Kadınlar için VÜCUDUMUZ bilgilerinin paylaşıldığı bu yazımızda Genetik hakkında detaylı bilgiye ulaştınız.
Dilerseniz VÜCUDUMUZ kategorisinde bulunan diğer makalelerimizi okuyarak daha başka bilgiler edinebilirsiniz.
Genetik nedir?
Vücudun genetik maddesi hücrelerin içindeki çekirdekte bulunur. Genetik madde, kromozomları oluşturmak üzere karmaşık biçimde düzenlenmiş DNA (deoksiribonükleik asid) sarmallarındadır. İnsan hücrelerinde bir çifti cinsiyet kromozomları olmak üzere 46 kromozom çifti bulunur.
Her DNA molekülü sarmal merdivene benzeyen uzun birer çifte sarmaldır. Bir insanın genetik şifresini belirleyen bu merdiven basamakları, baz adı verilen dört tip molekül çifti içerir. Bu basamaklarda adenin ile timin, guanin ile sitozin ile eşleşir. Genetik şifre üçlü şeklinde yazılır ve merdivenin üç basamağındaki her grup, proteinlerin yapıtaşı olan amino asitlerden birinin sentezini şifreler.
DNA molekülünün bir kısmı hücrenin bazı fonksiyonlarını aktif olarak kontrol ederken DNA sarmalı tamamen açılır. Açık sarmalın bir zinciri aktif değildir; diğer zincir tamamlayıcı RNA (ribonükleik asid) formlarının oluşturulması için kalıp görevi yapar. RNA bazları DNA’nın inaktif zincirindeki baz dizisiyle aynı şekilde düzenlenir; yalnız RNA urasil, DNA ise timin içerir. Haberci RNA adı verilen RNA kopyası, DNA’dan ayrılarak çekirdekten çıkar ve hücrenin sitoplazmasına doğru hareket eder. Burada hücrenin protein üreten fabrikaları olan ribozomlara bağlanır. Haberci RNA, spesifik bir protein oluşturmak üzere ribozoma amino asit dizisindeki bazları bildirir. Amino asitler daha küçük bir RNA tipi olan transfer RNA (tRNA) ile ribozoma taşınır. Her transfer molekülü uzayan protein zincirine eklenmek üzere birer amino asit taşır.
Bir gen protein yapımı için gereken şifreyi içerir. Genlerin büyüklüğü proteinin büyüklüğüne bağlı olarak değişir. Genler kromozomlardaki dizinin aynısına sahiptir; belirli bir genin bulunduğu yere lokus adı verilir.
İki cinsiyet kromozomu fetusun erkek veya dişi olacağını belirler. Erkeklerde bir X ve bir Y kromozomu, kadınlarda biri aktif olan iki X kromozomu vardır. Y kromozomunda daha az sayıda gen bulunur ve bunlardan biri cinsiyeti belirler. Erkeklerde X kromozomundaki hücrelerin tümü (baskın veya çekinik) eksprese edilir. X kromozomundaki genlere cinsiyete bağlı ya da X’e bağlı genler adı verilir.
X Kromozomunun İnaktivasyonu
Bir kadında iki X kromozomu olduğundan erkektekinin iki katı kadar X kromozomuna sahiptir. Ancak her hücredeki X kromozomundan birinin (overlerdeki yumurtalar hariç) fetusun erken gelişme dönemlerinde inaktive olduğu düşünülür. İnaktif X kromozomu (Barr cisimciği) mikroskop altında hücrenin çekirdeğinde yoğun bir topak şeklinde görülür.
X kromozomunun inaktivasyonu belirli gözlemleri açıklar. Örneğin fazla X kromozomları ekstra cinsiyet-dışı (otozomal) kromozomlardan çok daha az oranda gelişim anormalliklerine yol açarlar çünkü bir insanda ne kadar X kromozomu olursa olsun, biri dışında tümü inaktive olur. Üç kromozomlu kadınlar (Üç X sendromu) genelde fiziksel ve zihinsel olarak normaldir. Buna karşılık, fazladan bir otozomal kromozom, fetus gelişiminin erken dönemlerinde ölümcül olabilir. Ekstra bir otozomal kromozomla doğan bir bebekte (trizomi) sıklıkla ciddi fiziksel ve zihinsel anormallikler görülür. Bir otozomal kromozomun eksikliği genellikle daha hafif anormalliklere neden olur (Turner sendromu).
Gen Anormallikleri nelerdir?
Bir veya daha çok gende (özellikle çekinik genler) anormallikler çok yaygındır. Her insan altı sekiz adet anormal çekinik gen taşır. Ancak bu genler iki benzer çekinik gen olmadığı sürece hücrelerde işlev bozukluğuna yol açmaz. Genel popülasyonda bir insanın iki çekinik gene sahip olma olasılığı çok düşüktür ancak yakın akrabaların çocuklarında olasılık daha yüksektir. Olasılıklar aile içi evlilik yapan topluluklarda da yüksektir.
Bir insanın genetik altyapısına genotip adı verilir. Vücudun bu genleri anlatımına yani genotipin ekspresyonuna ise fenotip adı verilir.
Bütün kalıtsal özellikler genler tarafından kodlanır. Saç rengi gibi bazı özellikler o insanı diğerlerinden ayırır; bu özellikler anormal değildir. Ancak anormal gen tarafından eksprese edilen anormal özellikler kalıtsal hastalığa yol açabilir.
DNA’nın Yapısı
DNA (deoksiribonükleik asid) her hücrenin çekirdeğinde kromatin adı verilen gevşek biçimde birbirine sarılmış zincirler halinde bulunan genetik maddedir. Hücre bölünmeden önce kromatin sıkı biçimde sarılarak kromozomları oluşturur.
DNA molekülü sarmal bir merdivene benzeyen uzun, çift sarmallı bir yapıdır. Bu merdivende şeker (deoksiriboz) ve fosfat moleküllerinden oluşan iki sarmal merdivenin basamaklarında bulunan ve baz adı verilen dört molekül çiftiyle bağlanır. Bu basamaklarda adenin timin ile, sitozin de guanin ile eşleşir. Her baz çifti bir hidrojen köprüsüyle bir arada tutulur. Genler, DNA’nın belirli işleve sahip olan ve spesifik baz dizisinden oluşan bölgeleridir.
DNA sarmalı
Sarmallar, Baz çiftleri: sitozin, guanin, fosfat, hidrojen köprüleri, şeker, Baz çiftleri: timin-guanin
Tek Gendeki Anormallikler
Tek gendeki anormalliğin etkileri genin baskın veya çekinik olmasına ve X kromozomunun üzerinde olmasına bağlı olarak değişir (X’e bağlı). Her gen belirli bir proteinin yapımını doğrudan düzenlediğinden anormal gen anormal protein veya anormal miktarda protein sentezlenmesine neden olarak hücre işlevlerinde ve sonuçta da fiziksel görünümde veya bedensel işlevlerde anormalliğe yol açar.
X’e Bağlı Olmayan Genler
Bir otozomal kromozomdaki anormal baskın gen tarafından oluşturulan anormal özellik deformite, hastalık ya da belirli hastalıklara eğilim biçiminde olabilir.
Aşağıdaki ilkeler genelde baskın gen ile belirlenen özellikler için geçerlidir. Anormal genetik özellikler genelde anne babadan kalıtımla değil yeni mutasyonlarla geçer.
Anne babadan birinde anormal özellik olduğunda ve diğerinde bu özellik görülmediğinde her çocuğa anormal özelliğin aktarılma olasılığı %50 ve aktarılmama olasılığı %50’dir. Ancak anormal özelliğe sahip olan ebeveynde anormal genin iki kopyası varsa ender bir olasılık çocukların hepsinde anormal özellik görülür.
Kardeşlerinde olduğu halde kendisinde anormal özellik olmayan bir insan geni taşımaz ve çocuklarına bu geni aktaramaz.
Erkekler ve kadınlar hastalıktan aynı derecede etkilenirler.
Aşağıdaki ilkeler çekinik gen ile belirlenen özellikler için geçerlidir.
Özelliğin görüldüğü kişinin hem annesinde, hem de babasında gen bulunur ancak her iki ebeveynde de özellik görülmeyebilir.
Mutasyonların o özelliğin ekspresyonundan kaynaklanması olasılığı çok azdır.
Anababalardan birinde özellik ve diğerinde bir çekinik gen olduğunda çocukların yarısında bu özelliğin görülme olasılığı vardır; diğerleri bir çekinik geni taşımaya devam ederler. Özelliğin görüldüğü kişide anormal çekinik gen yoksa çocuklardan hiçbirinde o özellik görülmez ancak çocuklar kendi çocuklarına aktarabilecekleri anormal geni kalıtırlar.
Kardeşlerinde anormal özellik görüldüğü halde kendisinde görülmeyen kişinin anormal geni taşıması olasılığı vardır.
Erkekler ve kadınların hastalıktan etkilenme olasılığı eşittir.
Anormallik her kuşakta görülür ancak ana babadan her ikisinde de özellik görülmediği sürece ortaya çıkmaz.
Anormal Çekinik Genlerin Kalıtımı
Bazı hastalıklar anormal çekinik genden kaynaklanır. Hastalık görülmesi için kişiye her iki genin aktarılması gerekir (ebeveynlerin herbirinden birer gen). Her iki ana baba anormal bir gen ve normal bir gen taşırlarsa hastalık görülmez ancak çocuklarına anormal geni aktarırlar. Her çocuğa iki anormal gen kalıtılması olasılığı (dolayısıyla hastalık geliştirme olasılığı) %25, iki normal gen kalıtılma olasılığı %25 ve bir normal, diğeri anormal olan gen kalıtılması olasılığı (anne-baba gibi hastalığı taşıma olasılığı) %50’dir.
Ciddi hastalık oluşturan baskın genler enderdir. Bu genler çoğunlukla ortadan kaybolur çünkü genelde çocukları olamayacak kadar hasta olurlar. Ancak 35 yaşından sonra başlayan ve beyin fonksiyonlarını ciddi şekilde bozan Huntington hastalığı gibi birkaç istisna vardır. Semptomlar ortaya çıktığında genellikle kişinin çocukları dünyaya gelmiştir
Çekinik genler kişide bu tip iki gen olduğu zaman eksprese edilir. Bir çekinik geni olan kişide o özellik görülmez; o özelliği taşır ve o geni çocuklarına aktarır.
X’e Bağlı Genler
Erkeklerdeki Y kromozomunda çok az sayıda gen olduğundan, tek X kromozomu üzerindeki genlerin (X’e bağlı veya cinsiyet kromozomuna bağlı genler) tümü, baskın veya çekinik olsun eşleşmiş halde değildir ve eksprese edilirler. Ancak kadınlarda iki X kromozomu olduğundan aynı ilkeler otozomal kromozomların üzerindeki genler ve X’e bağlı için geçerlidir: bir çiftteki genlerin ikisi de çekinik olmadığı sürece yalnızca baskın genler kalıtılır.
X’e bağlı anormal bir gen baskın olduğunda hasta erkeklerin kızlarının tümüne (oğullarına değil) bu anormallik kalıtımla geçer. Hastalığa yakalanan erkeğin oğulları anormal geni taşımayan Y kromozomunu alırlar. Hastalıktan etkilenen ve tek bir anormal gene sahip olan kadınlar erkek ya da kız olsun çocuklarının yarısına anormal geni kalıtımla aktarırlar.
X’e bağlı anormal bir gen çekinik olduğunda hastalıktan etkilenenlerin neredeyse tümü erkektir. Erkekler anormal geni yalnızca kızlarına aktarırlar ve bu kız çocuklar taşıyıcı olur. Taşıyıcı annelerde hastalık özellikleri görülmez ancak bu özelliği oğullarına aktarırlar ve onlar hasta olurlar. Kızların tümünde hastalık özellikleri görülmez ancak yarısı taşıyıcı olur.
Yaygın bir X’e bağlı çekinik genden kaynaklanan yeşil-kırmızı renk körlüğü erkeklerin yaklaşık %10’unu etkiler ancak kadınlarda sık görülmez. Erkeklerde renk körlüğü geni, renk körlüğü olan veya renk körlüğü geni taşıyan anneden gelir. Bu gen Y kromozomu aktaran babadan gelmez. Renk körü olan erkeklerin kızları nadiren renk körü olur ancak her zaman renk körü genini taşırlar.
Kodominant Kalıtım
Kodominant kalıtımda her iki gen eksprese edilir. Buna bir örnek orak hücre anemisidir: bir insanda bir normal gen, bir anormal gen varsa hem normal, hem de anormal eritrosit pigmenti (hemoglobin) üretilir.
Mitokondrideki Anormal Genler
Her hücrede hücreye enerji sağlayan küçük yapılar olan mitokondriler vardır. Her mitokondride dairesel kromozom bulunur. Mitokondrilerdeki kromozomda bulunan anormal genlerden çeşitli ender hastalıklar kaynaklanır.
Bir yumurta döllendiğinde, sadece yumurtadaki mitokondri gelişmekte olan fetüsün bir kısmı haline gelir; spermdeki tüm mitokondriler atılır. Dolayısıyla, anormal mitokondri genleri anneden gelir. Anormal mitokondri genlerine sahip bir erkek bu tip hastalıkları çocuklarına aktarmaz.
X’e Bağlı Anormal Çekinik Genlerin Kalıtımı
Bir gen X’e bağlıysa X kromozomunda bulunur (Y kromozomunda değil). X’e bağlı anormal çekinik genden kaynaklanan hastalıklar genelde yalnızca erkeklerde görülür. Bunun nedeni erkeklerde sadece bir X kromozomu bulunmasıdır. Kadınlarda iki X kromozomu vardır ve bunlara ikinci kromozomdaki normal gen aktarılır. Normal genin baskın olması kadınlarda hastalık gelişmesini önler.
Babanın X kromozomunda anormal bir çekinik gen varsa ve annede iki normal gen varsa kızların tümünde bir normal gen, bir de anormal gen bulunur ve bu kızlar taşıyıcı olur. Kızlardan herhangi birinin anormal bir gen, normal bir gen (taşıyıcı olur) veya iki normal gen kalıtma olasılığı %50’dir.
Kansere Neden Olan Genler
Kanser hücreleri kanser genleri (tümör genleri) olan onkogenler içerir. Bazen onkogenler doğum öncesi gelişme ve büyümeden sorumlu genlerin anormal türleri olabilir; bunlar normalde doğumdan sonra kalıcı olarak inaktive edilir. Bu onkogenler yaşamın daha sonraki evrelerinde yeniden aktive olarak kanser oluşturabilirler. Nasıl aktive oldukları bilinmemektedir.
Gen Teknolojisi
Hızla ilerleyen teknoloji doğumdan önce ve sonra genetik hastalıkların teşhisini kolaylaştırmaktadır. Özellikle DNA teknolojisiyle ilgili bilgiler hızla artmaktadır.
Günümüzde, İnsan Genom Projesi olarak adlandırılan bir projede insan kromozomları üzerinde bulunan tüm genlerin tanımlanmasına ve haritalanmasına çalışılmaktadır. Genom bireyin tüm genlerinin toplamıdır. Her kromozomda bulunan lokuslarda genler yer alır. Bu lokusun işlevi (göz rengi) her bireyde aynıdır. Ancak bu lokuslardaki genin dizisi kişiye göre değişir ve böylece kişilerin bireysel özellikleri ortaya çıkar.
Bir çalışmada incelenecek gen kopyalarının çıkarılması için çeşitli yollar vardır. İnsan geni kopyaları laboratuarda genin klonlanmasıyla çıkartılabilir. Kopyalanan gen genelde bakteri DNA’sında kesilir. Bakteri her üreme döngüsünde kendi DNA’sıyla beraber kesilmiş genin de tam bir kopyasını çıkarır. Bakteriler çok hızlı ürerler ve orijinal genin milyarlarca kopyası çok kısa bir sürede oluşturulabilir.
DNA kopyalamada kullanılan diğer bir teknik polimeraz zincir reaksiyonudur (PCR). Spesifik geni de içeren spesifik bir DNA bölgesi birkaç saat içinde laboratuarda 20,000’den fazla kopyalanabilir. Tek bir hücredeki DNA, polimeraz zincir reaksiyonunu başlatmak için yeterlidir.
Belirli bir kromozomdaki spesifik bir genin yerini saptamak bir gen sondası için kullanılabilir. Klonlanan veya kopyalanan bir gen radyoaktif atom eklendiğinde işaretli bir sonda durumuna gelir. Bu sonda kendi DNA’sının aynadaki görüntüsünü bularak ona bağlanır. Daha sonra ileri fotoğraf teknikleriyle radyoaktif sondanın yeri saptanabilir.
Gen sondaları kullanılarak çok sayıda genetik hastalık doğumdan önce veya sonra saptanması mümkündür. Gelecekte gen sondaları önemli birçok genetik hastalık açısından toplumun taranmasında kullanılabilir. Ancak belirli bir hastalıkla ilgili geni olan her bireyde hastalık gelişmeyebilir.
Southern blot adı verilen bir teknik, DNA’yı test etmek için yaygın olarak kullanılmaktadır. DNA, incelenmekte olan kişinin hücrelerinden çıkarılır ve restriksiyon endonükleaz denilen enzimle gen dizisi bilinen fragmanlara ayrılır. Bu fragmanlar elektroforez adı verilen bir teknikle jelde ayırt edilir, filtre kağıdına alınır ve işaretli sondayla üzeri kapatılır. Sonda yalnızca aynadaki görüntüsüne bağlanacağından DNA fragmanı saptanır.