Hücrelerimizi yöneten molekülün adı nedir?

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.%95’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——-genamına—proteinamına—hücre ve enzimamina–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 yaparak her iki karaktere sahip döller elde etmek mümkündür.

Canlıdaki benzerliklerin nedeni her iki atadan (dişi ve erkek birey) gelen genlerin kalıtımıdır. Her bir canlı diğer bireyden küçük de olsa farklılıklar gösterir.

Aynı tür içinde çevrenin etkisiyle türde farlılık meydana gelir. Buna modifikasyon denir.

Ör: kutup tilkisinin yazın tüylerinin alacalı toprak rengine dönüşmesi, kışın ise tekrar beyaz renk alması.

Yeryüzünde canlı sayısı çok fazla olduğu için bilim adamları canlı çeşitliliğindeki kargaşayı ortadan kaldırabilmek için canlıları beş grupta toplamışlardır. Bu gruplar

1- Moneralar (tek hücreliler)

2- Protistalar

3- Mantarlar

4- Bitkiler

5- Hayvanlar

Örneğin çita hayvanlar aleminde kedigiller ailesine ait olan bir türdür.

Türlerde değişim: Yeryüzündeki canlıların birbirinden farklı olmasının temelinde kromozom yapılarının farklı olması gelmektedir. Çok hücreli canlılar eşeyli üremeyle çoğaldıklarından homolog kromozomların mayoz bölünmede ayrılması ve krossing-over olayı canlıların aynı tür içinde dahi birbirlerinden farklı olmasını sağlamıştır.

Mutasyonlar, DNA üzerinde meydana gelen değişikliklerdir. Kromozom yapısındaki değişim, kromozomdan parça kopması, parça eklenmesi ya da bir parçanın ters olarak bağlanmasıyla ortaya çıkabilir.

Aynı tür içerisinde mutasyonlar sonucu kromozom sayısı da değişebilir. Mitoz veya mayoz bölünme sırasında kromozomlar düzenli ayrılmaz ise kromozom sayısı bakımından farklı hücreler oluşur.

Gen mutasyonlarına

Yüksek sıcaklık

Yüksek enerjili ışınlar

Kimyasal bileşikler

Ortamın asit ve bazlık derecesi

Canlı türler yaşadıkları ortamlara göre de değişiklik göstermektedir. Çevre koşullarına uyum yaparak hayatta kalmaya çalıştıklarından dolayı farklı bölgelerde yaşayan aynı türe ait canlılar farklı olabilirler. Örneğin : kuzey kutbunda yaşayan tilkilerin kulak ve burunlarının küçük olması gibi.

h) Türlerde Değişmeler Oldu mu?

Canlılar var olduklarından beri doğal seleksiyon ve mutasyonlar sonucu birçok değişime uğramışlardır. Canlıların geçirdikleri bu değişime evrim denir. Bir canlının evrimi hiçbir zaman tamamlanmaz. İnsanların bazı bitki ve hayvan türlerini seçerek istedikleri özellikte bireyler elde etme yöntemine doğal seçilim (doğal seleksiyon ) denir.

19.yy ortalarına kadar tür sayısının sabitliği kabul edilmekteydi. Bu düşünce Lamarck ‘a kadar devam etti. Lamarck bir türün kullanılmayan organlarının küçüleceğini veya kaybolacağını, kullanılan organlarda ise gelişmelerin olduğunu zürafaların uzamasıyla açıklamıştır. Bu görüşe göre; ortam koşullarındaki değişmeler canlılarda kalıtsal değişmeler meydana getirir. Ancak bu teori doğru olsaydı iyi bir bisikletçinin oğlu da iyi bir bisikletçi olarak dünyaya gelirdi.

Darvin ise canlılardaki değişmelerin mutasyonlarla meydana geldiğini ileri sürmüştür. Canlılar değişmeler sonucu elde ettiği karakterleri bir sonraki nesillere aktarmışlardır. Ancak bunlardan uyum sağlayanlar yaşamış sağlayamayanlar ise yok olmuştur. Darwin’e göre uzun boylu zürafa iyi beslenmiş ve yaşamına devam etmiş, kısa boylu olan ise beslenemediği için yok olmuştur.

I) Kalıtım İle İlgili Yeni Bilgiler: