Genetik: Revizyonlar arasındaki fark

=== İlk genetik deneyi, Mendel ve Klasik Genetik ===

{{ana madde|Mendel|Klasik genetik}}

 

Modern genetik biliminin kökü, [[Avusturyalılar|Avusturyalı]] (Alman-Çek) bir Augustin’ci<ref>[http://en.wikipedia.org/wiki/Augustinians Augustinians]</ref> keşiş ve bir [[botanik]]çi olan [[Gregor Mendel|Gregor Johann Mendel]]’in gözlemlerine dayanır.

=== Kesikli kalıtım ve Mendel yasaları ===

{{ana madde|Mendel yasaları}}

 

En temel düzeyde, organizmalardaki kalıtım, günümüzde [[gen]]ler adını verdiğimiz ayrık özellikler aracılığıyla meydana gelir.<ref>Griffiths et al. (2000), [http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?rid=iga.section.199 Chapter 2 (Patterns of Inheritance): Introduction]</ref> (Bir özelliğin büyüklüğü iki, veya birkaç değer etrafında toplanmışsa bu özellik ''ayrıktır''; eğer sürekli bir değerler dağılımı gösteriyorsa, ''süreklidir'') Bu konuda gözlemde bulunan ilk kişi, [[bezelye]] bitkisi de kalıtımsal özelliklerinin ayrışımı üzerinde çalışmış [[Gregor Mendel]] olmuştur.<ref>Mendel, GJ (1866). "''Versuche über Pflanzen-Hybriden''". Verhandlungen des naturforschenden Vereins Brünn 4: 3–47. (in English in 1901, J. R. Hortic. Soc. 26: 1–32) [http://www.mendelweb.org/Mendel.html English translation available online]</ref><ref>Griffiths et al. (2000), [http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?rid=iga.section.200 Chapter 2 (Patterns of Inheritance): Mendel's experiments]</ref> Çiçek rengi üzerine yaptığı araştırmalarda, Mendel her bir çiçeğin ya mor ya beyaz olduğunu, ara bir renk olmadığını gözlemledi. Aynı genin farklı, birbirinden ayrık versiyonları [[alel]] olarak adlandırılır.

Bir çift organizma çiftleştiğinde, döl (yavru), rastgele bir biçimde, iki alelinden birini anneden, diğerini babadan miras (kalıt) alır. Ayrık kalıtım ve alellerin ayrışımı üzerine yapılmış bütün bu gözlemler, toplu olarak, [[Mendel genetiği|Mendel’in birinci yasası]] veya Ayrışma Yasası adıyla bilinir.

 

 

=== Sembolik gösterim sistemi ve şemalar ===

 

=== Genlerin etkileşimi ===

 

Organizmalar binlerce gen içerir ve cinsel çiftleşmeyle üreyen organizmalarda bu genlerin birlikte bulunmaları (tertiplenmeleri) genellikle birbirlerinden bağımsızdır. Yani, örneğin, sarı veya yeşil renkli bir bezelye alelinin kalıtımı (aktarımı), çiçeklerin beyaz veya mor oluşunu belirleyen alellerin kalıtımıyla ilişkisizdir. “[[Mendel genetiği|Mendelin ikinci yasası]]” veya “Bağımsız Tertiplenme Yasası” olarak bilinen bu olguda, ebeveynin her ikisinden gelerek karışan farklı genlerin alellerinin, dölü oluştururken farklı pek çok kombinasyonla bir araya gelebileceği anlamına gelir. (Ancak "Genetik bağlantı" gösteren bazı genler bağımsız olarak bir araya gelmezler edilmezler, bu konu aşağıda daha ayrıntılı işlenecektir.)

=== Genetik kod ===

 

 

Genler, fonksiyonel etkilerini, genellikle, hücredeki fonksiyonların çoğundan sorumlu, [[protein]]lerin üretimiyle ifade ederler.<ref>[http://tr.wikipedia.org/wiki/Gen_ifadesi Gen ifadesi]</ref> Proteinler [[amino asit]] zincirleridir ve bir genin DNA dizisi (bir [[RNA]] aracılığıyla) bir proteinin kendine has dizisini üretmede kullanılır. [[Transkripsiyon (genetik)|Yazılım (transkripsiyon)]] denilen bu süreç, genin DNA dizisine kaşılık gelen bir diziye sahip bir RNA molekülü üretimiyle başlar. Ardından, bu [[mesajcı RNA]] molekülü [[translasyon]] denilen bir süreçle, RNA dizisindeki enformasyona karşılık gelen bir amino asit dizisi üretmede kullanılır. RNA dizisindeki her üç nükleotitlik grup bir kodon olarak adlandırılır, bu kodonların her biri proteinleri oluşturan 20 amino asitten birine karşılık gelir. RNA dizisi ile amino asitler arasındaki bu ilişkiye [[genetik kod]] adı verilir.<ref>Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L, Clarke ND (2002). Biochemistry, 5th edition, New York: W. H. Freeman and Company. [http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?rid=stryer.section.685 I. 5. DNA, RNA, and the Flow of Genetic Information: Amino Acids Are Encoded by Groups of Three Bases Starting from a Fixed Point]</ref> Bu enformasyon akışı tek yönlü olur; yani enformasyon nükleotit dizilerinden proteinlerin amino asit dizisine aktarılır, proteinden DNA dizisine aktarılmaz. Bu olgu [[Francis Crick]] tarafından “moleküler biyolojinin merkezî dogması” olarak adlandırılmıştır.<ref>Crick, F (1970): [http://www.nature.com/nature/focus/crick/pdf/crick227.pdf Central Dogma of Molecular Biology (PDF)]. Nature 227, 561–563. [http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/4913914 PMID 4913914]</ref>

Bir proteini amino asit dizisi, o proteinin üç boyutlu yapısını oluşturur ki, bu da proteinin fonsiyonuyla yakından ilişkilidir.<ref>Alberts et al. (2002), [http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?rid=mboc4.section.388|I.3. Proteins: The Shape and Structure of Proteins] .Alberts et al. (2002), [http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?rid=mboc4.section.452|I.3. Proteins: Protein Function]</ref> Bunlardan bazıları, [[kollajen]] proteinince oluşturulmuş lifler gibi, basit yapılı moleküllerdir. [[Enzim]] denen proteinler başka proteinlere ve basit moleküllere bağlanabilirler, bağlandıkları moleküllerdeki kimyasal reaksiyonları kolaylaştırarak (proteinin kendi yapısını değiştirmeksizin) [[katalizör]] rolü oynarlar. Proteinin yapısı dinamiktir; örneğin [[hemoglobin]] proteini, [[memeli]] kanında [[oksijen]] moleküllerinin alınması, taşınması ve salınmasını kolaylaştırırken eğilip bükülerek farklı biçimler alır.

 

 

=== Doğuştan gelenler - sonradan kazanılanlar ===

Genler, bir organizmanın işleyişiyle ilgili bütün enformasyonu içermekteyse de, çevre, nihai [[fenotip]]in belirlenmesinde önemli bir rol oynar. Genetik faktör ile çevre faktörü ikilemi, “doğuştan gelenler ile sonradan kazanılanlar” anlamında kullanılan, İngilizce “''nature versus nurture''” (kısaca,'' nature vs. nurture'', doğa ve yetişme ikilemi) deyişiyle ifade edilir. Bir organizmanın fenotipi kalıtım ile çevrenin etkileşimine bağlıdır. “Isıya duyarlı mutasyonlar” olgusu bu duruma örnek olarak gösterilebilir. Genellikle, bir protein dizisi içinde değişen bir amino asit, onun davranışını ve diğer moleküllerle etkileşimini değiştirmez; fakat yapının istikrarını bozar. Yüksek sıcaklıkta moleküller daha hızlı hareket ettikleri ve birbirleriyle çarpıştıkları için, böylesi bir amino asit değişimi, proteinde yapısının bozulmasıyla ([[denatürasyon]]) ve işleyişinin zayıflamasıyla kendini gösteren bozukluklara yol açar. Düşük sıcaklıklı ortamlarda ise proteinin yapısı istikrarlı kalır ve işleyişi normal halde devam eder. Bu mutasyon türü [[siyam kedisi]]nin kürkünde renk bakımından gözle görülür halde kendini gösterir: [[Pigment]] üretiminden sorumlu bir [[enzim]]deki [[mutasyon]], derideki yüksek sıcaklıklı bölgelerde yapısal istikrarının bozulmasına ve işleyişinin zayıflamasına yol açmaktayken bacak, kulak, kuyruk gibi daha soğuk bölgelerde protein, işleyişini zayıflatmadan sürdürür; böylece kedi, uç bölgeleri koyu renkli bir kürke sahip olur.<ref>Imes DL, Geary LA, Grahn RA, Lyons LA (2006). "[http://www.blackwell-synergy.com/doi/full/10.1111/j.1365-2052.2005.01409.x?cookieSet=1 Albinism in the domestic cat (Felis catus) is associated with a tyrosinase (TYR) mutation]" (Short Communication). Animal Genetics 37 (2): 175. doi:[http://www.blackwell-synergy.com/doi/abs/10.1111/j.1365-2052.2005.01409.x 10.1111/j.1365-2052.2005.01409.x.] Retrieved on 2006-05-29.</ref>

 

Mutasyonlar farklı [[genotip]]li organizmaların ortaya çıkmasına neden olur ve bu farklılıklar da farklı [[fenotip]]lerin oluşmasıyla sonuçlanır. Birçok mutasyonun organizmanın fenotipi, sağlığı ve (doğal seçilimle ilgili) üreme uyumu (İng. ''fitness'') üzerinde az bir etkisi vardır. Etkisi olan mutasyonlar genelde zararlıdırlar ama bazen, organizmanın içinde bulunduğu çevre koşulları bağlamında yararlı denebilecek mutasyonlar da olur.

 

 

[[Popülasyon genetiği]] [[popülasyon]]lardaki bu genetik farklılıkların kaynaklarını, dağılımlarını ve bu dağılımların zamanla nasıl değiştiğini araştıran bir genetik altdalıdır.<ref>Griffiths et al. (2000),[http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?rid=iga.section.3842 Chapter 24 (Population Genetics): Variation and its modulation]</ref> Bir [[alel]]in bir popülasyondaki sıklığı [[doğal seçilim]]le etkilenebilir; belirli bir aleli taşıyan bireylerin hayatta kalma ve üremesindeki yüksek oran, o alelin zamanla o popülasyonda daha sık olmasına neden olabilir.<ref>Griffiths et al. (2000),[http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?rid=iga.section.3886 Chapter 24 (Population Genetics): Selection]</ref> Aynı zamanda, “[[genetik sürüklenme]]” denilen, şans faktörünün etkisiyle, yani olayların tesadüfi akışıyla da, allel sıklığında değişimler olabilir.<ref>Griffiths et al. (2000),[http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?rid=iga.section.3906 Chapter 24 (Population Genetics): Random events]</ref> Genetik sürüklenme bir popülasyonun gen havuzunda, doğal seçilimden farklı olarak, uygun genlerin seçilmesi gibi bir yönlendirmeyle değil de, tamamen rastlantı eseri sayılan, kuşaktan kuşağa ortaya çıkan değişiklikler şeklinde tanımlanır.

== Araştırma ve teknoloji ==

 

 

=== Model organizmalar ===

[[Kanser]] kuşaktan kuşağa kalıtım yoluyla geçen bir hastalık olmasa da, günümüzde genetik bir hastalık olarak ele alınmaktadır.<ref>Strachan T, Read AP (1999). Human Molecular Genetics 2, second edition, John Wiley & Sons Inc.. [http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?rid=hmg.chapter.2342 Chapter 18: Cancer Genetics]</ref> Kanserin vücuttaki gelişim süreci çeşitli olayların bir araya gelmesiyle oluşmaktadır. Bazen vücuttaki hücreler bölünürken [[mutasyon]]lar olur. Bu hücrelerdeki mutasyonlar bir çocuğa aktarılmasa da, hücrelerin davranışını etkileyebilmekte ve kimi zaman onların büyümelerine ve daha hızlı bölünmelerine neden olmaktadırlar. [[Hücre]]lerin bu anormal ve uygunsuz bölünmelerini engelleyen mekanizmalar vardır; uygunsuz bölünmekte olan hücrelerin ölmesi için sinyaller yolanır. Ama bazen başka mutasyonlar çoğalan hücrelerin bu sinyallere uymamasına neden olabilir. Vücutta, bir çeşit dahili bir doğal seçilim süreci meydana gelir; hücrenin bölünmeye devamını sağlayan mutasyonlara hücrelerde birikir, sonunda bir kanser tümörü meydana gelir. Tümör büyüyüp gelişerek vücudun çeşitli dokularını istila eder.

 

 

=== Araştırma teknikleri ===

 

=== DNA dizilemesi ve genomik ===

Genetik çalışmalarında geliştirilmiş en temel teknolojilerden biri olan [[DNA dizilemesi]] araştırmacılara DNA parçalarındaki [[nükleotit]] dizisini belirleme olanağı sağlamaktadır. 1977’de Frederick Sanger ve çalışma arkadaşlarınca geliştirilen bir DNA dizileme yöntemi (''zincir sonlandırma dizilemesi'') DNA parçalarını dizilemede artık rutin bir yöntem olarak kullanılmaktadır.<ref>Brown TA (2002). Genomes 2, 2nd edition. ISBN ISBN 1-85996-228-9. [http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?rid=genomes.section.6452 Section 2, Chapter 6: 6.1. The Methodology for DNA Sequencing]</ref> Bu teknoloji sayesinde araştırmacılar, birçok insan hastalığıyla ilgili moleküler dizileri inceleme olanağına kavuşmuşlardır.