Filiz Aydın - İstanbul Tıp Fakültesi

İ. Ü
İstanbul Tıp Fakültesi
Tıbbi Biyoloji Anabilim Dalı
Prof. Dr. Filiz Aydın
 Genetik nedir ?
 Biyolojinin kalıtım ve varyasyonlarla
(çeşitlilikle) ilgilenen bilim dalıdır.
Genetik yaşayan tüm organizmalarda kalıtım ve farklılıklarla
ilgilenir
 Kalıtım
Belirli bir özellik veya niteliğin anne ve babadan
çocuklarına aktarılması
 Çevre
Kişinin yaşamı boyunca maruz kaldığı dış etmenlerin
tümü
 Çeşitlilik
Aynı konudaki farklı özellikler
‘Bitki melezleri ile çalışmalar’
MENDEL, Gregor Johann
(1824-1884)
Mendelin yorumu:
 Kalıtım birimleri çift olmalıdır
 Kalıtımı etkileyen faktörler birbirlerinden ayrılabilir
 Üreme hücrelerinde (gamet) bu çiftler ayrılır.
 Her gamet kalıtım birimlerinde yalnızca birini içerir
 Kalıtım birimleri üreme hücreleri aracılığı ile nesilden
nesile aktarılır
DNA
Friedrich Miescher
tarafından 1869 yıllarında ilk
olarak hücre çekirdeğinde
özel bir madde olarak
tanımlandı
(1844-1895)
Kromozomlar
İlk kez 1882’de
Alman biyolog ve
sitogenetiğin kurucusu
Walther Flemming
tarafından
(21 Nisan 1843 – 4 Ağustos 1905) fotoğraflanmıştır.
Rosalind Franklin
DNA’ın yapısını
kuramsal olarak
açıklayan
çalışmaları yaptı
(1920-1958)
DNA çift sarmalı
H1 histon
Histon moleküllerinden oluşan
oktomer yapı
250 nm geniş lif
Kromatozom
 Gen
GEN
GEN
Proteinler
DNA ve
protein
katlanmaları
 Genler DNA sarmalı
boyunca sıralanmışlardır.
Kromozom
Homolog
kromozomlar
Gen, bir kuşaktan diğerine
aktarılan özelliklerin kalıtım
birimidir.
Kromozom; ökaryotlarda,
mitoz ve mayoz sırasında
görülebilen, genetik bilgiyi
taşıyan, proteinlerle paketlenmiş
haldeki DNA
Nükleotid nedir?
 Bir -fosfat,
 Beş karbonlu bir şeker- deoksiriboz
 Bir azotlu organik baz
 Nükleik asitlerin yapı taşları
Bireyin tüm karakterlerine
ait bilgi kalıtsal moleküldeki birimlerde
(genler) şifreli bir şekilde yazılır
Genetik kod dejeneredir
Amino
asid
Ala
Arg
Asn
Asp
Cys
Gln
Glu
Gly
His
İle
Leu
Lys
Met
Phe
Pro
Ser
Thr
Trp
Tyr
Val
Kodon sayısı
4
6
2
2
2
2
2
4
2
3
6
2
1
2
4
6
4
1
2
4
Şifrede 61 kodon amino asitleri belirler
Başlama kodonu AUG
Dur kodonları:UAG – UGA- UAA
Triptofan (UGG) ve metionin( AUG) bir kodonla ifade edilir
Aynı amino asiti belirleyen
kodonların ilk iki bazı aynıdır
Ökaryotik organizmaların
gen yapısı
prokaryotik organizmalardan
farklıdır
Yapısal Genler
lacZ
lacA
lacY
Transkripsiyon
Polisistronik mRNa
Translasyon
Ribozom
mRNA boyunca
hareket eder
Proteinler (enzimler)
β-galaktosidaz
Permeaz
Transasetilaz
 Bir organizmanın genomunu oluşturan
genlerin çoğu
organizmanın karakterini ortaya
çıkmasından sorumlu olan
proteinlerin, birincil yapılarını oluşturan
polipeptidlere ait bilgileri taşıyan
yapısal genler
Genom
 Bir organizmanın kalıtsal molekülündeki
nükleotid dizilerinin tamamı
 Ökaryotik hücrelerde haploid
kromozomlardaki DNA dizisi
Lokus; Kromozom üzerindeki
genlerin özgül yerleşim yerleri,
Allel; bir genin belli bir lokusda yer
alan alternatif kopyalarından her
biri,
Çoklu allel; aynı genin üç veya
daha fazla allelinin olması
durumunun ifadesi,
Ör. ABO kan grubu
Allel frekansı; bir toplumda belli
bir alleli taşıyan bireylerin
oranı,
Homolog kromozom
çifti
Spesifik bir kromozom
üzerinde spesifik bir
genin lokasyonu
Bir allel çifti; homolog
kromozomlar üzerinde
belli bir lokasyonda
yerleşir
Üç gen çifti , homolog
kromozomların aynı
lokusunda
bulunuyorlar
Wild tip (Yabanıl) allel; Bireylerin çoğunda (doğada
en yaygın halde) bulunan versiyon
Mutant Tip; Değişime uğramış alleldir. Bir nükleotid
dizisi yada DNA düzenlemesinde kalıcı bir değişiklik
(mutasyon)ile ayrılan mutant allele
Polimorfizm; genel populasyonda %1 den fazla
rastlanan normal alleldir.( ör, HLA antijenlerinin
polimorfizimleri)
Letal gen; İfadelendiğinde ölüme yol açan gen
Gen
ailesi
Kodladıkları baz dizilerinde büyük
benzerlik olması nedeniyle evrimsel
olarak ilişkilendirilen gen dizisi içeren
genler.
Hemoglobin gen ailesi
 16. ve 11. kromozomlar üzerindeki α- ve β- gen
kümeleri embriyonal dönemden yetişkin döneme
kadar farklı evrelerde eksprese olan ve benzerlik
gösteren globin zincirlerini kodlayan genleri taşır.
 İlkel bir genin dublikasyonundan kaynaklandığı
düşünülmektedir
 Psödogen : bilinen genlere benzemekle birlikte fonksiyonel bir
ürün meydana getiremeyen DNA dizilerini ifade etmektedir.
 Bazı globin genleri de RNA oluşturamaz ve bu nedenle genomda
yer almakla birlikte aktivite kayıpları nedeni ile psödogenler
olarak tanımlanırlar.
 Psödogenler farklı nedenler ile ortaya çıkabilirler:
 Dublikasyonlar sonrasında meydana gelen mutasyonlar ile,
 Retrotranspozisyon nedeni ile
 Multigen ailesi: birlikte evrimleşen genler grubu
 Kalıtılan özellikler üzerinde ikiden fazla gen çeşidinin
etkili olması
 İki veya daha fazla allel gen ile oluşturulması
 ABO kan grupları ve Rh faktörü
 Deri rengi
 Boy
 1. Kromozom üzerinde yerleşen Rh gen bölgesi
birbirine komşu iki alel içeren üç lokusu kapsar (C
ve c , D ve d, E ve e)
CDE
CDe
cDE
cDe
Rh+
Cde
CdE
cdE
cde
Rh-
Gen kümesi
Benzer işleve sahip iki yada daha fazla
komşu genin oluşturduğu grup
(İmmünglobulin genleri)
 2.kromozomda
 22. Kromozomda
H 14.kromozomda
V (değişken)bölgesi gen segmentleri
pek çok
kopya şeklinde mevcuttur.
V bölgeleri ayrı gen segmentlerinin
somatik rekombinasyonu ile oluşturulur.
Hafif
zincirde V
bölgesi
Ağır zincirde
V bölgesi
V gen segmenti
J gen segmenti
V gen segmenti
D gen segmenti
J gen segmenti
 2.kromozomda
 22. Kromozomda
H 14.kromozomda
V bölgesi gen segmentleri pek çok
kopya şeklinde mevcuttur.
Hafif zincir değişken bölgesi V ve J genleri Ağır zincir değişken bölgesi ise V-D
ve J genleri tarafından belirlenir.
Sabit bölgeyi kodlayan C gen bölgesi ise arkada yer almaktadır.
Segregasyon
3- Mayoz II
1-bölünmeye
hazırlanan hücre
2- Mayoz-I
n
n
1. Yavru hücreler
2n
Homolog
kromozomlar
n
2. Yavru hücreler
2n
n
n
n
 Bir gen lokusunda bulunan alleller mayoz bölünmede
birbirlerinden ayrılarak farklı gametlere dağılırlar.
Bağlantı(Linkage)
Aynı kromozomda birbirine çok yakın olan allellerin,
tek bir birim olarak mayoz bölünmede birlikte
aktarılma eğilimi
Genom; bir bireyin sahip olduğu genlerin tümü
Gen dozu: genomda bulunan bir genin kopya
sayısı
Genotip; bir bireyin genetik yapısı veya bir
lokusdaki allellerin tümü
Homozigot genotip; bir lokusdaki özdeş allellerin oluşturduğu
genotiptir
yumurta
Zigot
A
X
A
sperm
AA
Heterozigot; Bir lokusdaki farklı allellerin oluşturduğu genotiptir.
yumurta
A X a
sperm
Zigot
Aa
(hibrid)
Dominant(baskın) alel;
Tek başına var olduğunda bile etkisini gösterebilen aleldir.
AA veya Aa : etki var
Kodominant(Ortaklaşa Dominant);
Bir genin farklı iki alellinin de fenotipte etkisini
göstermesidir.
ör. Kan grupları ve HLA antijenleri
Resesif (Çekinik) alel;
yalnızca homozigot durumda etkisini gösterebilen
aleldir.
aa- etkisi var
Genotip
AA (homozigot dominant)
Aa (heterozigot taşıyıcı)
FENOTİP
normal
normal
aa (homozigot resesif)
hasta
Birleşik heterozigotluk;
Bir normal bir farklı alelden çok bir genin iki farklı
mutant alelinin bulunduğu fenotipi tanımlar
A: normal dominant allel
A1: mutasyon 1
A2: mutasyon 2
AA
A A1
A A2
A1A2
A1A1
A2A2
homozigot normal
heterozigot
heterozigot
birleşik heterozigot
homozigot mutant
homozigot mutant
sağlıklı
sağlıklı
sağlıklı
hasta
hasta
hasta
Genetik Heterojenite;
gen
1
Aynı veya benzer fenotiplerin farklı genetik
mekanizmalarla oluşmasıdır.
2
3
--Lokus heterojenitesi, farklı lokuslardaki genler
aynı hastalığa neden olur.
Retinitis pigmentoza
3 X kromozomal gen
12 Otozomal Dominant gen
5 Otozomal resesif gen
Ehler-Denlos sendromu ~10 lokus
etki
-Allelik heterojenite,
Aynı lokusdaki birden çok mutasyon olabilir. Farklı
mutasyonlar klinik olarak ayırt edilemeyen yada
benzerlikler gösteren bozukluklara neden olur.
Kistik Fibroz geninde belirlenmiş 900 farklı mutasyon
bulunur,en sık görülen mutasyon F508 dir.
Fenotip;
Genotipin, morfolojik, biyokimyasal veya moleküler
bir özellik olarak ölçülebilen, ayrılabilen ve
gözlenebilen ifadelenmesidir.
Göz rengi
Kolesterol değerleri vb.
Fenokopi;
Bilinen bir genin oluşturduğu fenotipin çevresel
nedenlerle, ortaya çıkmasıdır.
Genokopi;
Aynı fenotipi gösteren iki kalıtsal özelliğin
birbirinden değişik kalıtım kalıbına sahip
olmasıdır.
KAYNAKLAR
Hepinize Mutlu
Yıllar