GençVeteriner | Veteriner Hekimlik ve Evcil Hayvan Portalı

Veteriner Hekimlik Ders Notları => Ödevler => Konuyu başlatan: vethekim_01 - 16 Mart 2009, 15:37:29

Başlık: Mutasyonlar
Gönderen: vethekim_01 - 16 Mart 2009, 15:37:29

Mutasyon: Çevre koşullarının etkisiyle canlının genotipinde meydana gelen ani ve kalıtsal değişmelere bağlı olarak fenotipinde de meydana gelen değişikliktir. Mutasyon, etki ettiği canlının karakterinde ve o canlının içerisinde bulunduğu popülasyonda bariz farklılığa neden olur. Mutasyon bütün canlılarda görülebilen ve genetik çeşitliliğe sebep olan önemli bir olaydır. Mutasyonlar kendiliğinden olduğu gibi deneysel olarak da meydana gelebilir. Mutasyona neden olan etkene mutagen (mutajen) mutasyona uğrayana ise mutant denir. Radyasyon, sıcaklık, X ışınları, kimyasal maddeler, travma ve sigara katranı gibi faktörler mutasyonun nedenleri arasında sayılabilir.
   Mutasyonlar gen mutasyonları ve kromozom mutasyonları olarak sınıflandırılır. Sınıflandırma bazı yayınlarda başlıklar altında yapılmaktadır. Bu başlıklar; 1. Submikroskobik (gen ve nokta mutasyonları), 2. Mikroskobik (kromozom sapmaları) mutasyonlar ve 3. Genom mutasyonları olarak belirtilmektedir.

1.   Gen Mutasyonları

Bir genin yapısında meydana gelen değişimlere gen mutasyonları denir. Gen mutasyonları eşey hücrelerinde meydana gelirse kalıtsaldır, döllere nakledilirler. Somatik hücrelerindeki gen mutasyonları ise döllere aktarılamaz. Mutasyon resesif nitelikte ise her zaman görülmeyebilir. Kanser gibi kötü huylu tümörlerin meydana gelişinde bu tip mutasyonların etkili olduğu sanılmaktadır. Gen mutasyonları; nokta mutasyonları ve çerçeve mutasyonları şeklinde gruplandırılır. Bazı kaynaklarda nokta mutasyonları DNA’nın yalnızca çok kısıtlı bir bölümünde meydana gelen mutasyon olarak tanımlanmaktadır. Bir veya birkaç bağ sırasının kopması veya yerlerinin değişmesi nokta mutasyonuna örnek verilebilir. Radyasyon, yüksek sıcaklık, pH değişimi gibi etkenler nokta mutasyonunun nedenleri arasındadır.
a.   Eş anlamlı mutasyonlar: Protein sentezinde aminoasitlerde yanlışlık olmaz.
b.   Yanlış anlamlı mutasyonlar: Protein sentezi sırasında amino asitlerde yanlışlılar meydana gelir.

mRNA         AGA → GGA                 AGA (Arg) → GGA (Gly)

DNA            TCT → CCT                   Burada AGA (Arg) kodonu
                  GGA (Gly) kodonuna dönüşmüştür.

c.   Anlamsız mutasyonlar: Meydana geldiği yerde protein sentezi durur. Sentez tamamlanamaz.

mRNA         UAU → UAA                UAU (Try) → UAA (Stop)

DNA           ATA → ATT                   Burada UAU (Try) kodonu
                     UAA (Stop) kodonu olmuştur.

   Genlerin yapısı genelde stabildir.  Bu nedenle birçok hayvan türünün geçmişi çok uzun olduğu halde (uzun jeolojik devirlerde yaşadığı halde) hiç mutasyona uğramamıştır. Bazı türlerde (drozofila gibi) kısa ve uzun zaman dilimlerinde bazı gen mutasyonları olmuştur. Gen mutasyonları çeşitli derecelerde olabilir. Yani mutant fertler ile ebeveynleri arasındaki fark bazen çok küçük bazen de çok büyük olabilir. Meydana gelen mutasyon bazen resesif bazen de dominant olabilir. Dominant ise mutasyonlar hemen etkisini gösterir. Resesif ise ilerde meydana gelen homozigot döllerde kendini gösterir.
   Gen mutasyonları geriye dönebilir. Gen mutasyonu bir genin özelliğinde meydana gelen değişiklikler yani genin kaybolması değildir. Bu nedenle bir gen mutasyona uğrayıp değişebilir. Mutant gen tekrar bir mutasyon ile eski haline dönebilir. Ancak geriye mutasyonlar çok nadir görülür.
   Bir gende aynı yönde birkaç mutasyon olabilir. Böylece bir karakteri değişik derecelerde etkileyen çoklu allel genler meydana gelir.
   Gen transferi veya rekombinant DNA yapımı sonucu yeni bireylerdeki özellikleri bir anlamda mutasyonla kazanılmış demektir.

2.   Kromozom mutasyonları


2.1.   Kromozomların yapısında meydana gelen mutasyonlar

Kromozom yapısındaki değişmeler kromozom kırılmaları şeklinde ortaya çıkar. Daha önceki bölümlerde incelediğimiz gibi mayozun ilk evresinde crossing-over sonucu kromozomlardan kopan parçalar yer değiştirip tekrar bağlanabilmektedir. Crossing-over; homolog kromozomlar arasındaki parça değişimidir. Genlerin rekombinasyonlarına neden olur, ama kromozomlarda yapı değişikliklerine neden olmaz. Bu kromozom kırılmalarını genelde kromozom segmentlerinin tekrar birleşmesi işlemi izleyeceği gibi tekrar birleşme işlemi meydana gelmeyebilir. Bu durumda kromozom yapısında aşağıdaki değişimler meydana gelir.

2.1.1   Delesyon (Parça Kaybı)

Bir kromozomun herhangi bir parçasının koparak kaybolmasına denir. Kopan parça diğer bir kromozoma bağlanmaz ve hücre bölünmesine de katılmaz. Çünkü sentromerlerden yoksun herhangi bir kromozom parçası kutuplara ulaşamaz. Dolayısıyla bu kromozomu taşıyan hücre kaybolan parça üzerindeki genleri de yitirmiş olur.
Delesyon kromozom üzerinde farklı yerlerde olabilir. Bunlar;

2.1.1.1.   Uçta parça kaybı (Terminal delesyon)
Kromozomların uç bölgesinde parça yitirmesine denir.

2.1.1.2.   Ara yerde parça kaybı
Kromozomun bir çember oluşturarak kıvrılması ve bu çemberin koparak ayrılması ile meydana gelir.

2.1.1.3   İzokromozomlar   
Mitoz bölünme sırasında sentromerler her kromatinin bir sentromeri olması için uzunlamasına bölünerek bağlı bulunduğu kromatidleri kutuplara çeker. Bazı durumlarda ise sentromerler enine bölünür dolayısıyla yeni sentromerler homolog kromozomların aynı taraftaki kollarına bağlanır.
Sentromerler kutuplara hareket ettiği zaman, her kromozom aslında homolog kolların ikisini bir den taşıyan bir yapıdadır. Bu durumda homolog kromozomların p ve q kollarından birisi kaybolur. Bunun sonucu oluşan yeni kromozomlara izokromozomlar denir.

2.1.2   Duplikasyon (Çift olma)

Homolog kromozom çiftlerinin birinden bir parçanın kopup diğer eşine eklenmesidir. Duplikasyonda homolog çiftin birinde delesyon olurken diğerinde duplikasyon olur.
Duplikasyon, hücreye ek DNA girmesini ve böylece orijinal gen yapısını bozmadan mutasyonların meydana gelmesini sağlar. Genelde zararlı bir etkisi yoktur. Ama bazen gen dengesini bozduğu için zararlı sonuç verebilir. Drosophila’da görülen bar duplikasyonu buna örnektir.

2.1.3.   İnversiyon (Dönme)

Homolog kromozomlardan birinden kopan bir parçanın 180 derece dönerek aynı kromozomla tekrar birleşmesi olayına inversiyon denir. İnversiyon gerçekleşen homolog kromozom kolundan kopan parçada sentromer yer almıyorsa parasentrik, kopan parçada sentromer bulunuyorsa perisentrik inversiyon adını alır.
Gen sayısı ve niteliği aynı olmasına rağmen gen diziliş sırası değişmiş olur. Çok yakın türler ve alt türler arasında yapılan melezlemelerde bazı uygun olmayan sinapsların görülmesinin en önemli nedeni, doğada kromozom değişiminin en yaygın şekli olarak görülen inversiyonlar olduğu saptanmıştır.

2.1.4   Translokasyon (Karşılıklı parça değişimi)

Homolog olmayan kromozomlar arasındaki parça değişimine translokasyon denir. Başka bir ifadeyle mutasyon sonucu homolog olmayan kromozomlardan kopan bir parçanın başka bir kromozoma yapışmasıdır. Basit ve resiprokal olmak üzere iki türü vardır.
Kopmayı takiben bir kromozom segmentinin, homoloğu olmayan diğer bir kromozoma transfer edilmesi basit translokasyon olarak adlandırılır.
   Resiprokal translokasyon ise, aynı büyüklükte olması gerekmeyen segmentlerin homolog olmayan kromozomlar arasındaki yer değiştirmesine denir.

2.2.   Kromozomların Sayısında Meydana Gelen Mutasyonlar

Mitoz ve mayoz bölünme sırasında kromozomlar her zaman düzenli olarak ayrılmazlar. Bunun sonucunda kromozom sayısı farklı hücreler meydana gelebilir. Yani hücrelerin kromozom sayıları değişmiştir. Dolayısıyla birçok genin oranının da değişmesi kalıtsal sorunlara neden olur. Kromozom sayısındaki değişmelere heteroploidi (ploidi) denir. Saptanabilen heteroploidiler şunlardır.
1.   Euploidi
2.   Aneuploidi

2.2.1.Euploidi (Öyployidi)
Kromozomların sayısının haploid veya tam katlar halinde artması, bazen de bu artışın diploid kromozomların yarı sayısını içermesine Euploidi (Öyployidi) denir. Başka bir ifade ile kromozom dizilerinin sayısındaki varyasyon olarak tanımlanabilir. Değişik şekillerde olabilir.
1.   Monoploidi
2.   Poliploidi

2.2.1.1.Monoploidi
Bazı bitki ve hayvanlar, özellikle ilkel canlılar, yaşamlarının tümünde ya da bazı evrelerinde haploid kromozom sayısına sahiptirler. Bu tip bireylerin kromozom dizisine (n) monoploid denir. Bal arıları, eşek arıları ve karıncaların bazı türlerinin erkekleri, döllenmemiş yumurtadan meydana gelen normal monoploid fertlere örnektir.
Monoploid yapılı fertler doğal popülasyonlarda gösterdikleri aberasyonlarla ortaya çıkarlar. Monoploid bireyler diploid fertlerin döllenmemiş yumurtalarından meydana gelmişlerdir.
Monoploidi cinsiyet hücrelerinde normal şekilde meydana gelmez. Çünkü bir kromozom eşleşmesi gerçekleşmez.

2.2.1.1   Poliploidi
n kromozom sayısının hücrede 3 veya daha fazla sayıda bulunmasıdır. Yani 3 veya daha fazla kromozom dizili euploidi kromozom yapısı topluca poliploidi olarak adlandırılır. Karyotipteki kromozomun haploid halinin 3’ten fazla artışı (3n) bitki yetiştirciliğinde yeni bitki tiplerinin (Giliamailor) elde edilmesinde olumlu yönde kullanılabilmesine karşılık, hayvanlarda şekillenmesi başta erken embriyonal ölümler olmak üzere, yavrunun canlı doğması fakat komplike anomalileri taşımasına kadar varan olumsuz gelişmelere neden olabilmektedir. İnsanda ve hyvanlarda poliploidi olaylarına bağlı olarak gebeliğin tüm safhalarında kendini gösterebilen yavru atma (abort) olaylarına rastlanmaktadır. İnsanlardaki anormal doğumların, domuzlardaki erken embriyonal ölümlerin yaklaşık1/3’ü poliploidilere bağlanmaktadır. Benzer olaylara diğer hayvanlarda da rastlandığı bildirilmiştir.

2.2.1.2.1.Autopoliploidi
          Canlının gametlerinin diploid artışla yeni yavruda iki katına çıktığı mutasyon çeşididir. Örneğin çavdar bitlisinde bu mutasyon şekli meydana geldiğinde gamet sayısı 2n=14 iken 4n=28 olur. Autopoliploidi bitki türlerinin bazı önemli fizyolojik özelliklerinde ekonomik değerlerin yükselmesine neden olur. Triploit mutasyon muz, kiraz, gül gibi bazı bahçe bitkilerinde meydana gelmiştir.

2.2.1.2.2.Allopoliploidi
          Bir canlının genotipinin bir kısmının da diğer türlerden oluşmasına bağlı kromozom sayısının artması sonucu oluşan mutasyon çeşidi. Örneğin farklı buğday türlerinin birleşerek bir dizi poliploidi meydana getirmesi, autopoliploidi de olduğu gibi oluşan bireyler triploittir.
         Bunların ekonomik değerleri yoktur ama evrimsel açıdan önemlidirler. Bu şekilde elde edilen yaralı bitkilere buğday, yulaf, tütün, pamuk ve gül çeşitleri örnek verilebilir.

2.2.1.2.3.Endopoliploidi
        Kromozom sayısında meydana gelen değişikliğe bağlı mutasyon çeşididir. Endomitozla kromozomlar çekirdak içerisinde de çoğalabilir. Fakat bölünme gerçekleşmez çünkü çekirdek zarı içerisinde kalır. Bunun sonucu dev kromozomlar oluşur. Kromozomların paket halinde birbirine yapışmasına Politeni; ayrı kromozom halinde oluşmasına Polisomati(bu kanser hücrelerinde görülür) denir.
                Poliploidilerin nedenleri;
1. Endomitozis sonucu poliploidi oluşur. Bu olayda mitoz profaz sonunda durur. Mekik iplikleri oluşmaz. Çekirdek zarı parçalanmaz. Ama eşleşmiş kromozomlar bölünür. Stoplazma bölünmez. Böylece kromozomlar katı kadar artmış olur.
2. Endoreduplikasyon sonucu poliploidi oluşabilir. Bu olay kromozomların ard arda iki kez çoğalmasıdır.
          Stoplazmik bölünme olmayınca aynı sentromere bağlı 4, bazen 8 kromozom oluşur.
3.   C Mitozu duplikasyonu da poliploidiye neden olur. Deneysel olarak hücre bölünmesi
    sırasın da Kolşisin mekik ipliklerini parçalar ve kromozomlar metafazdan ileri bir evreye geçemezler. Bu olya c-mitozu denir. Bu olayın canlıda doğal olarak şekillenmesi ise c-mitozu olarak adlandırılır.
 
2.3.Aneuploidi (Anöployidi)
           Aneploidi, genomdaki bazı kromozomların eksilmesi veya çoğalması olarak
tanımlanabilir.  Başka bir ifade ile kromozolardan bir veya bir kaçının sayıca değişmesine
denir.  Bu değişim bir veya birkaç otosomal kromozomlarda, ya da sadece cinsiyet
kromozomların da gonosomie adı verilir. Bunlara bağlı olarak fenotipte farklı deiğşiklikler
gözlenir.
             Bir hücredeki kromozom sayısındaki sentrik fusiyon (setromerde birleşme) ve kromozom parçalanması ile olşan değişim aneuploidiye neden olur. Aneuploidi şekillerini aşağıdaki başlıklar altında inceleyebiliriz.
 
2.3.1.Monosomi
        Diploid bir fertte tek bir kromozomun eksilmesine denir. Böyle  bir organizmaya da monosomik denir.
        Diploid bireyde ölüme neden olurken poliploid bireyde azda olsa yaşama şansı vardır. 2n- 1
 
2.3.2Nullisomi
        Canlıda bir kromozom homologu ile kayıp edilmesine denir. Böyle fertlere de nullisomik denir. 2n-2 ile gösterilir.
        Nullisomiler nadiren görülür ve tabi olarak meydana gelir. Diploid bireylerde normal olarak latel bir durum sergilerken diploid benzeri hekzaploid bir buğday türü . nullisomiye tolerans gösterebilmektedir.

2.3.3.Polisomi
         Bir ya da birkaç kromozomun sayıca fazlalaşmasıdır. Trisomi ve Tetrosomi olmak üzere ikiye ayrılır.
    Trisomi ev Tetrosomi: Diploid yapılı bir fertte bir kromozom fazla bulunmasına trisomi 
bu fertlere ise trisomik fert denir.
       n+1 kromozomlu bir gametin n kromozomlu bir gametle birleşmesi sonucunda trisomik bir zigot oluşur(2n+1).

2.3.4.Somatik Aneuploidi
        Vücut hücrelerinin mitozu sırasında bazı kromozomlar birbirinden ayrılmayabilir. Yavru hücrelerin birinde monosomi diğerinde ise trisomi ortaya çıkar. Bu bozukluk embriyonun erken ya da geç evresinde olabileceği gibi doğumdan sonra da meydana gelebilir. Eğer bu bozukluk erken embriyo döneminde olursa, hücredeki mozaik gelişimden dolayı, erginde büyük bölgeyi kaplayacak şekilde anormal kromozom sayısı gözlenir. Eğer embriyonun geç evresinde veya doğumdan sonra bu anormallik ortaya çıkarsa etkileyeceği vücut bölgesi küçük olacağından ya görülmez ya da önemsiz bir şekilde kendini gösterir.

3.Terminoloji

3.1.İleri ve Geri Mutasyonlar
        Bir değişimin incelenmesi için sabit bir standart form tespit edilmesi gereklidir. Böyle bir standart formdan oluşan herhangi bir değişim ileri mutasyon, standart forma doğru meydana gelen bir değişim ise geri mutasyon olarak adlandırılır.

3.2.Sponton Mutasyonlar
        Sponton mutasyonlar hücre enzimlerinin normal fonksiyonları aksadığında ortaya çıkar.

3.3.Somatik ve Eşeysel Mutasyonlar
        Mutasyon eşey ve somatik hücreelrde görülebilir. Vücudun herhangi bir bölgesinde veye dokusunda ortaya çıkan mutasyon olarak adlandırılır. Bu vücut hücresinde veya organında meydana gelen değişim bir sonraki nesile aktarılmaz.
        Cinsiyet hücrelerinde veya olgunlaşmamış bir cinsiyet hücresinde ortaya çıkan mutasyona eşeysel mutasyon denir. Üreme hücrelerinde meydana gelen mutasyonlar dölden döle aktarılabilir.

 3.4.Mutabıl ve Mutator Genler
       Organizmada çoğu genler mutasyona dayanıklı özellikte iken, bazı çok az gen sık sık mutasyona maruz kalabilmektedir. Bu sık mutasyonlara maruz kalan genlere mutabıl genler denir. Bu genlerin mutasyona karşı dayanıklılıklarının düşük olduğu düşünülmektedir. Bazı genlerin ise diğer genlerin mutasyona karşı olan stabilitelerini etkilediği düşünülmekte ve bu genlere mutator genler denilmektedir. Örneğin mısır bitkisinde böyle bir genin olduğu saptanmıştır.

3.5.Mutasyon Hızı ve Mutasyon Frekansı
   Mutasyon Hızı: Belirli bir zaman süresinde belirli bir tipteki mutasyon olayının ölçümünü gösteren sayıya mutasyon hızı denir. Bu miktar, bir genin tabi mutasyon eğilimi ile sıkı ilişkilidir.
  Mutasyon Frekansı: Mutasyon frekansı; belirli bir mutasyon veya fert populasyonunda bulunduğu frekansı ifade etmektedir.

3.6.Yaralı Mutasyonlar
       Yaralı mutasyonlar ender görülür. Bir organizmanın proteinlerinde, çevreye uyum sağlanmasında yararlı değişmelere yol açar.

3.7.Zararlı Mutasyonlar
            Mutasyon bir canlının belirli bir döneme kadar yaşamasına izin veriyorsa semiletal, eğer yaşamasına izin veriyor ama biyolojik işlevlerin ve üremesinin azalmasına neden oluyorsa subletal olarak ifade edilir. Birçok özelliğin bir genin değil birden fazla genin bir araya gelmesiyle ortaya çıkar. Bu durumda genin bir tanesi mutasyona uğrarsa, ilgili özelliğin işlevinde azalma olur. Bir mutant gen azalmaya neden olan birden fazla mutant genin bir araya gelmesi ile zarar artar ve ölüme kadar gider. Bu tip mutasyonun diğer mutasyonlardan fazla olduğu bilinmektedir.
 
3.8.Öldürücü Mutasyonlar
           Birden fazla mutasyon embriyonun yaşamayacak kadar normalden sapmasına olur. Bu tip genlere letal gen denir. Öldürücü dominant genler düzenli olarak ortaya çıkabilir, yalnız bunlar ilk dölde elimine edilebilir. Eğer bunlar embriyonun ilk evrelerinde öldürücü iseler hiç tespit edilemezler. Birçok öldürücü gen resesif olduğu için döller boyunca taşınamazlar. Yapılan araştırmalar insanların ortalama 3 ya da 4 letal gen taşıdığı göstermektedir.

3.9.Nötral Mutasyonlar
           Bu tip mutasyonlar meydana geldiği zaman içinde bulınduğu canlıya ne zarar ne de yarar sağlar. Bu tip mutasyonu şu şekilde açıklayabiliriz; protein moleküllerinde aminoasitlerin zaman zaman değiştiği bilinmektedir. İşte bu değişikliğin aminoasit zincirinin aktif merkezi dışında oluşması herhangi büyük bir sapma meydana getirmez. Aynı zamanda bir çok baz değişiminde de aminoasit diziliminde olduğu gibi değişim meydana getirmez.
       Nötral mutasyonlar canlıya zarar vermez. Aynı zamanda bu mutasyonlardan meydana gelen varyasyonlar, canlıya uyum sağlama yeteneği kazandırır. Yani bazen yararlı mutasyonlar olarak da görülebilirler.



vethekim_01