Hücre Bölünmesi ve Kalıtım: Nisan 2012

Mendel deneylerini yaparken bezelye bitkisinden faydalandı. Mendel, bezelye bitkilerinin tohum sekli (buruşuk, düz), tohum rengi (sari, yeşil), bitki boyu (kısa, uzun) gibi özelliklerinin bir sonraki kuşağa nasıl aktarıldığını incelemiştir.

Mendel'in yaptığı bu çalışmaya benzer çalışmalar, daha önceden de yapılmıştı. Ancak, Mendel'in çalışmalarının diğerlerinden farkı, elde ettiği sonuçları olasılık hesaplarından faydalanarak ifade etmesidir.

Karakter: Türler arası ve tür içi bireylerin çeşitliliğine sebep olan özelliklerdir. Saç rengi , kan gurubu , boy vb..ikiye ayrılır

Kalıtsal karakterler: Genler üzerinde nesilden nesile aktarılan karakterlerdir. Dil yuvarlama, burun şekli , kulak memesi yapışıklığı gibi

Kalıtsal olmayan karakterler: Sadece o canlıyı etkileyen karakterlerdir. Ağırlık , Bazı hastalıklar , Organ eksikliği vb

Mendel Niçin Bezelye Kullanmıştır?

*Kolay yetiştiriliyor olup yılda birkaç ürün (döl) alınması

*Şekil büyüklük ,renk gibi 20 değişik karakter barındırması

*Bezelyelerdeki dişi ve erkek organları taç yapraklar ile sarılıdır. Bu nedenle yabancı tozlaşma yapmaz.

*Bezelyeler homozigot yani saftır.

Kromozomlar ve Genler

Kromozomlar ve genler

Kromozomlar üzerindeki Belli bir karakteri gösteren gen bölgesi.

*Aynı özelliğin oluşmasını sağlayan genler homolog kromozom çiftinin karşılıklı bölümlerinde yer alır.

*Karakterlerin oluşmasını genler sağlar.

*Her gen bir özellikten sorumludur.

*Homolog kromozomdan insanda 23 çift vardır.

Mendel, bezelyelerle yaptığı çalışmalar sonucunda bezelyelerin bir kısminin kısa olduğu halde bir kısminin uzun; bazılarının buruşuk
tohumlu, bazılarının düz tohumlu olduğunu gördü.

Üstteki resimde görüldüğü gibi bezelyelerin bazıları uzunken bazıları kısa idi. Mendel uzun bezelye ile kısa bezelyelerin saf döllerini tozlaştırdığında birinci kuşağın tümünde uzun bezelyeler elde etti.Birinci kuşakta elde ettiği bezelyeleri kendi aralarında tozlaştırdığında ise oluşan bezelyelerin 3/4'ünün uzun , 1/4'ünün ise kısa olduğunu gördü. Mendel, yaptığı bu çalışmalarda bezelyelere ait farklı özelliklerin(tohum sekli, çiçek rengi gibi) birinci kuşaktan ikinci kuşağa nasıl aktarıldığını göstermiş ve kalıtımın temel ilkelerini keşfetmiştir. Saç rengi, saç sekli, göz rengi, dil yuvarlama gibi özellikler çevremizdeki bireyler arasında farklılık göstermektedir. Bu özellikler kalıtsal özelliklerdir. Kalıtsal özellikler canlılarda bir önceki kuşaktan bir sonraki kuşağa aktarılan özelliklerdir.

Kromozomlarda kalıtsal özelliklerimizi belirleyen gen adi verilen yapılar bulunur. Her organizma türü kendine özgü sayı ve çeşitte genlere sahiptir. Bu, canlıların özelliklerinin birbirinden farklı olmasını sağlar. Genler sizi dünyada essiz yapar. Ayni özellik üzerine etki eden genler kromozom çiftinin ayni bölgelerinde bulunur. Kulak memesinin ayrık olma özelliğini taşıyan gen kulak memesinin yapışık olma özelliğini taşıyan gene göre daha baskındır. Kulak memesinin yapışık olma özelliğini taşıyan gen ise çekiniktir. ilk kuşakta kendi özelliklerinin ortaya çıkmasına neden olan genler (Dominant) baskın genlerdir. Baskın genle birlikte bulunduğu zaman kendi özelliğini gösteremeyen genler ise (Resesif) çekinik genlerdir. Genler harflerle ifade edilir. Büyük harf baskın geni, ayni harfin küçüğü çekinik geni temsil eder. Örneğin bezelyelerde sari tohum rengi baskın ve yeşil tohum rengi çekinik olduğundan bezelyelerdeki kalıtımda sari rengi göstermek için "S", yeşil rengi göstermek için de "s" kullanılır. Bu özellikleri belirleyen genler çiftler halinde bulunduğu için onları temsil eden harfler de çiftler halinde gösterilir. Aşağıdaki tabloda genlerin bu şekilde gösterimi yer almaktadır.

Bir canlının genetik yapısına bağlı olarak çevrenin de etkisiyle ortaya çıkan görüntüsüne fenotip adi verilir. Bir canlının fenotipinin
meydana gelmesini sağlayan genetik yapıya da genotip adi verilir. Aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi tohum rengi bakımından fenotipi sari olan bir bezelyenin genotipi SS veya Ss; fenotipi yeşil olan bir bezelyenin genotipi ise ss şeklindedir.

Üstteki resimde uzun ve kısa boylu bezelyelerin çaprazlanması sonucu oluşan bezelyelerin fenotip ve genotipleri görülmektedir. Çaprazlama sonucu ;

Birinci kuşakta fenotipi uzun boylu, genotipi "Tt" olan bezelyeler ortaya çıkmıştır.

Bu bezelyeler birbirleriyle çaprazlandığında ise;

İkinci kuşakta fenotipi üçü uzun, biri kısa boylu olmak üzere dört yavru bezelye bitkisi oluşmuştur.

Fakat genotiplerini incelediğimizde uzun boylu bezelyelerden birinin genotipi "TT", diğer i tt ikisinin ise "Tt"dur.

Kisa boylu bezelyenin genotipi ise "tt"dur. Bu gösterimdeki "TT" ve "tt" birbirine benzeyen iki genden oluştuğu için bunlara(Homozigot)saf döl adı verilir.

"Tt" ise bir baskın bir çekinik genden oluştuğu için (Heterezigot) melez döl olarak adlandırılır.

Öyleyse saf döllere ait tek özelliğin aktarımında ilk kuşakta baskın özelliğin ortaya çıkma olasılığı %100'dür.

Vücut ve Üreme Hücrelerinde Kromozom sayısı

Vücut Hücrelerinde Kromozom sayısı= 44(Vücut Kromozomu) + 2( Cinsiyet Kromozomu)
Vücut Hücrelerinde Kromozom sayısı= 44 + XX veya XY olabilir
Üreme Hücrelerinde ( Sperm, Yumurta ve Polen)=22(Vücut Kromozomu) + 1( Cinsiyet Kromozomu)
Üreme Hücrelerinde ( Sperm, Yumurta ve Polen)=22+ X veya Y olabilir

Hayvanların büyük bir kısmında, dişiler, yapısal ve işlevsel olarak ayni olan bir çift kromozom taşır.
Vücut Hücrelerinde Dişilerin Kromozom sayısı= 44 + XX
Bu kromozom "X" kromozomu olarak bilinir.
Erkekler ise bir tane "X" kromozomu bir tane de, gerek yapı gerekse işlev bakımından farklı olan ve "X" kromozomundan daha küçük olan-bir "Y" kromozomu taşırlar.
Vücut Hücrelerinde Erkeklerin Kromozom sayısı= 44 + XY

Dikkat
*X kromozomunda Y den daha fazla gen bulunur.
*Dişi ve erkek bireylerin vücutlarındaki farklılık eşey kromozomu olan X ve Y deki genlerin farklı olmasından kaynaklanır.
*Dişilerde yumurta 22+X iken Erkeklerde bulunan Üreme ana hücresinin mayoz bölünme sonucu oluşan Spermler 2 çeşittir Bunlar 22+X ve22+Y dir
*22+X li sperm 22+X li yumurta ile birleşirse 44+XX yani dişi birey oluşur.
*22+Y li sperm 22+X li yumurta ile birleşirse 44+XY yani Erkek birey oluşur.
*Çocuğun kız veya erkek olası babadan gelen spermin taşıdığı cinsiyet kromozomu olan X veya Y ye bağlıdır.
"Bir ailenin iki erkek çocuğu vardır. Tekrar çocuk sahibi olmak isteyen bu ailenin kız çocuğu sahip olma olasılığı nedir?"

Örnek 1;

Yukarıda üçgen ve daire ile gösterilen genlere sahip anne ve babanın çocuklarının kulak şekiller verilmiştir.Bu tablodan aşağıdaki yorumlar yapılabilinir.
*Anne ve Baba Heterezigot yani melez döldür.
*Daire geni Üçgen gene baskındır.
*1.2.3. çocuklar ayrık kulak fenotipine sahiptir.
*4. Çocuk yapışık kulak fenotipine sahiptir.
*1. ve 4. çocuklar homozigot yani saf döldür.
*2.ve 3. Çocuklar Heterezigot yani melez döldür.
*Bu anne ve babanın Yapışık kulaklı çocuklarının olma olasılığı %25 veya 1/4 dür.
*Bu anne ve babanın Ayrık kulaklı çocuklarının olma olasılığı %75 veya 3/4 dür.
*Bu anne ve babanın Ayrık kulaklı kız çocuklarının olma olasılığı 3/8 dir.
*Anne ve Babanın fenetipi ayrık kulaklıdır.
*2.ve 3. Çocuklar aynı genotipe sahiptir.

Örnek 2;

Yukarıdaki şekilde anne ve babadan olan çocukların kan gurupları gözükmekte. Buna göre anne ve babanın kan gurupları hakkında nasıl yorumlar yapılabilir?
*Doğukan OO kan gurubu olduğuna göre anne ve babada mutlaka O kan gurubu var demektir.
*Batıkan AB kan gurubu olduğuna göre anne ve babanın her birinde A ve B mutlaka bulunmalıdır.
*Buna göre Baba AO olsa Anne BO olsa Doğukanın O Batıkanın AB olma olasılığı vardır diyebiliriz.

Örnek 3;
Heterezigot yani melez döl Siyah saçlı Ahmet ile Sarı saçlı Ayşe'nin sarı saçlı kız çocuklarının olma olasılığı nedir? (Siyah saç sarı saça baskındır)

Baskın Siyah saçı S
Çekinik Sarı saçıda s ile gösterelim

Heterezigot yani melez döl Siyah saçlı Ahmet diyerek Ahmetin genotipi hakkında bize bilgi vermişlerdir.
Ahmet in genotipi Ss dir .

Sarı saçlı Ayşe demesi bize yeterli bilgiyi vermiştir. Şöyle de diyebilirdi Sarı saçlı homozigot yani saf döllü Ayşe ama Ayşe'nin saçlarının sarı olabilmesi için ancak homozigot olması gerektiğini biliyoruz.
Ayşenin in genotipi ss dir .

Ss x ss çaprazlaması ile Ss-Ss-ss-ss genotipleri oluşur.

Buradan çocuklar 1/2 oranında siyah saçlı 1/2 oranında da sarı saçlı olur.
Yanlız bize kız çocuk olma oranını sorduğundan 1/2 sarı saçlı olma oranı kızın yanında 1/2 lik erkek de olma oranı ile çarpılarak 1/4 olur.
Yani Sarı saçlı kız olma oranı 1/4 olur.

Genetik hastalıklar

Genetik Hastalıklar

Renk Körlüğü

Renk körlüğü, X kromozomunda bulunan ve çekinik genle taşınan genetik bir hastalıktır.
Örneğin kırmızı-yeşil renk körlüğünde insanlar kırmızıyı yeşilden ayıramamaktadır. Bu insanlar üstteki resimde gizli olan figürü göremezler.

Orak Hücreli Anemi

Bir diğer genetik hastalık da orak hücreli anemidir. Bu hastalık da çekinik bir genle taşınır. Bu hastalığa yakalanmış kişilerin alyuvarları değişikliğe uğrayarak resimde görüldüğü gibi orak sekline dönüşür ve alyuvarların yeterli miktarda oksijen taşımasını engeller.Ayrıca bu hücreler küçük kan damarlarını tıkayarak bazı organların ya da dokuların yeterli oksijen almasını engeller. Eğer anne ve babamız bu hastalığın genlerini taşıyorsa ve her ikisinden de bu hastalığın genleri bize geçmişse orak hücreli anemi hastalığı bizde ortaya çıkar.

Hemofili

X kromozomu üzerinde bulunan ve yine çekinik bir genin etkili olduğu, bir başka genetik hastalık da kanın pıhtılaşmaması hastalığıdır. Bu hastalığa hemofili denilmektedir. Bu hastalıkta kanın pıhtılaşmasını sağlayan protein üretilemez. Çok küçük bir yaralanma ve sıyrıkta veya iç kanamalarda akan kanın uzun süre durdurulamaması sebebi ile kişinin yasamı sona erebilir.

Down Sendromu

Üstte Down sendromu olan iki çocuğun fotoğrafı görülmektedir. Down sendromlu kişiler geniş elli, kısa parmaklı, tıknaz vücutludurlar ve bu bireylerde zeka geriliği görülür. Down sendromlu bireylerin vücut hücrelerinde 46 kromozom yerine 47 kromozom bulunmaktadır. Kromozom sayısındaki fazlalık bu hastalığa yol açmaktadır.

Bunların dışında başka genetik hastalıklar da vardır.
Genetik hastalıkların ortaya çıkış sebebi ne olabilir?
Bu hastalıkların ortaya çıkısında akraba evliliğinin rolü olabilir mi?

Dikkat;

Balık pulluluk , yapışık parmaklılık ve kulak kıllılığı Y eşey kromozomu ile taşınır.
Y kromozomu ile aktarılan karakterler; Sadece erkeklerde görülür. Hasta babanın bütün erkek çocukları hastadır. Genlerin baskınlığı veya çekinikliği önemli değildir. Çünkü etkilerini örtecek başka bir alel gen yoktur.

Akraba evliliği

Akraba evliliği, aralarında kan bağı bulunan bireylerin evlenmesidir. Akraba evliliklerinin yapıldığı ailelerde genetik hastalıklar daha çok görülür. Bunun sebebi, yakin akrabaların genetik yapılarının birbirine benzemesidir. Bu da bu tür hastalıkları
taşıyan genlerin bir araya gelme olasılığını arttırır. Örneğin Akdeniz anemisi hastalığı taşıyıcısı ve akraba olan bireylerin
evlendiklerinde hasta çocuklarının olma riski akraba olmayan bireylere göre daha yüksektir. Bu nedenle özellikle yakin akraba
evliliğinden kaçınılması, akraba evliliği yapmış olanların ise mutlaka genetik tarama testleri yaptırması gerekir.Günümüzde genetik hastalıkları önlemeye ve ailelere sağlıklı çocuklar kazandırmaya yönelik çalışmalar yapılmaktadır. Bu amaçla tedavisi henüz mümkün olmayan genetik hastalıklar, gebeliğin erken safhalarında saptanabilmektedir. Ayrıca herhangi bir genetik hastalık
için risk taşıyan ve çocuk sahibi olmaktan kaçınan ailelere sağlıklı çocuk sahibi olma imkanı sağlanmaktadır.

Mayoz bölünme

Mayoz Bölünme

Dişi eşey hücresi (yumurta) ile erkek eşey hücresinin (sperm) birleşmesiyle oluşan zigottan yeni bir canlının meydana gelmesi olayıeşeyli üreme olarak adlandırılır. Eşeyli üremede dişi ve erkek bireyin genetik özellikleri yavrulara aktarılır. Kalıtsal özelliklerin yavrulara aktarılabilmesi için canlılarda mitozdan farklı bir hücre bölünmesi gerçekleşir. Mayoz olarak adlandırılan bu bölünme sonucunda üreme hücreleri oluşur.
Mayoz, 1. mayoz ve 2. mayoz olmak üzere iki aşamada gerçekleşir. Her iki aşamada aşağıdaki semada görüldüğü gibi birbirini takip eden evrelerden oluşmaktadır.
1. mayozda kromozomlar kısalıp kalınlaşmaya baslar. Biri anneden diğeri babadan gelen ayni büyüklük, sekil ve kalıtsal özelliklere sahip olan kromozom çiftine homolog kromozom adi verilir. Hayvan hücresinde mayozun şematik gösterimi ile ilgili aşağıdaki semayı takip ederek üreme hücrelerinin mayoz sonucu nasıl oluştuğunu inceleyelim.

Mayoz, bitki ve hayvanlarda üreme hücrelerinin oluşmasını sağlar. Oluşan üreme hücreleri n sayıda kromozom içerdiği için, döllenme sonucu oluşan zigot 2n kromozoma sahiptir. Bu şekilde, canlılarda nesiller boyunca kromozom sayısının sabit kalması sağlanır. Ayrıca mayoz sırasında gerçeklesen parça değişiminden dolayı oluşan hücreler ana hücreden farklı genetik yapılara sahip olur. Genetik yapıdaki bu farklılık canlıların birebirinden farklı özellikler göstermesine neden olarak tür içinde çeşitliliği sağlar. Çeşitlilik, ayni türün bireylerinin kalıtsal yapısının farklı olmasıdır.
Mitoz ve mayozu birbirinden ayıran özellikler nelerdir? Bu özellikleri aşağıdaki tabloyu inceleyerek görelim.

Mayoz bölünme etkinlikleri

Mayoz bölünme bulmaca

Mayoz Bölünme Nasıl Gerçekleşir?

Mayoz Bölünme evrelerinin animasyonlu anlatımı

DNA ve Genetik Kod

Genetik özelliklerimiz hücrelerimizdeki çekirdeğin içinde bulunan kromozomlarda taşınır. Kromozomlar DNA ve özel proteinlerin birleşmesiyle oluşur
DNA, hücrenin yönetici molekülüdür ve beslenme, solunum, üreme gibi canlılık faaliyetlerini yönetir. DNA'nın yapısında kalıtsal özelliklerimize etki eden yapılar bulunur. Bu yapılar genlerdir. Kalıtsal bilgiler genler tarafından taşınır.

Bilim insanları James Watson (Ceyms Vatsin) ve Francis Crick (Firensis Kirik) birlikte çalışarak üstte görülen DNA'nin yapısını temsil eden modeli hazırlamışlardır.

Nükleotitler DNA'nın temel yapı birimleridir. Bir nükleotidin yapısında aşağıdaki gibi fosfat, seker ve organik baz bulunur. Organik bazlar adenin (A), timin (T), sitozin (C) ve guanin (G)'dir. Nükleotidler hangi organik bazı içeriyorlarsa o bazın ismiyle adlandırılırlar.

*Nükleotitin yapısında bulunan şeker 5 karbonlu olup Deoksiriboz şekeridir.
*Fosfatlar DNA ya asitsi özelliği kazandırırlar.
*Nükleik asitler iki çeşittir. DNA ve RNA dır.
*Her bir Nükleik asidin (DNA) yapısındaki 4 çeşit nükleotidin farklı sıra , miktar ve farklı kullanımı sonucu farklı kalıtsal şifrelere sahip nükleik asitler (DNA) oluşur.
Örneğin adenin bazını içeren nükleotit "adenin nükleotit", guanin bazını içeren nükleotit "guanin nükleotit" olarak adlandırılır.

DNA'da, nükleotidler bir iplik oluşturacak şekilde bir araya gelirler. Bu iplikte her zaman adeninin karşısına timin, sitozinin karsısına guanin nükleotiti gelir.
DNA, iki iplikten veya zincirdenoluşur. Üstteki şekilde görüldüğü gibi birbirinin etrafında dolanan bu iplikler, DNA'nın bükülmüş bir merdiven gibi görünmesine sebep olur.
*DNA da Guanin nükleotit ile Sitozin nükleotit arasında 3 adet hidrojen bağı vardır.
*DNA da Adenin nükleotit ile Timin nükleotit arasında 2 adet hidrojen bağı vardır.
Bu Hidrojen bağları ile bağlanmış yapıya ikili sarmal olarak adlandırılır. Bu iki zincirin birleşmesi ile DNA oluşur.
Çevremize baktığımızda canlıların birbirlerinden ve diğer canlı türlerinden farklı olduğunu görüyoruz. Bir insanin, tırtılın, domatesin, hidranın; kısacası bütün canlıların her birinin hücrelerindeki yönetici molekül DNA'dır.

Canlıdan organik bazlara doğru sıralanış yukarıda verilmiştir.

Hücre bölünmesi öncesinde hücredeki DNA molekülü miktarı iki katına çıkar. Bu olaya DNA'nın kendisini eşlemesi adi verilir.
DNA'nin kendisini nasıl eslediği üstteki şekilde görülmektedir.
DNA kendini eşlerken önce
*DNA'nın iki ipliği bir enzim yardımı ile birbirinden ayrılır. Aralardaki hidrojen bağları kopar.
*Daha sonra sitoplazmada serbest halde bulunan nükleotidler çekirdeğin içerisine girer ve DNA'nın açılan kısmındaki nükleotidlerle eşleşir.
*Bu esleşme sırasında, adenin nükleotitin karsısına timin nükleotit, sitozin nükleotitin karsısına da guanin nükleotit gelir.
*Sonuçta başlangıçtaki DNA molekülünün aynisi olan bir DNA molekülü daha oluşur.
DNA, hücre bölünmesi sırasında kendini eşleyerek yapısında bulunan bilgilerin yeni oluşacak yavru hücrelere geçmesini sağlar. Bütün canlılarda DNA molekülü adenin, timin, sitozin ve guanin bazlarından oluşmasına rağmen nükleotitlerin sayısında ve dizilisindeki farklılıklar canlıların birbirinden farklı olmasını sağlar.

Kromozomlar DNA'ları, DNA' lar da genetik özellikleri belirleyen genleri taşır. Genler ise nükleotidlerden oluşur.
Tahtaya yazılan bilgileri defterimize geçirirken bazı hatalar yapabiliriz. Benzer şekilde DNA molekülü de kendisini eslerken hatalar oluşabilir.

Mutasyon
DNA dizilimindeki bu değişiklik, farklı genetik özelliklerin ortaya çıkmasına sebep olabilir. Bazen, hücre bölünmesi sırasında kromozomların sayısında artma ya da azalma şeklinde değişiklikler de olabilir. DNA dizilimindeki ve kromozomlardaki değişikliklermutasyon olarak adlandırılır.
Radyasyon , bazı kimyasal maddeler , ilaçlar ve güneş ışığı mutasyona sebep olabilir: Örneğin, gebelik döneminin ilk aylarında röntgen filmi çektirmek bebekte mutasyona, dolayısıyla gelişim bozukluklarına sebep olabilir.
Mutasyonlar,
*Hem vücut hem de üreme hücrelerinde oluşabilir.
*Üreme hücrelerinde görülen mutasyonlar dölden döle geçme özelliğine sahiptir.
*Vücut hücrelerinde görülen mutasyonlar ise ancak eşeysiz üreme gösteren canlılarda dölden döle geçebilir.
*Mutasyonların etkileri olumlu veya olumsuz olabilir. Örneğin bitki üreme hücrelerinde görülen mutasyon sonucu bitkilerin
büyüklüğü ya da tohumlarının sayısında değişiklik oluşabilir.
*Diğer taraftan zararlı mutasyonlar da vardır. insanların genlerinde meydana gelen bazı mutasyonlar farklı hastalıkların ve genetik bozuklukların ortaya çıkmasına sebep olmuştur. Örneğin; hemofili, orak hücreli anemi, albinoluk, alti parmaklılık, Down sendromu gibi rahatsızlıklar, mutasyon sonucu ortaya çıkmıştır.
*Ayni şekilde, bazı mutasyonların kansere sebep olduğu da bilinmektedir.

Modifikasyon
Çuha çiçeği ortam sıcaklığı 15-25 ^oC arasındaki bir ortamda yetiştirilirse çiçeklerin rengi kırmızı, 25-35 ^oC arasındaki bir ortamda yetiştirilirseçiçeklerinin rengi beyaz olur.
Arı ve karıncalarda larvaların beslenme koşulları değiştiğinde vücut şekilleri ve davranışları değişir. Ari larvaları çiçek tozuyla
beslendiğinde isçi arılar, ari sütüyle beslendiğinde ise kraliçe ari oluşur.
Çuha bitkisi, ari ve karıncalarda görüldüğü gibi çevre şartlarının etkisiyle canlılarda ortaya çıkan ve kalıtsal olmayan değişiklikleremodifikasyon adi verilir. Spor yapan kişilerde kasların gelişmesi, yazın güneşli günlerde teninizin bronzlaşması da modifikasyona örnektir.
*Kalıtsal değildir. Nesilden nesile aktarılmaz.
Tek yumurta ikizlerinde genetik yapı aynidir. Bu ikizler farklı çevre şartlarında yetiştiklerinde farklı özellikler gösterirler.Bu modifikasyona örnektir.

Genetik Mühendisliği
Genetik Mühendisliği ve Biyoteknoloji Gelecekte, canlıların genetik yapılarının değiştirilmesiyle raf ömrü uzun, zararlı böceklere dayanıklı bitkilerin üretilebilecektir.
Genetik mühendisliğinin uygulamaları, insanlığın başta sağlık ve gıda olmak üzere birçok problemini çözmek ümidiyle günümüzde hızlı bir şekilde ilerlemektedir. Birçok genetik mühendisi, genlerle ilgili anormallikleri düzeltmek üzere çalışmalar yapmaktadır. Bunlarla öncelikle üreme hücrelerindeki zararlı genlerin gelecek kuşağa aktarılmasını önlemek amaçlanmaktadır. ilk genetik mühendisliği uygulamaları bitkilerin direncini artırmak amacıyla yapılmıştır. ilerleyen yıllarda DNA parmak izi, klonlama, gen tedavisi gibi çalışmalarla bu alandaki araştırmalar devam etmiştir. DNA'larımızda yer alan bazların dizilimi hepimizde farklılık gösterir. Belirli tekniklerle bu dizlimin, tıpkı mürekkebe bastırılmış parmak izi gibi bir izinin çıkarılması işlemine DNA parmak izi adi verilir. Klonlama ise DNA'nın belirli bir bölümünün, genellikle de bir genin kopyasını oluşturmak için kullanılan bir yöntemdir. Gen tedavisi; hastalara tedavi edici genleri aktararak ya da zararlı olan genleri etkisiz hale getirerek kronik sağlık problemlerini çözmektir. Ayrıca tarım ve hayvancılıkta daha fazla ve kaliteli ürün elde etmek için, türlerin ıslahı konusunda çeşitli çalışmalar yapılmaktadır. Genetik uygulamalar, yediğimiz bitkilerde birçok değişime yol açmıştır. Su anda antibiyotikler, hormonlar gibi kimyasal maddelerin üretiminde kullanılmak üzere bazı bitkilerin genetik yapısı değiştirilmektedir. Mikroplara ve böceklere karsı dirençli olacak şekilde geliştirilmiş bitki çeşitleri, genetik mühendisliği uygulaması sonucu oluşan ürünlerdendir. Genetik mühendisliğindeki gelişmelerin olumlu sonuçları tüm dünyada takdirle karşılanmakta ve bu konudaki geleceğe yönelik beklentileri artırmaktadır.Genetik mühendislerinin uygulamaları bazı problemleri de beraberinde getirmektedir. Örneğin genetik mühendisliği çalışmaları sonucunda zararlı bir böceğe karşı direnç kazanmış bir bitki üretildiğini düşünelim. Bu bitkinin polenleri zararlı böceğe karşı direnç oluşturan genleri taşır. Bu genleri taşıyan polenler de yakında büyüyen yabani bitkilere ulaşabilir. Genin bu şekilde yayılımı böceklerin yabani bitkilerle beslenmesini engelleyeceğinden ekosistem içindeki besin ağını bozabilir. Biyoteknolojik yöntemlerle, canlı hücreleri kullanarak endüstri ve tip alanında kullanılmak üzere çeşitli maddeler üretilir. Kanser, AIDS gibi birçok hastalığın tedavisi ve önlenmesinde kullanılacak genetik ürünlerin elde edilmesi, büyüme geriliği gibi sorunlara çare olacak ya da bulaşıcı hastalıklara karşı koyacak proteinlerin üretimi, hasar görmüş beyin hücrelerinin ve omuriliğin onarımı, vitamin tabletleri, meyveli yoğurt üretimi biyoteknoloji uygulamalarına verilebilecek örneklerdendir.

DNA ve Genetik Kod etkinlikleri

bulmaca

Kim Mendel Olmak İster? Bilgi Yarışması

DNA ve Eşlenmesi

DNA daki Eksiklikleri Tamamlayalım

DNA ve özellikleri müzik parçası

Adaptasyon ve Evrim

Farklı ekosistemlerde yasayan canlılar çevreye uyum sağlamak için belirgin özellikler kazanmıştır. Canlıların belirli ortam koşullarında yasama ve üreme şansını artıran fiziksel yapılar, davranışlar gibi kalıtsal özellikler kazanmasına adaptasyon adi verilir. Canlılar beslenme, barınma, avlanma, üreme ve düşmanlarından korunma gibi yaşamsal faaliyetlerini sürdürebilmek için adaptasyon gösterirler. Örneğin deve kuşları çok hızlı koşabilmek için uzun ve güçlü bacaklara sahiptir. Penguenler perdeli ayakları sayesinde hızla yüzer ve deri altlarında depoladıkları yağ, soğuk ortamlarda vücut sıcaklıklarını korumalarını sağlar.
Ayni ekosistemde yasayan canlılar hayatta kalmak için benzer adaptasyonlar geliştirir.

Örneğin, sıcak iklimlerde yasayan türdeşlerinden farklı olarak kutup ayılarının dengelerini sağlayabilmek için bacak boyları kısadır ve ayakları geniş tabanlıdır.

Ayni şekilde, kutuplarda yasayan penguenlerin vücut yapıları da bu özellikler bakımından kutup ayıları ile benzerdir. Her iki hayvan türü de soğuktan korunmak için derilerinin altında yağ biriktirirler.
Bazı hayvanların kış uykusuna yatması, göç etmeleri, bitkilerin yapraklarını dökmesi birer adaptasyondur.
Soğuk bölgelerde yasayan canlılar gibi sıcak bölgelerde yasayan canlılar da yasadıkları bölgede hayatta kalabilmek için benzer adaptasyonlar gösterirler.

Örneğin çölde yasayan tilki, fare ve tavsanın kulakları ve kuyrukları uzun, vücut yüzeyleri geniştir. Bu özellikleri onların vücutlarındaki isi kaybını artırarak vücut sıcaklıklarını korumalarını sağlar. Sadece hayvanlar değil bitkiler de
adaptasyon gösterir.

Yine çöle özgü bir bitki olan kaktüsün yapraklarının diken seklinde, kıvrık ve tüylü olması, gövdesinde su depo etmesi bitkinin su kaybını azaltır.

Canlıların yasadıkları ortamlardaki değişimlere adaptasyonları, biyolojik çeşitliliğe katkıda bulunur.
Örneğin, ülkemizde ormanlarda doğal olarak yetişen meşe ağacının farklı birçok türü bulunmaktadır. Meşe ağaçları arasındaki bu çeşitliliği başka canlı türlerinde de görebiliriz.
Türlerdeki bu farklılık ve çeşitlilikler çok eski zamanlardan beri insanların dikkatini çekmişti. Ancak bu çeşitliliğin nedeni ve nasıl oluştuğu belirlenememişti. Bundan yalnızca iki yüzyıl öncesine kadar Dünya ve üzerinde yasayan canlıların değişmediği düşünülmekteydi. Ancak nesli tükenmiş türlere ait fosillerin bulunması, canlıların değişmediği fikri hakkında sorular sorulmasına ve bu konuda araştırmalar yapılmasına yol açmıştır.

Lamarck
Fosiller üzerinde çalışan Lamarck (Lamark),
*Çeşitli omurgasız hayvan türlerine ait fosilleri inceleyerek onları zaman sırasına göre dizmiştir.
* Sonunda bazı türlerin yavaş yavaş diğerlerine dönüştüğünü ve bu olayın günümüzde de devam ettiğini ileri sürmüştür.
*Lamarck'a göre canlı dünyası denizde yaşayan basit organizmalarla başlamıştı.
*Bu organizmalar daha sonra karaya geçmiş ve bu değişim bugünkü türler oluşuncaya kadar devam etmişti.
*Bu kurama göre canlı türlerinde görülen ve jeolojik zamanın ilk dilimlerinden başlayarak günümüzde de devam eden
değişimlere evrim adi verilir.
*Lamarck, türlerin yasadıkları çevreye daha iyi uyum sağlamak için evrim geçirdiğini savunur ve bu düşüncesini desteklemek için zürafa örneğini verir.

Ona göre, zürafanın boynu bozkırlardaki yaprakları yiyebilmek için sürekli olarak uzamıştır. Normalden daha uzun boyna sahip zürafalar bu özelliği yavrularına aktarmıştır. Bu nedenle Lamarck, "Bir organ fazla kullanılıyorsa gelişmesini sürdürerek, daha etkin bir yapı kazanır." görüsünü ortaya atmıştır. Kullanılan vücut bölümlerinin geliştiğini, kullanılmayanların ise köreldiğini savunmuştu. Eğer canlılar Lamarck'in görüşlerinde belirtildiği gibi bir evrim geçiriyor olsaydı, kaslarını geliştiren sporcuların çocuklarının da kaslarının gelişmiş olması gerekmez miydi?
Lamarek'in düşünceleri, türlerin evrimleşmesi konusunda başka araştırmalara da yol açmıştır.

Darwin
Darwin (Darvin) ve Wallace (Valis) bu konuda araştırmaları olan diğer bilim insanlarıdır ve eş zamanlı olarak benzer sonuçlara ulaşmışlardır.
Darwin, temel olarak iki fikri ileri sürmüştür.
*Birincisi, türler içerisinde sayısız varyasyon (tür içindeki çeşitlilikler) bulunmaktadır. Bu varyasyonların büyük bir çoğunluğu genetiktir.
*ikincisi ise doğal seçilimdir. Yaşamsal faaliyetler için gerekli besin, su, barınak, ışık gibi faktörler canlılar arasında yasam mücadelesine neden olur. Bu savaşta basarili olanlar yaşamını sürdürürken, ortam koşullarına uyum sağlayamayanlar ise yok olur.

Varyasyon, genetik biliminde kullanılan bir terimdir ve "çeşitlenme" demektir. Bu genetik olay, bir canlı türünün içindeki bireylerin ya da grupların, birbirlerinden farklı özelliklere sahip olmasına neden olur.

Köpeklerdeki Varyasyon
Örneğin yeryüzündeki insanların hepsi temelde aynı genetik bilgiye sahiptirler, ama bu genetik bilginin izin verdiği varyasyon potansiyeli sayesinde kimisi çekik gözlüdür, kimisi kızıl saçlıdır, kimisinin burnu uzun, kimisinin boyu kısadır.

Darwin doğal seçilim sonucu yeni türlerin ortaya çıkabileceğini ifade etmiştir. 1800'lü yılların ortasına kadar İngiltere'de yasayan güve kelebekleri açık renkliydi.Ağaç gövdeleri de açık renkliydi ve likenlerle kaplıydı. Böyle bir ortamda güve kelebeklerinin kuşlar tarafından fark edilip avlanması zordu. Sanayi devrimiyle birlikte likenler ortadan kalkmış, ağaç gövdeleri ise kurumla kaplanmıştı.

1890'1i yıllara gelindiğinde bu yörede güve kelebeklerinin %98'i siyah renkliydi. Bu çevre şartlarına uyum sağlayan güve kelebeklerinin yasama şansı artarken diğerlerininki azalmıştır. Güve kelebeklerinde görülen bu durum doğal seçilime örnektir.

Mitoz Bölünme ve Eşeysiz üreme

Mitoz Bölünme

Hücre bölünmesi tüm canlılarda görülen bir olaydır. Bu olayın amacı hücre bölünmesinin gerçekleştiği canlı veya hücreye bağlı olarak yeni hücreler meydana getirmek, yenilenme ve büyümeyi sağlamaktır. Ayrıca bazı canlılarda yumurta ve sperm gibi eşey hücrelerini oluşturmaktır. Bir hücrenin bölünmesi için önce hücrenin belli bir büyüklüğe ulaşması gerekmektedir.

Hücre bölünmesi, bir hücreli canlıların çoğalması, çok hücreli canlıların büyümesi erkek ve dişi eşey hücrelerinin meydana gelmesi için gerekli bir olaydır. Hücre bölünmesi vücut hücrelerinde mitoz, eşey hücrelerini oluşturmak için mayoz olmak üzere iki farklı şekilde gerçekleşir.

Hücre mitoz sırasında birbirini takip eden farklı evrelerden geçer. Bu evreler sırasında çekirdeğin ve sitoplazmanın bölünmesiyle iki yavru hücre oluşur. Hücre bölünmesi öncesinde çekirdekte bulunan ve canlının kalıtsal özelliklerini taşıyan maddenin (kalıtım maddesi) birer kopyası yapılır. Bu kalıtım maddesi mitozun başlangıcında kromozom adı verilen yapılara dönüşür.

Hücre mitoz bölünme sırasında üstteki şekilde görüldüğü gibi birbirini takip eden farklı evrelerden geçer

Mitoz Bölünme de dikkat edilecek hususlar

Tek hücrelilerde çoğalma , çok hücrelilerde büyüme için kullanılır.

Yıpranan ve yaralanan hücrelerin iyileşmesi mitoz ile olur.

Oluşan hücrelerin Kromozom bilgisi aynıdır.

Büyüme sırasında mitoz bölünme hızlıdır.

Sinir, Sperm ve Yumurta hücrelerinde mitoz bölünme olmaz.

Bu evreler sırasında; ( Mitoz Evrelerinin Oluşum Sırası Önemlidir)

*Çekirdeğin ve sitoplazmanın bölünmesiyle iki yavru hücre oluşur.

*Hücre bölünmesi öncesinde çekirdekte bulunan ve canlının kalıtsal özelliklerini taşıyan maddenin (kalıtım maddesi) birer kopyası yapılır.

*Bu kalıtım maddesi mitozun başlangıcında kromozom adi verilen yapılara dönüşür.

*Mitozun ilk evresinde kromozomlar belirgin halde görülmeye baslar.

*Daha sonraki evrelerde hücrenin ortasında dizilen kromozomlar, hücrenin karşılıklı kutuplarına doğru hareket eder.

*Böylece oluşacak hücrelerin ikisi de kromozomların, dolayısıyla kalıtım maddesinin birer kopyasını almış olur.

*Bu şekilde çekirdek bölünmesini tamamlayan hücre, sitoplazma bölünmesine geçer.

*Sitoplazma bölünmesi sırasında hayvan hücresi ortadan ikiye boğumlanır ve mitoz bölünme tamamlanır.

Bitki hücresinde ise hücrenin ortasında ara lamel adi verilen bir yapı oluşarak hücre ikiye bölünür. Mitoz bölünmede, ana hücreden iki yavru hücre oluşur. Oluşan bu hücreler ana hücre ile ayni sayı ve özellikteki kromozomları içerir. Vücut hücreleri anne ve babadan gelen kromozom çiftlerine sahiptir. Bir takim halinde kromozom içeren hücreler "n" ile gösterilir. Bir takim (n) anneden, bir takim (n) babadan gelmek üzere iki takim kromozom bulunduran hücreler ise "2n" ile gösterilir. Örneğin insanların vücut hücrelerinin kromozom sayısı2n=46'dir. Öyleyse insanların vücut hücrelerinde 23 çift kromozom olduğunu söyleyebiliriz.

Kromozom sayıları ile canlıların büyüklüğü ve gelişmişliği arasında bir ilişki yoktur. Tablodaki bilgilerden yola çıkarak
kromozom sayıları fazla olan canlıların, örneğin kromozom sayısı 94 olan deniz yıldızının insandan daha gelişmiş olduğunu söyleyemeyiz.

Eşeysiz Ürem Şekilleri

Bölünerek çoğalma, vejetatif üreme ve tomurcuklanma Rejenerasyonla (Yenilenme) Üreme ,Sporla Üreme eşeysiz üreme şekilleridir.Eşeysiz üreme mitoz ile gerçekleşir.

Vejetatif Üreme

Bitkilerin dal, yaprak gibi kısımlarından yeni bir bitki meydana gelmesi "vejetatif üreme" olarak adlandırılır.

*Vejetatif üreme sadece bitkilerde görülür.

Gül ve söğütün kesilen dallarının toprağa dikilmesiyle yeni gül ve söğüt oluştuğunu görmüşsünüzdür.

Örnek: Gül ve söğüt Zambak, patates , Gözyaşı bitkisi

Tomurcuklanma İle Üreme

Hidra

Hidralarda görünen bu çoğalma sekli tomurcuklanma olarak adlandırılır. Ana canlı vücudunda üremeye yönelik oluşan çıkıntılaratomurcuklanma ile üreme denir. Deniz anası, sünger gibi canlılar da tomurcuklanarak çoğalır.

Örnek: Hidra , Süngerler ,Sölenterler, Deniz Anası , mercan gibi deniz hayvanları ile Mantarlardan Bira mayası

Bölünerek Üreme

Bazı canlılar da bölünerek ürer.

Amip

Örneğin amip belirli bir büyüklüğe ulaşınca fotoğrafta görüldüğü gibi bölünerek kendine benzer yavru amipler oluşturur. Ana canlıdan tamamen kendisine benzeyen yavru canlıların oluşması seklinde gerçeklesen bu olayda eşey hücreleri rol almaz.

*Bir hücreli canlılarda görülür.

*En Hızlı üreme şeklidir.

*Yemeklerin 1 gecede bozulması , Havuzun kısa sürede yosunlanmasının kaynağı olan bölünme şeklidir.

Örnek: Premasyum , amip ,Öğlena Bakteri ,alg ( Bir hücreli yosun)

Rejenerasyonla (Yenilenme) Üreme

planarya

Kuyruğu kopan bir kertenkelenin kuyruğunu yeniden oluşturması, denizyıldızının kopan kolunu yenilemesi mitozla gerçeklesen yenilenme olaylarıdır. Rejenerasyon (Yenilenme) ile üremedir.

Rejenerasyonla yenilenmeye örnek

*Karaciğerin kesilen yerinin onarılması

*Kopan kertenkele kuyruğunun çıkması

*Yaraların iyileşmesi , kırılan kemiklerin onarılması

Rejenerasyonla Üremeye örnek

*Planerya , Toprak solucanı , Deniz Yıldızı , Süngerlerde kopan parçalar ayrı ayrı canlıyı oluşturur.

Toprak solucanlarının birçok parçaya ayrılsa bile her parçasının tam bir solucanı meydana getirebileceğini biliyor muydunuz? insanlarda kemik iliğinden yeni kan hücrelerinin oluşması, kırılan kemiklerin onarılması, yaraların zamanla iyileşmesi de bir çeşit yenilenme değil midir?

Sporla Üreme

Sporla üremede ise üzeri sağlam bir örtü ile kaplı özelleşmiş hücrelerdir. Olumsuz çevre şartlarına iyi dayanırlar. Şartlar uygun hale gelince mitoz ile yeni canlıyı oluştururlar.

Örneğin: Kara yosunu, Eğrelti otu , Mantarlar

Verdiğimiz örneklerden de anlaşıldığı gibi mitoz, canlıların vücut hücrelerinde görülen bir bölünme seklidir. Çok hücrelilerde büyüme ve yenilenmeyi sağlarken tek hücrelilerde üremeyi sağlar.