Merhabalar arkadaşlar. Bugün genetik ve epigenetikle ilgili bir konuyu inceleyeceğiz. Şahsen benim çok sevdiğim bir konudur. Özelliklerimizin aslında birkaç nükleotit dizisine bağlı olduğunu anlayınca insanın ne kadar şekillendirilebilir bir varlık olduğunu anlayacaksınız :). Keyifli okumalar.
1) Özellikleri taşıyan genetik eleman
Genetik elemanla ilgili ilk araştırmalar Frederick Griffith tarafından yapılmıştır. Griffith iki tür bakteri almıştır. Kapsüllü ve kapsülsüz bakteriler. Kapsülsüz bakterileri fareye enjekte ettiğinde farenin yaşadığını görmüştür. Ancak kapsüllü bakterileri enjekte ettiğinde farenin öldüğünü gözlemlemiştir. Buradan çıkaracağımız sonuç kapsülün varlığının enfeksiyonun fatal (ölümcül) olmasına sebebiyet verdiğidir. Kapsüllü bakteriler ısıtılıp yani öldürülüp fareye enjekte edildiğinde farenin tekrar yaşadığı gözlemlenmiştir yani enfeksiyonun olması için bakterilerin canlılığı şarttır. Griffith ısıtılarak öldürülmüş kapsüllü bakterilerle canlı kapsülsüz bakterileri fareye enjekte ettiğinde farenin öldüğünü gözlemlemiştir. Fareden aldığı kan numunesinde canlı kapsüllü bakterilere rastlamıştır. Griffith bu deneyden şu sonucu çıkarmıştır. Canlı özellikleri bir kalıp olarak kabul edilemez. Canlıların özellikleri içlerindeki bir maddeye bağlıdır ve bu madde canlıdan canlıya aktarılabilir. Griffith genetik maddenin varlığını anlasa da bunun DNA olduğunu anlayamamıştır.
Genetik materyalin DNA olduğunu ilk gösteren çalışma Avery–MacLeod–McCarty deneyidir. Deneyi inceleyecek olursak Protein, RNA ve DNA içeren tüpler hazırlandı. Tüplere sırayla proteini sindiren enzimler, RNA'yı sindiren enzimler ve DNA'yı sindiren enzimler konuldu. Sonuçlara bakıldığında protein sindiren enzimlerin ve RNA sindiren enzimlerin bulunduğu tüpler farelere enjekte edildiğinde fare ölürken, DNA sindiren enzimlerin bulunduğu tüpün enjekte edildiği fare hayatta kaldı. Bu deneyden canlının özelliğini belirleyen genetik materyalin DNA olduğu çıkarılabilir. Ancak bu deneyi desteklemek amacıyla bir deney daha yapılmıştır.
Hershey-Chase deneyi olarak geçen deney 1952'de Alfred Hershey ve Martha Chase tarafından yapıldı. Amaç Avery-MacLeod-McCarty deneyini desteklemekti. Ancak bu deneyde farklı bir prensip izlenildi. Deneyde 2 farklı bakteri ve bu bakterileri enfekte edecek 2 farklı bakteriyofaj virüsü kullanıldı. Bu bakteriyofaj virüslerinden birinin proteinleri sülfür, diğerinin DNA'sı fosfor ile işaretlendi. Virüsler bakterileri enfekte ettikten sonra bakteri ve virüslerin içindeki maddeler incelendi. Deneyin sonucunda proteinlerin hala virüs içinde DNA'nın ise bakteride bulunduğu gözlemlendi. Bu deneyle beraber DNA'nın genetik materyal olduğu kesinleşmiş oldu.
DNA teorik olarak bu deneylerle kanıtlansa da DNA'nın varlığını kesin kanıtlayan Rosalind Franklin ve Maurice Wilkins'dir. X ışınları ile çift sarmal yapının fotoğrafını çekmeyi başarmışlardır.
Bütün bu çalışmalar ve DNA yapısının fotoğrafının çekilmesi ile DNA'nın yapısı neredeyse aydınlatılmış oldu. Bu bilgileri derleyip DNA'yı açıklayan modeli ortaya atanlar ise Francis Crick and James Watson olmuştur.
Burada maalesef değineceğim konu şudur. Francis Crick ve James Watson, DNA fotoğrafını Rosalind Franklin'in haberi olmadan almışlar ve çalışmalarında ona teşekkür etmemişlerdir. Ayrıca acı bir şekilde Rosalind Franklin nobel ödülünü de alamamıştır. Çünkü DNA için verilen nobel ödülü 1962'de verildiğinde kendisi hayatta değildir, 1958'de çalışmaları sırasında kullandığı X ışınlarının neden olduğu yumurtalık kanserinden dolayı vefat etmiştir. Rosalind Franklin, kadınların iş hayatında neler başarabileceği konusunda bir ışık olmuştur. Kendisini saygıyla anıyorum.
2)DNA özellikleri nasıl belirliyor?
a)DNA'nın temel özellikleri
Genetik materyalin DNA olduğunu anladık. Peki DNA bilgiyi nasıl kodlayıp da bir özelliğe dönüşmesini sağlıyor bunu tartışalım. Öncelikle DNA çift zincirli sarmal bir yapıdadır. DNA'nın alt birimleri nükleotidlerdir. DNA'da 4 nükleotid vardır. Bunlar adenin, timin, sitozin ve guanindir. Bu nükleotidler aynı zincirde birbirlerine fosfodiester bağıyla bağlanır. Bu bağ güçlü kovalent bir bağdır ve zincirlerin sağlamlığını sağlar. Farklı iki zincirdeki karşılıklı nükleotidlerin arasında zayıf hidrojen bağları bulunur. Bu bağların zayıf olmasının amacı replikasyon (DNA eşlenmesi) ve transkripsiyon (mRNA sentezi) sırasında zincirlerin kolayca ayrılabilmesini sağlamaktır. Ancak bu hidrojen bağları bir araya gelince kuvvetli bir güç olurlar. Bu da zincirlerin birbirine sıkı bağlanmasını sağlar ve DNA'yı stabil kılar. Hidrojen bağları bu yüzden hücre için oldukça ekonomiktir.
Öncelikle DNA'da belli büyüklükteki nükleotid dizilimlerine bir isim verilir. DNA'da belli bir fonksiyon görmek amacıyla transkripsiyon sonucu RNA'ya dönüşen nükleotid dizilerine gen denir. Genler belli denetim mekanizmalarına tabidir. Genlerin içindeki nükleotidler de belli görevlere ayrılır.
Fotoğrafa bakacak olursak bir gende nükleotid dizilerinin belirli bölgelere ayrıldığını görebiliriz. Asıl kodlanacak kısımdan proteinler için gerekli olan mRNA sentezlenirken diğer bölgelerinden işlemin kontrolü yapılır. İşlem hızı, gerekliliği, baskılanması, aktifleştirilmesi ile ilgili çeşitli genetik bölgeler bulunmaktadır. Peki bu bölgelerin ne görev göreceği nasıl belli olmuştur? Buna şu açıklama getirilebilir. Bu bölgeye bağlanan proteinler hidrojen bağlarıyla bağlanır yani kusursuz bir bağ oluşumu gerekmektedir. Örneğin kontrol edici protein kontrol bölgesindeki uygun dizilime bağlanırken transkripsiyon enzimleri esas gen bölgesindeki başlangıç dizisine bağlanırlar. Yani mekanizmalar ve şifreler çeşitli kimyasal reaksiyonlarla uyumlu hale getirilmiştir.
c) Genin özelliğe dönüşümü
Bu dönüşüme temel olarak santral dogma ismini veririz. DNA önce transkripsiyon sonucu mRNA (mesajcı RNA) sentezler. Bunun sebebi DNA'nın çekirdeğin porlarından geçememesidir. Bu sebeple bilgisini mRNA aracılığı ile protein sentez organeli olan ribozoma iletir. Ribozomda mRNA okunur ve protein üretilir. Protein ise endoplazmik retikulum ve golgi'de işlenerek hazır hala getirilir ve işlev görür. Bu sayede özellik ortaya çıkar.
mRNA'daki üçlü nükleotid dizilerine kodon denir. Bu kodonlar ribozom tarafından okunur. Her kodonun karşılığında bir aminoasit vardır. Aminoasit proteinin temel yapıtaşıdır ve 20 çeşidi vardır. Bu çeşitlilik ve farklı dizilim kombinasyonları sayesinde çok çeşitli proteinler elde edilebilir. Aminoasitlerin ribozoma taşınmasını sağlayan ise tRNA'dır. tRNA kodonla hidrojen bağı yapmasını sağlayacak bir antikodon bulundurur. Bu sayede mRNA başarıyla okunur ve karşılığı olan aminoasit ribozoma getirilir.
Kodlanan polipeptid sonucu artık protein oluşmuştur ancak proteinler sadece tek boyutlu halde işlev göremezler. Proteinlerin primer, sekonder, tersiyer ve kuaterner denilen formları vardır. İşlev görebilmeleri için en az tersiyer formuna ulaşmaları gerekir. Bu sebeple de çeşitli işlemlerden geçerler. Endoplazmik retikulum ve golgide çeşitli işlemlerden sonra işlev görebilecekleri formlarına ulaşırlar.
Protein sentezlendikten sonra çeşitli tayin molekülleri ile işlev göreceği bölgeye gider. Yani artık genetik bilgi bir realite olarak ortaya çıkmış ve bir özellik olmuştur. Bu teorik bilginin pratiğe dökülmesine benzetilebilir.
3) Genetik nasıl kontrol ediliyor?
Bildiğiniz üzere genlerimiz her zaman görev görmez. Örneğin vücudumuza bir virüs girmeden antikor salgılamayız. Peki bu nasıl kontrol ediliyor? Demin de bahsetmiştim genleri baskılama ve aktifleştirme görevi gören proteinler var. Ancak elbette bu sadece kod üzerine oturan proteinler aracılığıyla olmak zorunda değildir. DNA normal hücre şartlarında proteinler (özellikle histon proteini) tarafından paketlenmiş durumdadır ve kromatin halindedir.
Genin mRNA'ya ifadesini sağlayabilmek için gerekli proteinler, DNA'nın etrafındaki paket yüzünden bunu yapamazlar. Yani gen her zaman ifade olunamaz. Bu aktif edici ve baskılayıcı proteinler nükleotidlerle etkileşime geçerek protein paketinin sıkılaşmasına veya gevşemesine neden olur. Yani anlayacağınız gen ifadesi oldukça sıkı kontrol altındadır. Örneğin nöronlarda belli genler baskı altındayken kalp hücrelerinde farklı genler baskı altındadır. Bu epigenetik modifikasyonlar sayesinde hücreler farklılaşır ve belli işlevler için özelleşir. Bu canlılık için oldukça önemlidir. Proteinlerin dışında bazı genetik elemanlar da önemli rol oynamaktadır. Bunlara örnek olarak miRNA'lar verilebilir. miRNA'lar mRNA ile belli yerlerde etkileşime girerek protein sentezini bloke edebilir. Yani genetik kontrol çok çeşitli şekillerde olabilmektedir. Biz bu kontrole epigenetik deriz. Yani DNA'nın kodlanmayan bölümünün işlevsiz olduğu zannedilirken aslında epigenetikle beraber çok önemli bir fonksiyonunun olduğu keşfedilmiştir.
Bu epigenetik modifikasyonlar sayesinde çevreye uyum sağlanabilir. Örneğin değişen çevre şartlarına göre bir bakteri epigenetik modifikasyonlar ile çevreye uygun bir genetik işleyiş elde edebilir.
Yani sonuç olarak bu maddeden çıkaracağımız genetiğin sadece DNA diziliminden ibaret olmadığıdır. Asıl önemli gen ifadesidir ve bunu kontrol eden çok çeşitli mekanizmalar vardır. Gen ifadesi protein sentez basamağında bile düzenlenebilmektedir.
4) Genetik üzerinde modifikasyonlar yapılabilir mi?
İnsan genom projesi ve genetik üzerine yapılan çeşitli araştırmalar sayesinde DNA işleyişi prensipleri hakkında detaylı bilgi sahibiyiz. Peki genetiği yapay olarak eğip bükebilir miyiz? Evet, hem teorik hem de pratik olarak genoma istediğimiz biçimi vermemiz mümkündür. Bunu anlamak için en basit örnek olan bakterileri inceleyelim. Bakteriler halkasal DNA'ya sahiptir.
Genleri restriksiyon enzimleri aracılığıyla kesip DNA'dan çıkarabiliriz. Ardından farklı bir geni uygun bir enzimle boşalan kısma ekleyebiliriz. Bu sayede bir gen modifikasyonu yapmış oluruz. Bir hücrede böyle bir gen değişikliği yapmamız özelliklerin değişimine neden olacaktır. Yani genetik müdahale edilebilir bir kavramdır. Ayrıca bahsettiğimiz bir kavram olan epigenetiğe de müdahale edebiliriz. Çeşitli miRNA'lar ve enzimler ile gen regülasyonunu kontrol edip çeşitli özellikleri açıp çeşitli özellikleri baskılayabiliriz. Bu aslında hem muhteşem hem de korkutucu bir güçtür.
5) Genetik modifikasyon örnekleri
Bu gen aktarımı sayesinde çeşitli canlılar modifiye edilebilmiş ve istenilen canlı örneklerinin oluşumu sağlanmıştır.Burada göreceğimiz üzere ateş böceğinden alınan ışımayla ilgili gen tütün bitkisine modifiye edilmiştir. Modifikasyon sonucu ortaya çıkan canlı örnekteki gibidir.
Ayrıca bazı balık türlerinin soğukta da yetiştirilebilmesi için alabalık geni modifikasyonu uygulanır. Soğuğa dayanıklılık geni sayesinde soğuk denizlerde bile belli balık türleri yetiştirilebilir.
6) Gelecekte neler mümkün olacak?
Geleceğin gerçekten heyecan verici olduğunu söylemek gerek. Hayvanlar üzerinde sağlanan gen transfer çalışmalarının insanlar üzerinde de başarılar sonuç vereceğine kesin gözüyle bakılıyor. Peki neler üzerinde çalışmalar yapılabilir? Örneğin deri pigmentiyle ilgili genlerle oynanarak ten rengi, göz pigmentiyle ilgili genlerle oynanarak göz rengi, saç pigmentiyle ilgili genlerle oynanarak saç rengi doğumdan önce belirlenebilir. Bu genler bilinmektedir ve çeşitli modifikasyonlarla bu özellikleri belirlemekte kontrol sahibiyiz. Potansiyel boy uzunluğu, kas gücü, zeka gibi çoğu özelliği doğumdan önce belirleyebiliriz.
Sonuç
Bu yazıda genel olarak genetik mekanizmalardan, bunlar üzerinden geliştirilebilecek teknolojilerden ve mevcut çalışmalardan bahsettik. Bilim ilerledikçe yavaş yavaş evrenin kontrolünü elimize alıyoruz. Akıl ve bilim tek rehberimiz olmalıdır. Yazımızı okuduğunuz için teşekkür ederim. Kendimizi anladıkça hayata daha geniş bir açıdan bakabileceğiz.
Kızlar & Erkekler Ne Diyor?
Cevap34
Cevap
Güzel bir araştırma olmuş, teşekkürler [:
Gelecekteki insanlar birbirine daha çok benzeyecek diyebiliriz o zaman. Bu gelişmelerle refah mutlaka artacaktır. Ancak biyoçeşitliliğin azalması yaşama duyulan heyecanı da azaltacak gibi.
Belki çeşitli yasalarla önlenebilir. Ancak klon ordular oluşacağını düşünüyorum.
Bir o kalmıştı zaten onu da yaparsak tamam. Keşke biraz da küresel ısınmaya dair bir şeyler yapsak Dünya gün geçtikçe kaynayan kazana dönüşüyor
Maalesef.
Gen transferleriyle yeni çalışmalar bu alanda büyük ümit ışığı oldu hayvan deneyleri yapıldı sindi artık insanda olacak bu yazı için teşekkürler
Rica ederim 🙂
epigenetik modifikasyonlar sayesinde çevreye uyum sağla konusunu biraz açar mısın
Çok güzel bence olmuş bu arada teşekkür ederim özellikle miRNA hakkında bir bilgim yoktu tam kavrayamadım ama daha çok araştırıp öğreniceğim.
Genetik araştırmaları hakkında deney yapmak eminim inanılmaz eğlencelidir ve bir o kadar da tehlikeli gibi de görünüyor yalan söyleyemem
Öncelikle teşekkürler. Evet genetik araştırmalar oldukça tehlikelidir orası doğru.
Epigenetik modifikasyonlara şöyle örnek verebilirim. Örneğin bir bakteri var ortamda. Oksijen bol ve bol bol solunum yapıyor. Ardından oksijeni kesiyoruz. Bakteri genetiğini değiştirebilecek durumda değil. Bu sefer oksijenli solunum için gerekli olan enzimlerin sentezlendiği genin aktivitesini azaltma ihtiyacı duyuyor. Bunun birden fazla yolu var. Ya histon paketini sıkılaştıracak ya genin promotor bölgesine inhibitör protein gönderecek ya da miRNA'lar yoluyla ribozomda sentezini baskılayacak.
https://images.app.goo.gl/EZrG2BPaxWZQRDpE8
Konuya meraklıysan bu kitabı okuyabilirsin.
Kaynak için teşekkür ederim :)
Şimdi daha iyi anladım epigenetiği peki ama son bir sorum var normal modifikasyon ile epigenetik modifikasyonun farkı nedir?
Normal modifikasyon direk genin üzerine etkiler sonucu oluyor. Radyoaktif işin göndermek, nükleotidi degistirmek, kesmek veya transpozon hareketleri gibi. Epigenetik modifikasyonda genin diziliminde ve anlamında bir değişim olmuyor. Sadece genin ifadesi değişiyor yani ne kadar aktif olduğu. Epigenetik modifikasyona en güzel örnek hücrelerin farklılaşmasıdır. Mesela kas hücresiyle sinir hücresinin DNA'sı tıpa tıp aynı ama farklı hücreler. Bunu sağlayan epigenetiktir 🙂.
Anladım teşekkür ederim
Sabırla cevap verdiğin için sağol. KS'de boş boş konuların yanında böyle içeriklerinde paylaşılması çok güzel :)
Rica ederim ne demek. KS aslında toplumumuzun bir özeti maalesef.
Evet katılıyorum. Umarım böyle konular popülerleşir zamanla
Çok güzel bence ama geno ve fenotip olarak genleri değiştirmek zaten mümkün bir şey sadece biraz bilgili olmak lazım bu konuda
#Mirliva
Teşekkürler. Evet benim de anlatmak istediğim de buydu aslında. Genler oynamaya oldukça müsait.
👍🏻👍🏻👍🏻
Ama misal ben mavi gözlü kız çocuğu istiyorum benim genlerim çekinik gen beraber hayat kuracağım kişi mutlak doğal mavi gözlü ve baskın gen olmak zorunda ki çocuk Mavi gözlü olsun aslında spesifik olarak rakam artıkça olma olasılığı da eşit miktarda atıyor
Aslında şöyle. Baskın gen olması gen aktivitesine bağlı. Yani gene genlerle oynayıp işi hallederiz.
Elbette ama gen işi biraz maliyet açısından aşırı yüklü bir oluşum keza ben hayatımı birleştirecegim bir hanımefendiden genetik dizilimi veyahut dna testi istediğim de zombi görmüş gibi kaçması çok saçma oluyor
😂. Evet maliyet açısından haklısınız.
Yani bir de zombi görmüş gibi kaçması çok saçma
Evet bence genetik test hastalıklar için de önemli.
Gel bunu kıza anlat
Öyle biriyle ilişki daha kötü bence baştan kurtulursun.
Bir bulsam mavi gözlü zaten kıtlık var bu konuda ülkemizde
Almanya'ya git Almanya'ya 😂
Kültür farkı var orada olmuyor ki denedim daha önce
Genetik bilimi çocukların hangi özelliklerini geliştirmeyi amaçlıyor?
Çeşitli konular var ancak bu teknolojinin ne kadar iyi niyetli kullanılacağı şüpheli. Askeri amaçlar doğrultusunda kullanılmasından korkuluyor süper asker gibi.
Amerikan hayali durdurulanaz süper asker ?
Aynen öyle.
Gen transferi ile mümkün olduğunu düşünüyorum
Haklısınız.
Genetik gelişim ülkemizde pek değer gormesede yurtdisinda büyük ölçüde ilerleme kat edildi
Evet inanılmaz ilerlemeler oluyor. Keşke ülkemizde de olsa.
Uzun bir bilgi olmuş. Faydalı içerik olmuş. Teşekkür ederim.
Rica ederim.
Bilim dünyası her gün yeni bir çığır açıyor gerçekten. Teşekkürler elinize emeğinize sağlık
Rica ederim 🙂
simon oradan bana marilyn monroe gibi kız çocuğu bir de brad pitt gibi bir oğlan sarar mısın
Hemen yolluyorum.
teşekkürler
Hastalıkları önlemek adına bir çalışmaydı aslında bu
Evet ancak teknik olarak özellik de değiştirebiliyoruz.
Güzel ve bol bilgi içeren bir bence olmuş. Teşekkürler.
Rica ederim :)
vay be tıp dünyasında neler oluyormuş. çok keyifli makaleydi teşekkür ederim
Rica ederim 🙂
Hehe hızlı hareket eden kıroya, kumpir ya da dondurma gibi, şundan da koy, bundan da biraz olsun, bitti mi, üstüne de sos alayım diyorsun.
Evet.
Evet olacak kesinlikle doktora gidip ben sarışın mavi gözlü bir kız istiyorum diyebileceksin
Çok uzun bilgi olmuş üşenmeden okudum teşekkürler güzel bilgiler için
Teşekkürler okuduğunuz için 🙂
araştırmalar bu yönde olsada ilk defa bilime inanmıyorum
Neden?
Güzel bir araştırma olmuş, teşekkürler.
Rica ederim şehzade Bayezid.
Emeğinize sağlık iyi paylaşım olmuş
Teşekkürler 🙂