13335_11. Sınıf Modern Genetik

II. MODERN GENETİK ve EŞEYE BAĞLI KALITIM CANLILARDA EŞEYİN BELİRLENMESİ
HERMAFROTİDLİK
• Dişi ve erkek cinsiyet ayrımı olmayan canlılara hermafrotid
canlı denir.
• Bu canlılarda dişi ve erkek eşey organları aynı canlı üzerinde bulunur.
ÖRNEK:
Toprak solucanı, tenya, istiridye, tam çiçekli bitkiler.
FENOTİPİK EŞEY BELİRLEME
• Çevre koşullarının etkisiyle eşeyin belirlenmesine fenotipik eşey belirlenmesi denir. Örnek:
• Küçük bir hayvan olan Bonellia viridis
denizde yaşar. • Döllenmiş yumurtalarını suya bırakır. Serbest olarak gelişen yavrular dişi, ana canlının hortumuna yapışarak gelişen bireyler erkek olur.
Bonellia viridis
Arisaema japonica
bitkisinin soğan biçimindeki kökleri büyük ise (besin deposu fazla ise) sadece dişi çiçek, küçük ise sadece erkek çiçek oluşur.
GENOTİPİK EŞEY BELİRLEME
• Hayvanların çoğu ve bazı bitkiler ayrı eşeylidir.
• Canlıların eşeyi çoğunlukla genler tarafından belirlenir.
• Canlılarda eşeyin belirlenmesini sağlayan genler eşey kromozomlarında taşınır. Bu kromozomlara gonozom
(eşey kromozomu X, Y) adı verilir.
• Diğer kromozomlar ise vücut karakterlerini belirleyen genleri taşır. Bu kromozomlara otozom (vücut kromozomu) olarak bilinir.
İNSANLARDA EŞEYİN BELİRLENMESİ
Örnek: İnsanlarda;
Dişi bireyler 44 + XX
(otozom) (gonozom)
Erkek bireyler 44 + XY
(otozom) (gonozom)
• Bazı kuş, balık ve kelebeklerde XX erkek, XY genotipli bireyler ise dişidir.
• Bu canlılarda X yerine Z kullanılırken, Y yerine W harfi kullanılır.
• Buna göre erkekler ZZ, dişiler ZW gonozomlarını taşır.
• Çekirge ve ağustos böceği gibi bazı böceklerde XX gonozomlu bireyler dişi, XO gonozomlu bireyler erkektir.
• Bal arısı, eşek arısı ve bazı böceklerde erkekler haploid, dişiler diploiddir.
• Dişi arılar arı sütüyle beslenirse kraliçe, çiçek tozuyla beslenirse işçi arılar oluşur.
• Döllenmemiş yumurtadan ise erkek arılar oluşur.
EŞEYE BAĞLI KALITIM
• Gonozomlar eşeyin belirlenmesinin yanı sıra bazı vücut karakterlerini belirleyen genleri de bulundurur.
• Genleri gonozomlar üzerinde taşınan karakterlere eşeye bağlı karakterler denir.
• Gonozomları X ve Y olarak belirlenen canlılarda eşeye bağlı karakterler X kromozomuna ya da Y kromozomuna bağlı kalıtım gösterir.
X KROMOZOMUNA BAĞLI KALITIM
• X kromozomunun Y kromozomu ile homolog olmayan bölgesinde taşınan genlerden en çok bilinenler; • kırmızı‐yeşil renk körlüğü, • hemofili, • kas ditrofisi
karakterlerine etki eden genlerdir.
a. KIRMIZI‐YEŞİL RENK KÖRLÜĞÜ
• X kromozomunda bulunan çekinik bir
genle kalıtılır.
• Kız çocuğu renk körü ise babası mutlaka renk körüdür.
• Erkek çocuğu renk körü ise annesi mutlaka renk körü geni taşımaktadır.
• Erkeklerin renk körü olma ihtimali dişilerden yüksektir.
Soru: Renk körü bir anne ile sağlam bir babanın doğacak çocuklarının renk körü olma olasılığını hesaplayınız.
SOY AĞACI (AİLE AĞACI)
• Bir ailede belirli bir karakteri nesiller boyu aktarımının şematik olarak gösterilmesidir.
• Soy ağacında dişiler ile, erkekler ile gösterilir.
• Soy ağacı kullanılarak geçmişle ve gelecekle nesillerle ilgili yorumlar yapılabilir.
Soy ağacı sorularını çözerken dikkat edilmesi gereken hususlar:
1. Çözüme soy ağacının tabanından başlanmalıdır.
2. Öncelikle resesif fenotipli bireylerin genotipleri yazılmalıdır.
3. Bir anormallik soruluyorsa öncelikle ayrılmama olayı dikkate alınmalıdır.
4. Eşeye bağlı kalıtımla ilgili sorularda, bireylerin cinsiyetine dikkat edilmelidir.
b. HEMOFİLİ (KANIN PIHTILAŞAMAMASI)
• X kromozomunun homolog olmayan bölgesinde bulunan çekinik genle kalıtılan bir hastalıktır.
• Hemofili hastalığı kanın pıhtılaşmasını sağlayan bir proteinin (FAKTÖR 8,9,11) eksikliğinden ortaya çıkar.
• Hemofili bir kadının erkek çocuklarının tamamı hemofili olur.
• Hemofili hastaların yaralanma durumunda kan pıhtılaşmadığı için kan kaybından ölebilirler.
• Soru: hemofili taşıyıcısı bir anney ile sağlam babanın çocuklarının bu özellik yönünden genotip ve fenotiplerini hesaplayınız.
Doğumsal faktör 8 proteini eksikliği “hemofili A” , faktör 9 eksikliğine “hemofili B” , faktör 11 eksikliğine de
“hemofili C” adı verilmektedir.
Eğer kanda pıhtılaşma olayında önemli rol oynayan proteinlerden birisi olan “von Willebrand Proteini”
eksikse o zaman “von Willebrand hastalığı” söz konusudur.
Hemofilide “pıhtılaşma süresi” uzamıştır ve yetersizdir. ”Kanama zamanı” ise normaldir.
Hemofili hastası normal bir kişiden daha fazla veya aşırı kanamamaktadır.
Problem kanamanın kesin olarak durması için gereken pıhtılaşmanın gecikmesidir.
Hemofili erkeklerde görülen ciddi bir kan hastalığıdır.
Türkiye’de 4000 Hemofili hastası vardır .Her yıl bu sayıya 100 kişi daha eklenmektedir.
Hemofili Tedavisi
Hemofili hastalarında meydana gelen kanamalar, olmayan faktörün yerine konması ile durdurulabilir. Bunun
için iki çeşit faktör üretilmektedir:
Plazma kaynaklı faktörler:
İnsanlardan toplanan kanlar bir havuzda toplanır, faktörler ayrıştırılır, viral inaktivasyondan (kan içinde
olabilecek viruslar temizlenir) geçer ve paketlenir.
Bu ürünler her ne kadar viral inaktivasyon yöntemlerinden geçmekteyse de insandan insana bulaşabilecek
bir takım virusları taşıma riski vardır.
Rekombinat DNA teknolojisi ile elde edilen faktörler:
İnsülinin üretimi gibidir. Bir vektör kullanılarak faktör elde edilmektedir.
İçinde insana ait herhangi bir madde olmadığı için hastalık bulaştırma riski yoktur. Ürünümüz bu yolla elde
edilir.
c. KAS DİSTROFİSİ • Kasların zamanla yavaşlaması ve uyumlu çalışmaması şeklinde belirtileri olan bir hastalıktır.
• Bu hastalar nadiren yirmi yaşına kadar yaşayabilir.
• Bu hastalık distrofin adlı bir kas proteininin yokluğundan kaynaklanmaktadır.
• Distrofin proteinin sentezinden sorumlu gen X kromozomu üzerinde bulunur.
• Bu hastalığın ilerlemesi durdurularak tedavisinin geliştirilmesi sağlanmıştır.
Hastalığın belirtileri görülmeden önceki devre:
Hastalarda gecikmiş yürüme ya da konuşma belirtileri olsa bile, bu devrede tipik olarak hastalığın tanısı konulamaz.
Hastalığın erken dönemi:
Bu dönemde çocuklar tipik olarak DMD’nin bilinen klasik belirtilerini
Gower’s işareti (yerden kalkarken elleri ile uyluklarından destek almaları), Ördekvari yürüyüş ve parmak ucu yürüyüşü göstereceklerdir. Çocuklar bu dönemde merdiven çıkabilmektedirler, fakat tipik olarak ayaklarını sırasıyla basamaklara yerleştirmek yerine diğerinin yanına getiririrler
TANI :
DNA’daki değişikliği ya da DMD’ye sebep olan genetik mutasyonu tanımlamak üzere özel testler önerilecektir. Bu testleri yorumlamak ve sonuçların çocuğunuzu ve diğer aile üyelerini nasıl etkileyeceğini öğrenmek üzere uzmanlardan bilgi alınmalıdır.
ÖĞRENME VE DAVRANIŞ : DMD’li çocukların bu alanlarda problem yaşama olasılıkları yüksektir.
Bazılarında hastalığa bağlı öğrenme ve davranış problemlerine rastlanabilir. Ayrıca steroid gibi bazı ilaçlar da bu problemler üzerinde rol oynayabilir. Bu konuda ailenin yaklaşımı çok önemlidir ve öğrenme ve davranış problemlerini belirlemek üzere uzman yardımı gerekebilir. FİZYOTERAPİ:
Erken dönemde fizyoterapiye başlamak; düzenli bir egzersiz programının başlangıcı ile aşamalı olarak kasların esnekliğinin korunmasını ve eklem sertliklerinin önlenmesini ya da en aza indirilmesini sağlayabilir. Ayrıca bir fizyoterapist yardımı ile toplumsal katılımını desteklemek mümkün olabilecektir.
STEROİDLER:
Steroidler bu hastalığın kontrolünde yaygın olarak kullanılan ilaçlardır .
Steroid kullanımının planlanmasında tüm aşıların tamamlanmış olduğu kontrol edilmeli ve steroidin herhangi bir yan etkisi için bir risk faktörünün olup olmadığı önceden belirlenmeli ve en aza indirgenmelidir. Örneğin kilo kontrolü hakkında yardım gerekebilmektedir.
KALP VE SOLUNUM KASLARI:
Tipik olarak kalp ve solunum kasları ile ilgili problemlerin erken devrede ortaya çıkması olasılığı yoktur, fakat erken dönemden
itibaren düzenli klinik ziyaretlerle gözetim altında tutulmalıdır. Tanı konulması sırasında ve 10 yaşına kadar her iki yılda bir kalbin izlenmesi önerilmektedir.
10 yaşından sonra bu gözlem daha sıklaşmalıdır. Pnömokok(Zatüre) ve grip aşılamalarının yapılmış olması da ayrıca önem taşımaktadır.
Y KROMOZOMUNA BAĞLI KALITIM
• Y kromozomunun X kromozomu ile homolog olmayan bölgesinde aktarılan karakterlerdir.
• Bu karakterler babadan oğula mutlaka geçer.
• Sadece Y ile taşındığı için dişilerde görülmez.
• Karşılığında aleli olmadığı için baskın veya çekiniklik durumu yoktur. • Her durumda da fenotipte etkisini gösterir.
ÖRNEK:
• Kulak kıllılığı, balık pulluluk, yapışık parmaklık karakterleri Y kromozomu ile taşınır.
Y KROMOZOMUNA BAĞLI KALITIM
YAPIŞIK PARMAKLILIK
KULAK KILLILIĞI
KROMOZOM YAPI VE SAYISINDAKİ DEĞİŞİKLİKLER
• Genlerin yapısında meydana gelen değişikliklere mutasyon denir.
• Mutasyona uğrayan gene mutant gen denir.
• Kromozom yapı ve sayısındaki değişikliklere kromozom mutasyonları denir.
• Vücut hücrelerindeki mutasyonlar sadece bireyi etkiler.,
• Üreme hücrelerindeki mutasyonlar gelecek nesillere aktarılabilir.
• Mutasyonların çoğu öldürücü (letal) mutasyonlardır.
• Mutasyonların çok az bir kısmı yaşama şansını artıran adaptasyonlara sebep olur.
• Mutasyona sebep olan etkenlere mutajen denir.
• Radyasyon, ultraviyole ışınlar, nitrik asit, hardal gazı, formaldehit, etil üretan, uyuşturucu maddeler, bazı ilaçların hamilelikte kullanılması mutajen etki gösterir.
1. KROMOZOM YAPISININ DEĞİŞMESİ
•
•
•
•
•
•
Kromozom yapısının değişmesi;
 Kromozomdan parça kopması(DELESYON),
 Parça değişimi sırasında, homolog kromozomlardan yalnız birinin diğerine
parça vermesi (DUPLİKASYON),
 Homolog olmayan kromozomlarda karşılıklı veya karşılıksız genlerin yer değiştirmesi (TRANSLOKASYON),
 Bir kromozomdaki parçanın kopup 1800 derece dönerek aynı yere bağlanması şeklinde olabilir. (İNVERSİYON)
Yapısal değişimler önce kromozom veya kromatidlerdeki kırılmalarla (mutajenlerin etkisiyle) başlar.
Kromozom bir veya birkaç yerden kırılır. Kırılan kısım yok olursa genetik materyalde eksilme olur.
Eksilmeler canlıda fenotip değişikliğine veya çoğunlukla ölüme neden olabilir.
Homologlardan birinden diğerine gen aktarılınca, genin birden fazla kopyasının aynı kromozom üzerinde bulunmasına sağlarken fenotip çeşitliliğini de artırır.
Örnek: Meyve sineğinde normal göz ovaldir. Gen fazlalığında ise göz uzun yarık şeklini alır.
Homolog Olmayan Kromozomlarda Karşılıklı ve Karşılıksız Gen Değişimi
2. KROMOZOM SAYISINDAKİ DEĞİŞİKLİKLER
• Gametler oluşurken mayoz bölünme sırasında homolog kromozomlar gametlere eşit olarak dağılır. • Ancak mayozda homolog kromozomlar bazen birbirinden ayrılmayarak aynı gamete giderler. Bunun sonucunda yeni oluşan gametlerin birinde fazla, birinde ise eksik kromozom bulunur. Bu olaya ayrılmama denir.
• Ayrılmama olayı hem otozomlarda hem de gonozomlarda görülebilir.
OTOZOMLARDA AYRILMAMA
• İnsanda 44 tane otozomal kromozom (vücut kromozomu) bulunur.
• Genellikle 13, 18, 21 ve 22. kromozom çiftlerinde görülür. En çok da ayrılmamaya 21. kromozom çiftinde rastlanır.
• 43 veya 45 otozoma sahip bireyler oluşabilir.
• 43 otozomu olan bireyler ölür.
• 45 otozomlu bireyler yaşar. • Yaşayan bireyler DOWN SENDROMU (mongolizm) olarak adlandırılır. • Down Sendromu 1866 yılında John Langdon Down tanımlanmıştır.
• Genelde 40 yaş üzeri kadınlarda 21. çift kromozomda ayrılmama olur. • Bundan dolayı 24 (23+X) ve 22 (21+X) kromozomlu yumurtalar oluşur.
• Bu yumurtalar normal 22+X veya 22+Y spermlerle döllenince kromozom sayısı eksik veya fazla bireyler oluşur.
DOWN SENDROMLU ERKEK BİREYİN KROMOZOM DAĞILIMI
DOWN SENDROMU
• Fiziksel görünümleri birbirine benzer.
• Boyları kısa, yuvarlak yüz ve baş yapısına, kısa ve geniş el yapısına sahiptirler.
• Zihinsel gelişimleri de geri kalmıştır.
• Eşeysel organları yeterince gelişmediğinden kısırdırlar.
• Yaşam süreleri normal bireylere göre daha kısadır.
GENETİK DANIŞMANLIK
•
Genetik danışmanlık kalıtsal hastalık geni taşıyan, hastalığı olan kişilerdeki hastalığın seyri, çocuklarında ortaya çıkma riskini ve hastalıkla ilgili yapılacak testleri ve bu çalışmaların sonuçları hakkında bilgi verilmesini kapsar.
AMNİYOSENTEZ:
•
•
•
Gebelik döneminde yani doğum öncesinde yapılan bir analizdir.
Amniyon sıvısından enjektörle alınan sıvının içindeki hücrelere ait kromozomlar genetik hastalıklar açısından analiz edilerek karyotipleri belirlenir.
Böylece genetik hastalıklar önceden tespit edilir ve bu hastalıkların ortaya çıkmaması için gerekli önlemler alınır.
KARYOTİP
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Karyotip oluşturulurken çoğunlukla bir akyuvar çeşidi olan lenfosit kullanılır.
Kültür ortamına alınan lenfositler birkaç gün burada gelişir .
Mitoz bölünmeyi uyaran bir ilacın etkisiyle bölünme gerçekleşir. Mitozun metafaz evresinde durduran bir ilaç verilir.
Bu evrede kromozomlar en belirgin durumda olup iki kromatidli yapıdadır.
Kromozomlar boyanarak mikroskopta fotoğrafı çekilir ve bilgisayara aktarılır.
Homolog kromozomlar büyüklük ve biçimlerine göre düzenlenir.
Ortaya çıkan görüntüye karyotip denir.
Karyotip anormal, kusurlu, eksik veya fazla kromozomları tesbit etmek için kullanılır. GONOZOMLARDA AYRILMAMA
• Gametlerin oluşumu sırasında bazen gonozomlar birbirinden ayrılmadan aynı kutba gider. Bunun sonucunda iki gonozomlu
ve gonozomsuz gametler oluşur.
• Dişilerde gonozomların ayrılmamasıyla oluşan yumurtanın sağlıklı spermlerle döllenmesi sonucu klinefelter erkek, süper dişi, turner dişi oluşur.
• 45 kromozomlu erkek bireyler ise doğmadan ölür.
a. KLİNEFELTER SENDROMU
• 44 otozom ve XXY olmak üzere üç gonozom taşırlar.
• 47 kromozomlu erkek bireyledir.
• Üreme organları ve üreme kanalları vardır. Ancak bu bireylerin testisleri
köreldiğinden sperm üretimi olmaz.
b. TURNER SENDROMU
•
44 otozom ve X0 gonozoma
sahiptirler.
•
45 kromozomlu dişi bireylerdir.
•
Ürüme organı ve üreme kanalları olmasına rağmen yumurtalıkları körelmiştir.
•
Genellikle kısırdırlar.
•
Boyları kısa, parmakları kısa‐küt, boyunları kalındır.
•
Zeka düzeyleri genellikle normaldir.
c. SÜPER DİŞİ
• 44 otozom ve üç gonozoma (XXX) sahiptirler.
• 47 kromozomlu dişi bireylerdir.
• Bazıları normal görünümlü ve doğurgandır. Bir çoğu kısırdır.
• 44 otozom ve Y0 gonozomlu erkekler yaşayamaz.
• Son yıllarda 44 otozom ve XYY gonozomlu erkek bireylerin varlığı saptanmıştır.
• Mayoz II sırasında kardeş kromatidlerin (Y) ayrılmaması sonucu iki Y kromozomuna sahip sperm oluşur.
İnsanlarda, bazı anormallikler sonucunda, şu kromozom formüllerine sahip gametler meydana gelebilmektedir:
I. (23+ X)
II. (21 + 0)
III. (22 +XX)
IV. (22 + Y)
Bu gametlerden hangileri arasında gerçekleşecek döllenmeyle, bir mongoloid (Down sendromu olan) erkek birey oluşabilir?
C
A) I ve II B) I ve III C)l ve IV
D) II ve IV E) III ve IV
(1990‐ÖYS)
Diploid (2n) kromozomlu bir canlı türünde, kromozom sayısı 2n ‐ 1 olan bir bireyin oluşmasına, aşağıdakilerden hangisi neden olur?
A)
B)
C)
D)
E)
Krossing‐over
Kromozomlarda ayrılmama
Partenogenez çoğalma
Çok alelli kalıtım
Eşeye bağlı kalıtım
B
(1995‐ÖYS)
İlk olarak VValter S. Sutton tarafından ileri sürülen ve daha sonraki bulgularla doğrulanan "Kalıtımın kromozom teorisi" hangi görüşün değişmesine neden olmuştur?
A) Karakterler genlerin kontrolü altındadır.
B) Bazı genler baskın, bazı genler çekiniktir.
C) Bütün alel gen çiftleri gametlere geçerken bağımsız hareket ederler.
D) Homozigot durumda alel gen çifti birbirinin aynıdır.
E) Bir organizmada her karakter için çift alel gen bulunur.
(1977‐ÜSS)
C