Hücre
Bölünmesi ve Kalıtım
Hücre,
canlının canlılık özelliği gösteren en küçük yapıtaşıdır. Hücre ile ilgili
yapılan en büyük kavram yanılgısı hücreyi, atom ile küçüklük yarışına sokmak
olsa gerektir herhalde, zira atom cansız; hücre canlıdır. Yani şöyle demek
yanlış olmaz: Atom ve atom altı parçacıklar cansız dünyanın en küçükleri, hücre
ise canlı dünyanın en küçüğüdür.
Peki
vücudumuzda ne işe yarar bu hücre? Bölünebilen bir şey olması bize ne yarar
sağlar?
Hemen
cevap verelim:
Hücrenin
bölünebilmesi, bizim yaşamsal faaliyetler listemizde başı çeker. Yani, canlılarda
çoğalma, büyüme, gelişme, yıpranan kısımların onarılması veya yenilenmesi
gibi
olaylarda
görürüz hücre bölünmesini. Hücre bölünmesi ile bir yandan yeni hücrelerin
oluşması
sağlanırken
bir yandan da hücrenin yaşlanması önlenir.
Hücre
bölünmesi için 2 durumdan söz ederiz.Yani, iki farklı bölünme: Mitoz ve mayoz
bölünme.
İlk
olarak mitoz bölünmeyi inceleyelim.
Mitoz
bölünme, özetle canlının büyümesini, gelişmesini veya yaralarının onarılmasını
amaç güden bir hücrenin, başka bir hücreye gerek duymadan bölünmesidir. Burada
başka bir hücreden kasıt, “eşey” dir. Yani mitoz bölünme yapan canlılar eşeysiz
ürerler. Peki nasıl olur eşeysiz üreme?
Mesela
tomurcuklanarak üreme; ana canlının üstünde çıkıntı şeklinde olan minik
hücrenin sonra ana canlıdan ayrılarak yeni hücre oluşturması gibi…
Ya
da başka bir canlının enine ya da boyuna bölünerek çoğalması…
Bir
başka örnek; mesela balkonunuzda yetiştirdiğiniz çileklerden arkadaşınızda alıp
yetiştirmek istedi. Siz de çilek bitkinizin bir yapağını ona verdiniz, o da bu
yaprağı gidip toprağa ektiğinde çilek üretebilecek duruma gelmiş olur. Bu
üremede bir mitoz bölünme çeşidi olan vejetatif üremedir.
Bir de
rejenerasyon var ki yenilenme anlamına gelir, kuyruğu kopan kertenkelenin
kuyruğunun yeniden çıkması gibi mesela…
Her
olayda olduğu gibi mitozunda belirli kuralları vardır. Mitoz, çekirdek
bölünmesiyle başlayan ve birbirini takip eden evrelerden oluşur. Evreler
çekirdek bölünmesi ile başlayıp (ki bu evrede kromozom sayısı ikiye çıkmıştır)
kromozomların hücrenin iki zıt kutbuna çekilmesi ile devam edip en son
sitoplazma bölünmesine yani hücrenin bölünmesine kadar devam eder.
Ayrıca bir
hatırlatma; mitozda kromozom sayısı yavru hücrelerde, ana hücreninki ile
aynıdır.
Şimdi
mayoz bölünmeye gelelim:
Mitoz
bölünme için bir eşeyden bahsetmemiştik.Yine mitoz bölünmede kromozom sayısı aynı
kalıyordu…
Fakat
bu kez, yani mayoz bölünme de iki eşey hücresi vardır ve kromozom sayısı yavru
hücrede yarıya iner.
İki
eşey, erkek üreme hücresi sperm ve dişi üreme hücresi yumurtadır. Bu eşeylerin
yeni bir canlı oluşturmak üzere birleşmesine eşeyli üreme, birleşme olayına da
döllenme adı verilir. Döllenme sonunda zigot adını verdiğimiz bir canlı taslağı
oluşur. Peki bu canlı taslağı sonra nasıl büyür?
Bir
fikriniz var mı?
Ne
demiştik daha önce: Mitoz bölünme, canlının büyümesini sağlar.O halde mayoz
bölünme ile döllenme sonucu oluşan zigot, mitoz bölünmeler geçirerek büyür
dersek yanlış olmaz öyle değil mi?
Mayozda
canlı taslağına yani zigota iki eşeyden bir kromozom çifti gelir. Biz bu
kromozomlara homolog kromozomlar deriz. İşte bazen bu kromozomların bazı
kısımları biribiri ile yer değiştirebilir.Bu duruma parça değişimi adını
veririz. Parça değişimi, canlı çeşitliliğine sebep olduğu için, mayozda canlı
çeşitliliğinin çok olduğunu, yavruların atasal hücrelerden faklı olduğunu
söylemek doğru olacaktır. Fakat bu durum ne yazık ki mitozda olmaz. Bu nedenle
mitozda canlı çeşitliliği aramayız. Ana canlı ne ise, yavru da odur.
2.Kalıtım
Anne
babamıza benzeriz öyle değil mi?
Fakat
tıpatıp annesine benzeyen, annesinin aynısı olan birini gördünüz mü hiç?
Biz
görmedik. Çünkü, bunun olması genetik kurallar normal işlediğinde mümkün
değildir. Yukarda mayoz için çeşitlilikten bahsetmiştik. İşte bu durum aslında
çeşitlilik ile ilişkilidir. Fakat dışardan annemizle bizi gören biri
yanımızdakinin annemiz olduğunu hemen ayırd edebiliyorsa, yani annemize
benzerliğimiz aşikarsa, bunun sebebi de kalıtılan genlerimizdir. Kalıtım, gen
özelliklerinin bir sonraki nesile aktarılmasıdır. Genler ile ilgili çalışmalar
yapan Gregor Mendel kalıtım kurallarını bulan bilim insanı
olmuştur. Çalışmalarında hızlı ve çok döl vermesi ile bilinen bezelye bitkisini
kullanıp yavrudaki özelliklerin anne-baba özelliklerinin bir karışımı
olmadığını, belirli özelliklerin belirli oranlarda birleşip etki gösterdiğini
bulmuştur. Sonrasında, yavru üzerinde görünüşsel olarak etkisini gösteren gene
baskın gen(ki bu gen büyük harf ile gösterilir), etkisini görünüşte göstermeyen
gene çekinik gen(küçük harf ile gösterilir) denmiştir. Mesela, bezelyelerde uzun
boylu olma özelliği baskın, kısa boylu olma özelliği çekiniktir. Fakat şunu
unutmayalım: Uzun boylu bir bezelye ile kısa boylu bir bezelye çaprazlandığında
yani çiftleştirildiğinde orta boylu bezelye olacak diye bir şart yoktur!
Şimdi
görünüş için etkili olan, biri anneden biri babadan gelen genlere
değinelim. Eğer anneden a geni ve babadan da a geni geliyorsa yavru aa genine
sahip olur. Bu gen özel olarak homozigot gen olarak isimlendirilir.Yani iki
küçük harf, ya da iki büyük harf…Peki Aa olursa nasıl isimlendirilir?
Bir
fikriniz var mı?
Peki,
biz cevaplayalım:
Eğer
yavru geni Aa olursa biz buna heterozigot gen adını veririz.
Canlının
görünüşü genetik terminolojisinde ‘fenotip’; genetik görünüşü ise ‘genotip’
olarak isimlendirilir.
Şimdi
sizinle küçük bir alıştırma yapalım:
Homozigot
baskın bir gen mesela AA geni, heterezigot baskın bir gen ile (Aa)
çaprazlanırsa yani genetik olarak döllenirse yavruların genleri hakkında ne
söylersiniz?
Bir de
insanın cinsiyetine etki eden genetik sebeplere değinelim. İnsanlarda bulunan
23 çift kromozomun 22 çifti vücut karakterlerinin, yani görünüş
özelliklerimizin, bir çifti ise cinsiyet karakterlerinin ortaya çıkmasını
kontrol eder. Erkek üreme hücresi, spermlerdeki kromozom çifti XY şeklinde;
dişi üreme hücresi yumurtadaki kromozom çifti ise XX şeklindedir. Çaprazlama
sırasında, yumurta,
ya X geni taşıyan bir spermle ya da Y geni taşıyan bir spermle döllenir.
Yumurtanın X geni taşıyan spermle döllenmesi halinde gen çifti XX şeklinde olup
yavrunun cinsiyeti dişidir. Şayet yumurta Y geni taşıyan bir spermle döllenmiş
ise gen çifti XY şeklinde olup yavrunun cinsiyeti erkek olur. Buna göre doğacak
çocuğun %50 erkek, %50 kız olma olasılığı vardır.
Şimdi
günümüzde ivme kazanan çalışmaları ile genetik mühendisliğinden bahsedelim.
Genetik
mühendisliği istek doğrultusunda var olan canlıların değiştirilmesi veya yeni
canlıların oluşturulması ile ilgilenir.
“GDO’lu”
ifadesini duymuşsunuzdur. Açılımı Genetiği Değiştirilmiş Organizma olan bu
organizmalar genetik mühensliğinin ürünüdür. Bunun dışında; tohumlama, tüp bebek
yöntemi, sperm bankaları da genetik mühendisliğinin çalışma alanı içindedir.
Genetik
mühendisliğinin bir başka amacı da ‘bozuk’ ya da ‘hatalı’ genleri tespit edip
bu genleri sağlam olanları ile değiştirmektir. Yani gen yapısının değişmesi
anlamına gelen mutasyonları bir anlamda engellemiş olurlar.
Sizler
de birer genetik mühendisi olmayı düşünür müydünüz?
3.DNA
Ve Genetik Bilgi
Kalıtımda
annemize ya da babamıza tıpatıp benzemediğimizi, kalıtımın nesilden nesile
aktarılan özellikler olduğunu söylemiştik. Peki, bu özelliklerin kalıtılmasının
başrol oyuncusu kim olabilir sizce? Küçük bir taşıt, anne ve babamızdan
aldıklarını bize, sonra bizim çocuğumuza sonra onun çocuğuna ve böyle devam
eden bir sıra ile taşıyor olabilir mi?
Evet,
biz bu taşıta DNA diyoruz. DNA özelliklerin nesilden nesile aktarımını sağlayan
bir genetik materyaldir.
Peki
nedir bu DNA?
DNA,
üzerinde bizim özelliklerimizi taşıyan minik gen bölümleri barındıran bir
moleküldür.Nükleotid adı verilen yapı birimlerinin bir araya gelip sarmal
oluşturması ile çift zincirli bir form alır. Nükleotidler bir fosfat, bir şeker
ve bir organik baz içeren 3’lü yapı birimleridir.Organik bazlar Adenin(A), Guanin(G), Timin(T) ve Sitozin(C) dir.
Kafamız
çok mu karıştı?
Peki, o halde resmi inceleyebilirsiniz.
4.Adaptasyon Ve Evrim
Odanızda farklı kuş türleri beslediğinizi
hayal edin. Belki kimilerinizin beslediği kuşlar vardır.
Kuşlarınızın gagalarının
birinin çok uzun ve sivri, birinin yuvarlak ve kısa diğerininde küçük olduğunu
düşünün. Verdiğiniz yemi, mesela haşlanmış patates vermiş olun, hepsi aynı kolaylıkla
yiyebilir mi?
İki bilim insanı olan Lamark ve Darwin,
canlıların bulundukları ortama uyum sağlamak adına değiştiğini, yani ortama
adapte olduklarını öne sürdüler. Yani tıpkı sizin kuşlarınız gibi ortama uyum
sağlamakta zorluk çeken canlıların, ortamın şartlarını değilde kendi vücut
yapılarını değiştirdiğini ve yaşama şansını bu şekilde artırdığını düşündüler.
Bu görüş, evrim teorisi olarak kabul edildi.
Şimdi, Hücre Bölünmesi ve Kalıtım Ünitesi’nin
kavramları ve tanımlarını bir özet halinde görelim:
Mitoz: Canlının buyume, gelisme ve
yaralarinin onarimini saglayan bolunme cesidi.
Mayoz: Genetik cesitliliği saglayan bolunme
cesidi.
Homolog: Biri anneden digeri babadan gelen
kromozom ciftleri.
Gen: Canlinin karakter ozelliklerini tasiyan
birim.
Sperm: Erkek ureme hucresi.
Yumurta: Disi ureme hucresi.
Genotip: Canlinin gen ozellikleri.
Fenotip: Canlinin dis gorunus ozellikleri.
DNA: Kalitilan ozellikleri aktaran birim.
Mutasyon: Genetik yapinin degismesi.
Kaynakça
fenokulu.net
khanacademy.org