KALITIM VE MENDEL İLKELERİ

10. sınıflar biyoloji dersi kalıtıma giriş konusu. Kalıtımla ilgili kavram ve terimler. Kalıtım ve kalıtsal özellikler. Genler ve alel genler. Mendel ilkeleri.

Bu bölümde daha çok kalıtsal kavramlara yer verilecek olup hesaplamalar bir sonraki sayfada yer alacaktır.

Kalıtım:

Kalıtım, bireyin DNA’sında bulunan o canlı türüne ve bireye özgü özelliklerin döllenme sırasında, dişi ve erkeğin kromozomları aracılığıyla bir kuşaktan ötekine geçmesidir.

Kalıtım Bilimi:

Canlılarda çevre tarafından belirlenemeyen ve canlıya özgü özelliklerin, döllenme yoluyla anne – babadan yavru bireylere geçişini inceleyen bilim dalıdır.

Kalıtım, Anne – baba ve oğul döller arasındaki benzerlik ve farklılıkları inceler. Anne ve babada bulunan özelliklerin yeni bireye değişmeden ve değişikliğe uğrayarak ne şekilde aktarıldığını açıklar. Kalıtım biyolojinin alt dallarından biridir.

Kalıtsal Özellikler

Sadece kalıtımla belirlenen özelliklere kalıtsal özellikler denir, bu özellikler; Saç rengi, göz rengi, parmak izi, boy uzunluğu, kan grubu, cücelik, renk körlüğü gibi özellikler kalıtsal özelliklerdir.

Bitkilerde meyve şekli, çiçek rengi, boy uzunluğu kalıtsal özelliklerdir.

Kromozomlar

Üzerlerinde canlının kalıtsal özelliklerini taşıyan genlerin bulunduğu DNA parçalarına kromozom adı verilir.

Kromozom, DNA’nın özel proteinler ile sarılmasıyla yoğunlaşarak meydana getirdiği yapıdır. Canlının kalıtsal özelliklerini taşır. Kromozom yapısında DNA ve histon proteinleri bulunur.

DNA, hücre çekirdeğinde kromatin iplik halinde bulunur. Hücre bölüneceği zaman bu kromatin iplikler kısalıp kalınlaşarak kromozomlara dönüşürler.

Hücre bölünmesinden sonra kromozomlar, tekrar kromatin iplik haline dönerler.

Genler

Kromozomların canlının kalıtsal özelliklerinin oğul döllere aktarılmasını sağlayan bölümüne gen adı verilir. 

Gen, yaklaşık 1500 nükleotitten meydana gelir.

Canlıya ait her karakter, bir çift gen tarafından kontrol edilir. 

Alel Gen

Bir karakterin kalıtımından sorumlu gen çeşitlerinin her birine alel gen adı verilir. Bir canlıda en fazla iki alel gen bulunur. Bir özellik üzerinde etkili alel gen sayısı ise birden fazla olabilir. Örneğin; kan grubunu belirleyen genler A, B ve 0 genleridir. Ancak bir insanda bunlardan sadece ikisi bulunabilir. Alel genler, homolog kromozomların karşılıklı bölgelerinde bulunur.

Alel genlere örnek vermek gerekirse, bir insanın göz rengi bir çift alel gen tarafından belirlenir. Bu genlerin biri anneden diğeri babadan gelmiştir. Bu alel genlerin her ikisi aynı göz rengine aitse bireyin göz rengi, genlerin belirttiği renkte olacaktır. Eğer bu genler farklı göz rengi özelliğini taşıyorsa hangi gen diğerine baskınsa bireyin göz rengini o gen belirler.

Genotip:

Bir canlının taşıdığı tüm genlere o canlının genotipi denir. İnsanda yaklaşık olarak 20.000 gen bulunmaktadır. 

Nükleotitler DNA zincirini oluşturur. DNA zincirinin belli parçaları ise genleri meydana getirir. Genler ise canlı türüne ve bireye özgü özellikleri belirler.

Fenotip:

Bir canlının sahip olduğu dış görünüşe fenotip adı verilir. Fenotip, genler ve çevrenin etkisiyle ortaya çıkar.

Dominant Gen

Anne ve babadan gelen genler farklı özellikte renk ve karakter içeriyorsa bunlardan birisinin taşıdığı özellik birey üzerinde belirleyici olacaktır. İşte bu gene dominant (baskın) gen adı verilir.

Örneğin, bezelyelerde sarı tohum rengi, yeşil tohum rengine baskındır. Bir tohumun genotipinde hem sarı renk geni, hem de yeşil renk geni bulunursa tohum sarı renkli olacaktır. Bu örnekte sarı renk geni dominant gendir.

Çekinik Gen

Bir bireyde dominant olmayan gendir. Anne ve babadan gelen genler farklı karakter ve özelliği içeriyorsa etkisini gösteremeyen gen çekinik (resesif) gendir. Bu gen etkisini dominant gen olmadığında gösterir. Çekinik genin etkisini gösterebilmesi için her iki alel genin aynı özellikte olması gerekmektedir. Örneğin, bir bezelye tozlaştırılırken her eşeyden yeşil renk geni alınırsa oluşan tohum yeşil renkli olur.

Modifikasyon:

Çevre etkisiyle canlının fenotipinde meydana gelen değişmeler modifikasyon olarak adlandırılır. Modifikasyon çevre etkisiyle genlerin işleyişinin değişmesidir.

Sadece Çevre Etkisiyle Ortaya Çıkan Özellikler

Canlıların karakterleri kalıtsal yapı ve çevresel koşullar tarafından belirlenir. Bir canlının özellikleri sadece kalıtımla belirlenebileceği gibi bazı özellikleri sadece çevre etkisiyle ortaya çıkar.

Örneğin, uyku ilacı kullanan hamile kadınların bebeklerinin kol ve bacakları kısa olur.

Örneğin; aynı genotipe sahip tek yumurta ikizlerinin farklı çevrelerde büyütülmeleri halinde farklı dış görünüşe sahip olurlar.

Çevre ve Kalıtımın Etkileşimi İle Ortaya Çıkan Özellikler

Canlıların birçok özelliği kalıtım ve çevrenin ortaklaşa etkileşimi ile ortaya çıkmaktadır.

Bitkiler ışıksız ortamda yeşil renklerini veren proteini sentezleyemezler. Bu bitkiler albino olur. Eğer bitkiler ışıklı ortama götürülürlerse ışık altında yeşil renklerini veren proteinlerini sentezlemeye başlarlar ve tekrar yeşil renklerini kazanırlar.

Bu olay bu bitkilerde yeşil renk geni olup, bu genin ışıksız ortamda işlevini yapamadığını gösterir. Yani bitkiye yeşil rengi veren madde üretimini sağlayan gen bitkide vardır. Ancak bu maddenin üretilmesi için ışığa ihtiyaç vardır. Bitkinin yeşil rengi kalıtım ve çevre tarafından belirlenmektedir.

Bu duruma bir başka örnek himalaya tavşanları ile ilgili olarak verilebilir.

Himalaya tavşanlarının tüyleri sıcakta beyaz, soğukta siyah çıkmaktadır. Bu sayede tavşan aşırı sıcaktan ve aşırı soğuktan korunmaktadır. Tavşanda hem beyaz tüy geni vardır, hem de siyah tüy geni vardır. Bunlardan hangisinin etkili olacağını sıcaklık belirlemektedir. Tavşanın beyaz tüyleri tıraş edilerek tıraş edilen yere buz tutulursa, tüyler siyah çıkmaktadır.

Homozigot Karakter

Bir karakteri belirleyen alel genlerden her ikisinin de aynı olması durumudur. Örneğin, çiçeklerde çiçek rengini veren alel genlerin her ikisinin de kırmızı renk geni olması durumunda bitki çiçek rengi bakımından homozigot olur.

İnsanda kan grubu genlerinin AA şeklinde olması bu kan grubu bakımından homozigot olduğunu gösterir.

Heterozigot Karakter

Bir karakteri belirleyen genlerin farklı özelliklere sahip olmaları durumunda birey, bu karakter bakımından heterozigot olur.

Örneğin bir bezelyenin tohum rengi geni olarak hem sarı, hem de yeşil renk genini taşıması durumunda bezelye tohum rengi bakımından heterozigottur.

Ayrılma Kuralı

Kalıtsal özelliklerle ilgili iki alel genin mayoz bölünme sırasında birbirinden ayrılarak farklı gametlere gitmesine ayrılma kuralı denir.

Herbir genin farklı gametlere gitmesi eşit olasılıklarla gerçekleşir.

 Ayrılma kuralı, Mendel’in 12 yıl boyunca sabırla tekrarladığı ve gözlemlediği deneyler sonucunda anlaşılmıştır.

Tek Yumurta İkizleri

Döllenmiş tek yumurtanın ikiye ayrılarak farklı iki canlı oluşturması ile meydana gelen bireylere tek yumurta ikizleri denir. Tek yumurta ikizleri döllenmiş yumurtanın iki hücreli blastomer halinde iken ayrılara bu hücrelerin ayrı ayrı gelişmesi ile olur.

Tek yumurta ikizlerinin genotipleri aynıdır. 

Tek yumurta ikizlerinin cinsiyetleri, göz renkleri, kan grupları, protein yapıları, saç renkleri aynıdır.

Çift Yumurta İkizleri

İki yumurtanın ayrı ayrı döllenmesi ile meydana gelen ikizlerdir. Bu bireylerin cinsiyetleri, kan grupları, saç ve göz renkleri farklılıklar gösterebilir.

Mendel İlkeleri

Avusturyalı rahip ve bilim adamı Gregory Mendel rahiplik yaptığı manastırın bahçesinde 12 yıl boyunca bezelyeler üzerinde bir dizi denemeler yapmıştır. Mendel bezelyeleri çeşitli şekillerde çaprazlayarak sonuçları gözlemlemiş ve bugünkü kalıtım biliminin temellerini atmıştır.

Mendel’in araştırması ve sonuçları yazının devamında birkaç bölüm üzerinde anlatılacaktır. Burada kalıtsal kavramlara ek olarak Mendel’in ilkelerini de yazalım.

1- Kalıtılan özelliklerdeki çeşitlilikleri alel genler belirler. Bir bitkinin çiçek rengini, insanlarda kan grubunu alel genler belirlemektedir. 

2- Eşeyli üreyen canlılar her karakter için iki adet alel gene sahiptir. Bu genlerden biri anneden biri babadan gelmektedir. Bu aleller aynı karakteri veya farklı karakteri temsil edebilir.

3 - Gamet oluşumu sırasında alel gen çiftleri birbirlerinden ayrılarak eşit olasılıklarla gametlere dağılır. Bu olaya " ayrılma ilkesi denir.

4- Birden fazla karakterin kalıtımında alel genler birbirlerinden bağımsız olarak gametlere dağılır.  Bu olaya "bağımsız dağılım kuralı" adı verilir.

5- İki farklı homozigot bireyin çaprazlanmasıyla oluşan bireylerin tamamı aynı fenotip ve genotipe sahiptir. (izotopi kanunu)

6- Bir karakteri temsil eden iki alel gen farklı ise bireyin fenotipinde baskın olan genin taşıdığı özellik gözlenir (dominantlık yasası). 

Monohibrit Çaprazlama

Dihibrit Çaprazlama

Eksik Baskınlık

SANATSAL BİLGİ

02/12/2017