyle oluşurDNA, 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'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.
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,
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.
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.
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.
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.
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.
0 yorum:
Yorum Gönder