Evrensel Ritim

Yaşamın Kodları: DNA, Gen ve Kromozom

08.04.2020
129
Yaşamın Kodları: DNA, Gen ve Kromozom

İnsanın yaşam macerası anne karnında zigot denilen tek bir hücreyle başlar. Bu tek hücre zamanla bölünür, farklılaşır ve nihayetinde bildiğimiz insan bedenini meydana getirir. Peki zigot denilen bu hücre baştan aşağıya insanı oluşturabilecek bilgiye nasıl sahip olabilir? İnsan vücudundaki 200 çeşit hücreyi düşünün; kaslar, sinirler, kemikler ve daha niceleri. Tüm bu hücreler tek bir hücreden köken alır. İşte zigot denilen bu hücre insan için yaşamın tüm kodlarına sahiptir ve bu kodları kendinden sonra gelen trilyonlarca hücreye aktarır. Zigot ve onun gibi bütün canlı hücreler son derece değerli olan bu kodları DNA adındaki bir yapıyla muhafaza eder. DNA bir kedinin kedi, bir sineğin sinek ve bir insanın insan olmasını sağlayan kodları barındırır. Tıpkı bir yemek tarifleri kitabı gibi bir canlının nasıl görüneceği, hangi yeteneklere sahip olacağı, hangi proteini sentezleyeceği bilgisi DNA üzerine özenle işlenmiştir. DNA’nın sahip olduğu bu kodlar hücrelerde özenle saklanır ve gelecek kuşaklara aktarılır. Peki basit bir bakteriden en gelişmiş yaşam formlarına kadar yaşamın kodlarını muhafaza edip, sonraki nesillere aktaran DNA bunu nasıl başarır? Nasıl olurda bilim adamlarının yazmak ve anlamak için binlerce sayfaya ihtiyaç duyduğu bilgileri birkaç mikronluk hücrelere sığdırır? Nelerden oluşur DNA?

DNA’nın Yapısı

DNA’nın günümüzde kabul gören modeli Watson ve Crick’in 1953 yılında yayınladıkları makaleyle ortaya konmuştur. Bu iki araştırmacı yaptıkları araştırmalar neticesinde DNA’nın çift zincirli ve nükleik asitlerden oluşan bir zincir yapısı olduğu sonucuna ulaşmıştı. DNA’nın bu modeline de “Watson Crick modeli” adı verilmiştir. DNA nükleotid adı verilen yapısal birimlerden meydana gelir. Her bir nükleotid bir deoksiriboz, bir fosfat ve bir azotlu organik baz grubu içerir. Bu üç grup yan yana bağlarla bağlanır ve nükleotid yapısı ortaya çıkar. Nükleotid yapısında dört farklı azotlu organik baz bulunabilir. Adenin, guanin, sitozin ve timin olarak adlandırılan bu bazlar, dört farklı çeşitte nükleotid oluşmasını sağlar. Bu nükleotidler alt alta fosfodiester bağıyla (şeker fosfat bağı) bağlanarak bir zincir oluştururlar. Bu zincirin karşısında ikinci bir zincir daha bulunur. İki zincirdeki karşılıklı nükleotidler belirli bir düzene uyarlar. Her zaman bir adenin nükleodi karşısında bir timin nükleotidi, bir guanin nükleotidi karşısına da bir sitozin nükleotidi gelir. Nihayetinde belirli bir nizama uygun bu iki zincir karşılıklı olarak hidrojen bağlarıyla birbirine bağlanarak bir sarmal oluşturur ve DNA’nın çift zincirli yapısı ortaya çıkmış olur. DNA’nın uzunluğu türden türe farklılık gösterir. İnsan DNA’sının yapısında yaklaşık 3 milyar nükleotid çifti bulunur ve bu nükleotidler yaklaşık 2 metre uzunluğunda bir DNA zincirini meydana getirirler.

DNA’nın yapısı

DNA’daki Kodlama Sistemi

DNA’daki kodlama sistemi bilgisayarların kullandığı dile benzetilebilir. Bilgisayarlar kendilerine yöneltilen girdileri 1 ve 0 rakamlarının art arda kombinasyonları şeklinde algılarlar. Yani bütün veri 1 ve 0’dan ibarettir. DNA ise veriyi kodlamak için dört farklı nükleotidi kullanır. Bu dört nükleotid çeşidinin art arda çeşitli sayı ve kombinasyonlarda dizilmesiyle DNA kodu oluşmuş olur. Yaklaşık 3 milyar nükleotid alt alta dizilerek tüm canlı hücrelerin ihtiyaç duyduğu bilgiyi en etkili şekilde kodlamış olur. Her hücrenin ve her canlının birbirinden farklı yapıda ve donanımda olmasını sağlayan da bu kodlardaki farklılıklardır.

Gen Kavramı

Genler DNA’nın anlamlı bölgeleridir. Peki ne demek anlamlı bölge? DNA’nın canlının doğuştan sahip olduğu bütün özellikleri kodladığını belirtmiştik. Örneğin insan saç rengini kodlayan DNA parçası belirli sayıda nükleotidin art arda sıralanmasıyla oluşur. İşte art arda dizili bu nükleotidlerin oluşturduğu kod grubu insanda saç rengini kodlayan geni meydana getirir. Saç renginden burun şekline kadar insanın sahip olduğu her karakter DNA da bir gen ile temsil edilir. İnsan DNA’sında toplam 20-25 bin gen bulunduğu düşünülüyor. Bu ise DNA’nın yaklaşık %1,5’ine denk gelmekte. DNA’nın geriye kalan %98‘lik bölümü ise çöp DNA olarak adlandırılan ve herhangi bir karakteri kodlamayan (ya da insanlığın henüz görevini çözemediği) bölümdür.

DNA’nın Hücredeki Konumu ve Kromozom Kavramı

DNA prokaryotik hücrelerde hücre sitoplazmasında bulunurken ökaryotik hücrelerde Nükleus içerisinde muhafaza edilir. Hücre sitoplazması ile DNA arasındaki bilgi transferi ise nükleus üzerindeki por adı verilen delikler vasıtasıyla gerçekleşir. DNA nükleus içerisinde dağınık bir halde bulunmaz. Özel proteinler kullanılarak DNA‘nın nükleus içerisinde organize olması sağlanır. DNA’yı paketlemek ve düzenlemek için histon adı verilen proteinler kullanılır. Histon proteinleri yardımıyla paketlenen DNA daha kısa olan kromotin ipliklere dönüşür. Normal bir ökaryotik hücre nükleusunda DNA kromotin iplikler şeklinde bulunur. Hücre bölünmesi sırasında ise kromotin iplikler bir araya gelerek daha kalın olan kromozom yapılarını oluşturur.

İnsan hücrelerinin sahip olduğu 46 kromozomun ikisi cinsiyet kromozomu kırk dördü otozomal kromozom olarak nitelendirilir ve “46, XY” veya “46, XX” şeklinde ifade edilir. Hücre bölünmesi sırasında kalıtsal materyalin hücreler arasında eşit paylaşılması önemlidir. İnsan üreme hücrelerinin oluşumu sırasında kromozomların hücrelere gerektiği gibi paylaştırılamaması sonucu sayısal kromozom bozuklukları olan anoploidiler ortaya çıkar. Down sendromu toplumda en sık görülen sayısal kromozom bozukluğudur.

DNA Replikasyonu

Bir hücre bölünerek sayısını iki veya dört hücreye çıkartacağı zaman (mitoz veya mayoz bölünme) kalıtsal materyali de iki katına çıkartır. Bu da aynı DNA’dan iki tane elde etmek yani DNA’yı eşlemek (veya replike etmek) anlamına gelir. DNA eşlenirken ilk olarak sahip olduğu iki zincir birbirinden adeta bir fermuar açılıyormuşçasına ayrılır. Bu ayrılmada DNA helikaz enzimi görev alır. Devamında, oluşan iki zincir yapısına DNA polimeraz enzimi ile çift zincirli olacak şekilde nükleotidler eklenir. Sonuçta DNA polimeraz tek zincirli iki yarım DNA’yı çift zincirli iki tam DNA ya dönüştürmüş olur. DNA ligaz ise oluşan DNA zincirlerini mühürler. DNA eşlenmesi kabaca bu şekilde gerçekleştikten sonra oluşan iki eş DNA zinciri bölünme sonucu oluşan 2 hücreye birer tane olacak şekilde kromozomlar vasıtasıyla paylaştırılır. Bu şekilde hücrenin sahip olduğu genetik bilgi yavru hücrelere kayıpsız aktarılmış olur.

BİR YORUM YAZIN

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.

Copyright-2020 Evrensel Ritim