3.ÜNİTE:GENETİK
HAZIRLIK ÇALIŞMALARI
Her canlının kendi türüne özgü özellikler taşımasını nasıl açıklarsınız? Ortam koşullarının canlılar üzerindeki etkilerini araştırınız.
Çevre etkisiyle görünüşte meydana gelen değişiklikleri araştırınız?
Mendel yasaları ve canlıların özelliklerinin kalıtımı nasıl gerçekleşir.
Genlerin değişmesine neden olan faktörler nelerdir?
Canlılar içinde yaşadıkları ortama uyum sağlarlarsa yaşamlarını sürdürür; uyum sağlayamazlarsa yok olurlar. Bu olayın nedenlerini araştırınız?
Genetik mühendisliğinin tarımda uygulanması ne tür yararlar sağlamıştır?Araştırınız.
Gen ve kromozomların yapısı hakkında neler biliyorsunuz?
GENETİĞİN TARİHÇESİ
Yirminci yüzyılın en önemli gelişmelerinden birisi, canlıların özelliklerinin nasıl meydana geldiği ve bu özelliklerin yavru döllere nasıl aktarıldığının aydınlatılması olmuştur.
İşte bir bireyin fiziksel ve kimyasal özelliklerini nasıl kazandığını neden kendi türüne ait bireylere diğerlerinden daha çok benzediğini, bu özelliklerini yavru döllerine nasıl aktardığını, bu özelliklerin aktarışındaki kuralların, doğadaki biyolojik çeşitlen menin ve dolayısı ile bugün mevcut olan yaklaşık üç milyon türün nasıl meydana geldiğini inceleyen bilim dalı GENETİK tir.
Genetiğin tarihsel gelişiminde diğer bilim dallarıyla paralellik göstermiş ancak Mendelin buluşlarıyla yeni bir bilim dalı niteliği kazanmıştır.
İnsanların genetikle ne zaman ilgilenmeye başladıklarını kesin bir şekilde saptamak mümkün değildir. Yalnız bir çok arkeolojik bulgu, hayvan ve bitkilerin
binlerce yıl önce evcilleştirildiğini ve ıslah edildiğini göstermektedir. Dolayısıyla ilk genetik çalışmalar bitki ve hayvan ıslahı ile başlamış daha sonra deneylerde sinekler,
virüsler, bakteriler, mayalar, küf mantarları, bir hücreliler, solucanlar, fareler ve insanlar gibi organizmalardan yararlanılmıştır. Örneğin MÖ 8000 – 1000 yılları arasında at, deve, sığır ve köpek evcileştirilmiş, ayrıca MÖ 5000 yıllarında mısır, buğday, pirinç ve hurma gibi bitkiler kültüre alınmıştır.
Bu gün genetik, biyolojinin en ilginç buluşlarıyla heyecan veren bir bilim dalı haline gelmiştir. Çünkü genetiğin esasını kavramak hayatın nasıl meydana geldiğini anlamak demektir. Bu nedenle genetik bilimi hücre biyolojisi, moleküler biyoloji, fizyoloji, evrim, çevrebilim, sistematik ve davranış bilimiyle yakından ilgilidir ve bu bilim dallarının ilgilendikleri birçok konu üst üste çakışmaktadır. Bu nedenle yukarıda belirtilen bilim dallarının genetikten yararlanmadan gerçek amaçlarına ulaşabilmeleri olanaksızdır.
Genetik çok dinamik bir bilim dalıdır hatta bir öğrenci bu dersi okuduğu bir yarıyıl içerisinde bile birçok yeni buluş ve gelişmelere tanık olabilir. Bilimsel bilgiler her on yılda bir ikiye katlanmaktadır. Fakat genetikteki bu gelişme diğer bilim dallarından farklı olarak her beş yılda bir önceki bilgi birikiminin iki katına ulaşmaktadır.
Günümüzde genetik çalışmaları şu dört temel üzerine gerçekleştirilmektedir:
1- Genetik kalıtım materyalin oğul döllere naklediliş şeklini açıklamak.
2- Mitoz ve mayoz bölünme sırasında kromozomlar üzerinde yapılan sitilojik çalışmalar.
3- Moleküler ve biyokimyasal araştırmalar.
4- Popülasyonların genetik yapılarının açıklanmasıdır.
Genetik çalışmalar tıp ve tarım alanlarına da sokulmuştur. Bu amaçla bitki ve hayvan ıslahı ve
dolayısıyla melezleşeler ile kalıtsal hastalıklara tedavisi ön plana çıkmıştır.
Görüldüğü gibi bilimsel araştırmalar insanların mutluluğu için kullanılmaktadır. Farklı amaçlarla kullanıldığı takdirde diğer bir çok canlının soylarının tehlikeye sokulması yanında, insan kendi geleceğini ve soyunu da yok olma tehlikesiyle karşı karşıya bırakacaktır.
A. HÜCRELERİMİZİ YÖNETEN MOLEKÜLÜN ADI NEDİR?
Oturduğunuz yerin (il, ilçe, köy… vb.) yönetiminden kim sorumlu? Bu yöneticiler yönetimi nasıl sağlıyor? Bu soruları sınıf içerisinde tartışınız…
Alınan cevaplardan da göreceğiniz gibi yöneticilerin belli başlı görevleri var. Örneğin bir belediye başkanı, ilçenin yol, su, elektrik… gibi sorunlarıyla ilgilenir. Eksik gördüğü yerlere emirler vererek o eksikliği kapatmaya çalışır.
Aynı şekilde hücrelerimizde de bu tür yönetim merkezleri var mıdır? Hücreler kendi kedine mi reaksiyonları yürütür?
Bildiğiniz gibi çekirdek, hücrenin yönetim merkezidir. Çekirdeği bir belediyeye benzetirsek; bu belediyenin başkanı nedir? Emirler hangi yönetici tarafından verilir? Bu yönetici sizce DNA olabilir mi? Evet bu gibi soruların cevabı DNA olacaktır. DNA nın yapısı hakkında yakın yıllara elektro mikroskoplarının keşfi ile beraber bilgi edinmiştir. Genetik mühendisleri bu alanda hızlı çalışmalar düzenlemekteler.
1. Hücrelere Emir Veren Molekül Dna
a) DNA Molekülünün Yapısı Nasıldır?
Watson-CRİCK modeline göre DNA molekülü, bir eksen etrafında bir birine zıt yönde, sarmal olarak
dönen iki zincirden oluşmuşur. Bu iki zincir, eksene dikey yönde dizilmiş bazlar arasında bulunan hidrojen bağlarıyla bir birine bağlanırlar. Bu bağlanma Adenin karşısında Timin, Guanin karısına Sitozin gelecek şekilde
olmaktadır. Adenin – Timin arasında iki, Guanin – Sitozin arasında üç hidrojen bağı oluşmaktadır.
b) DNA Kendini Nasıl Eşler?
Buraya kadar DNA’nın yönetici görevleri üzerinde durduk. Ama DNA’nın üretici görevlerinin de olduğunu biliyoruz. Bütün canlılar büyümek, yıpranan dokularına onarmak ve üremek için yeni hücrelere ihtiyacı vardır. Bu hücrelerin nasıl üretildiğini biliyor musunuz?
DNAnın kendini eşlemesi (replikasyonu) şu şekilde meydana gelir. DNA yı oluşturan nükleotidler arasındaki hidrojen bağları kopar. Bu şekilde bir birinden ayrılmış olan zincirler, her biri iki tamamlayıcı zincir sentezinde kalıp gibi rol oynarlar. Daha sonra kendini eşler. Bu olaya DNA replikasyonu da denir. DNA’nın hücredeki başlıca görevi genetik bilgiyi taşıyarak kalıtsal karakterlerin ortaya çıkmasını sağlamaktır.
2. Hücremizdeki Diğer Yönetici Molekül RNA
DNA’ ya insanın kalıtsal karakterlerini taşıyan yapı demiştik. Önceki bilgilerimize göz atacak olursak, insana özgü proteinlerin olduğunu öğrenmiştik. Bu proteinlerin içindeki amino asitlerin rasgele sırlanmadığını da biliyoruz.
DNA’nın çekirdekte bulunduğunu ve proteinlerinde sitoplazmada oluşacağını düşündüğümüzde; sizce proteinler ve DNA arasında görev yapan başka bir yönetici yok mudur?
Proteinlerin sentezlenmesinde DNA dan alınan kodları taşıyan yapıya RNA diyoruz.
RNA’ nın primer yapısı DNA ya benzer olarak nükleotidlerden meydana gelmiştir. RNA’ nın DNA dan farklı, RNA molekülündeki şekerin deoksiriboz yerine riboz olması ve bazlardan da timin yerine urasil bulunmasıdır. Ayrıca DNA molekülü çift zincirli olmasına karşın, RNA molekülü tek zincirlidir. Molekül ve ağırlıkları bakımıdan RNA üçe ayrılır:
a) Ribozomal RNA (rRNA): Bu tip RNA protein sentezinin meydana geldiği ribozomların yapısında
proteinlerle birleşmiş olarak bulunur.
b) Mesajcı RNA (mRNA): DNA dan aldığı bilgileri belirli bir protein sentezi için ribozomlara taşıyan RNA molekülüdür.
c) Transfer RNA (tRNA): tRNA’nın görevi, sitoplazmadaki amino asitleri bağlayıp, bunları protein sentezinin yapıldığı ribozomlara götürmek ve orada mRNA daki şifreye göre aminoasitleri sıralamaktır.
B. EN AZ HERKES KADAR BENZERSİZ OLDUĞUNUN FARKINDAMISIN?
Çevrenize hiç baktınız mı? Etrafınızda o kadar çok insan bulunuyor. Aile, akraba, arkadaş vs. Ayrıca yaşam alanınız olan; köyünüz, ilçeniz ve ilinizde de bir sürü insan bulunmakta. Televizyonda, internette ya da farklı iletişim araçları sayesinde birçok insan görüyorsunuz. Peki bunların hiç biri size neden tıpa tıp benzemediğini merak ettiniz mi hiç? Eşsiz olmanızın sebebi nedir? Bunun nedenini araştırdınız mı?
1. DNA’nın Kişiliğini Oluşturduğunu Biliyor Musun?
Yeryüzünde milyonlarca canlı bulunmaktadır. Bunların
hepsi birbirinden farklıdır. Hepsinin yönetici molekülleri DNA ve RNA’dır. Aynı kimyasal yapıya sahiptirler. Böyle ise neden; güvercin kurbağaya, kedi
köpeğe benzemiyor? Biz neden balıklar gibi su altında yüzemiyoruz? Hiç düşündünüz mü?
DNA’nın yapısına bakıldığında; aynı çeşit nükleotid ve aynı çift sarmal yapı tüm canlılarda vardır. Farklılıklar neden kaynaklanıyor? İşte bu sorunun cevabı şu dur: Bitki ve hayvan hücrelerinde kullanılan; adenin, guanin, timin, stozinin sıralanışlarının ve sayılarının farklı olmasıdır. Ayrıca farklı hücrelerin kullanılma bu hücreler için kullanılan proteinin farklı olması da değişikliği sağlıyor.
DNA insanlarda sadece %5’lik bir farklılık gösterir.•’i aynıdır. Bu %5’lik değişiklik hiçbir insanın birbirine benzememesini sağlıyor.
a) DNA-Gen-Kromozom
DNA’da canlının belli özelliklerini üstlenen yapılar vardır. Bunlara gen adı verilir. DNA’da uzun zincirlerin farklı özelliklerini üstlenen birçok gen bulunur. Genlerin içerdiği bilgi yeni hücrenin oluşması için gerekli olan bilgiler bulunur.
DNA ve özel proteinler çekirdekte de yer alır. Bunlara kromozom adı verilir. Kromozomlar çekirdekte dağınık halde bulunurlar. Bunlara mikroskopla bile baksan göremezsin. Ancak bölünme esnasında mikroskoptan baktığımızda kromozomların yapısını görebiliriz. Eğer kromozom görmek istiyorsak hücrenin bölünme zamanını beklemeliyiz. Son olarak size şu sıralamayı konuyu özetlemek açısından veriyoruz:
Kromozom-------DNA-------gen--------protein--------hücre ve enzim-------canlı oluşumu…
b) Kalıtım – Bana Özel Kalıtsal Özelliklerim Nasıl Oluştu?
Halk arasında devamlı kullandığımız benzetmeler vardır.’’Bunların ailesi zaten zekidir’’, ‘’Dayısına çekmiş’’ gibi benzetmelerdir. Bunları daha da genişletebiliriz. Yeni doğan bir bebeği görür görmez birine benzetiriz. Hatta bunu destekleyen ata sözlerimizde vardır. Mesela ‘’Oğlan çocuğu dayıya, kız çocuğu halaya çeker.’’
Ağabeyini, kardeşini ya da kendini dikkatlice incelediğinde aileden birine (anne – baba) benzediğinizi fark edersin. Bunun nedenini merak ettin mi hiç? İşte yaptığımız etkinlik bunu size açıklamakta. Aşağıdaki etkinliği inceleyin.
: Nesillerin benzerlik ve farklılıklarının neler olduğunu; bunların diğer insanlara nasıl aktarıldığını inceleyen kalıtım bilimidir.
Kalıtsal özellik: Nesilden nesile aktarılan özelliklere denir.
c) Mendel Kalıtım İçin Neler Yaptı
MENDEL'İN DENEYLERİ Mendel ilk deneylerini sadece bir karakter bakımdan fark gösteren bezelyelerle yapmıştır.daha sonra iki ve üç karakter bakımından fark gösteren bezelye çeşitleri ile de yapmıştır.Örneğin ,tohumları her zaman yuvarlak olan bezelyeden aldığı yozları tohumları her zaman buruşuk olan bezelyeye serperek tozlaştırdığında meydana gelen oğul döllerin ana-babadan birine benzediğini ve diğerine benzemediğini
görmüştür.(Bu deneyi alta inceleyiniz.)
G:YEŞİL Y:SARI Şekildeki çaprazlamalar incelendiğinde mendelin kanunlarının geçerliliği sağlanmış olur
Kalıtsal karakterlerin oğul döllere nasıl geçtiğini inceleyen bilim adamı Gregor Mendel ‘dir. Mendel 1822 -1884 yılları arasında yaşamış Avusturyalı bir papazdır.
Bezelyelerle yaptığı çalışmalar sonucu,kalıtsal karakterlerin oğul döllere nasıl geçtiğini matematiksel olarak ortaya koymuştur.
Mendel , deneylerinde bezelye bitkisini kullanarak istenilen sonuca ulaşmıştır. Bezelyeleri kullanmanın yararlarını aşağıdaki gibi sıralayabiliriz:
Bezelyelerin çok sayıda türünün bulunması,
Bezelyelerin çok çabuk çoğalabilmesi,
Kolay yetiştirilebilmeleri,
Bezelyenin çiçek yapısının kendi kendini dölleyecek özellikte olmasıdır.
d) Sağlıklı Bireyler veya Akraba Evliliği
Kalıtsal hastalıklar kromozomlar üzerinde bulunan genler tarafından taşınır. Bu genleri bulunduran bireylere taşıyıcı adı verilir. Bu taşıyıcı özelliği olan insanla normal bir insan evlendiğinde çocuklarında kalıtsal hastalık görünmez. Çünkü normal protein taşıyıcı proteinin eksikliğini tamamlar. Ancak taşıyıcı bir insan taşıyıcı bir insanla evlenirse çocuklarında bu kalıtsal hastalığın görülme riski yüksektir. Bu nedenle günümüzde akraba evliliğine karşı çıkılmakta hatta evlenmek için baş vurulduğunda sağlık raporu istenmektedir. Günümüzde insanlar bu konuda bilinçlendirilmekte ve akraba evlilikleri azalmaktadır.
e) Babanın Cinsiyeti Belirlemedeki Önemini Biliyor musunuz?
İnsanda 23 çift (46) kromozom bulunmaktadır. 23 çift kromozomun 22 çifti (44) vücut hücrelerinin özelliklerini belirler. Geriye kalan bir çift kromozom ise eşeyi ve eşeye bağlı özellikleri belirleyen kromozomlardır. Dişideki eşey kromozomlar aynı büyüklükte ve birbirine benzer olduğundan XX ile gösterilir.
Erkeklerde ise, bir tanesi dişinin X kromozomuna benzer. Diğeri ise X kromozomundan daha küçüktür. Bu nedenle erkek eşey kromozomları XY ile gösterilir. Cinsiyeti belirleyen eşey kromozomlardır. Tüm eşey kromozomlar X olsaydı çocukların hepsi kız olurdu. Bir tek farklılık gösteren Y kromozomudur. Buda cinsiyeti belirlemektedir. Yani baba çocuğun erkek ya da kız olmasını belirlemektedir.
f) Çevrenin Kalıtıma Yaptıkları Örnekler
Modifikasyon: canlıların kalıtıma bağlı olmaksızın çevrenin etkisiyle ortaya çıkan özellikleri de vardır. Çevrenin etkileri ortadan kalktığında veya değiştiğinde canlıdaki değişikliğinde ortadan kalktığı görülür. Buna modifikasyon denir.
Mutasyon: Fiziksel ve kimyasal etmenlerin etkisiyle DNA’ya parça eklenir ya da çıkarılır.meydana gelen bu değişikliğe denir.
g)Canlıların Çeşitliliği
Bulunmuş olduğumuz çevrede çeşitli bitki ve hayvan türleri vardır.( ÖR: Mantar, sardunya vs)
Bu türleri birbirinden farklı özellikler gösterirler. Canlı çeşidi sayılamayacak kadar çok olduğundan
Bunları tanıyabilmemiz için canlıları benzer ve farklı özelliklerine göre gruplandırmalıyız. Doğru bir sınıflama yapmak için canlıların gelişim evrelerindeki ve organların yapılarındaki benzerlikler ayrıca akrabalık dereceleri gibi temel özellikleri dikkate alınmalıdır. Sınıflandırmada kullanılan temel birim tür’dür.
Ortak bir atadan gelen, yapı ve görev bakımından benzer özelliklere sahip, yalnızca kendi aralarında üreyebilen ve verimli döller verebilen bireylerin oluşturduğu topluluğa tür denir.”NOT: Sadece kendi aralarında gen alışverişi gerçekleştiren türler zayıf türdür. İki zayıf tür arasında yapılan çaprazlama ile elde edilen tür ana babaya göre daha üstün özelliklere sahiptir. ÖR: et ve süt verimi yüksek dayanıksız ineklerle et ve süt verimi düşük fakat çevre koşullarına dayanıklı inekler arasında çiftleşme
IP adresi
