Microsoft PowerPoint - Molekuler
advertisement
05.12.2007 GENETĐK 111-503 Gen Organizasyonu ve Genomların Evrimi Doç. Dr. Hilâl Özdağ Brown TA, 2006, Genomes, Garland Sciences 1 05.12.2007 RNA’nın Kendi Kendini Kopyalayabiliyor Olmalıydı Đlkin zamanlardaki RNA dünyasında RNA moleküllerinin kopyalanması. RNA polimerazlar ortaya çıkmadan önce bir RNA kalıbına bağlanmış olan ribonükleotidler muhtemelen spontan olarak polimerize oluyorlardı. Bu işlem hatalarla dolu oluyor ve bu da çok çeşitli RNA dizilimlerinin açığa çıkmasına neden oluyordu. Brown TA, 2006, Genomes, Garland Sciences RĐBOZĐMLER VE KODLAYICI RNA Brown TA, 2006, Genomes, Garland Sciences Đlk kodlayıcı RNA ile ilgili iki muhtemel senaryo bulunmaktadır: Hem katalitik hem de kodlayıcı özelliği olan bir ribozim evrimleşmiş olabilir (A) veya bir ribozim kodlayıcı bir molekülü sentezlemiş olabilir (B). Her iki durumda da amino asitlerin kodlayıcı moleküle küçük bir adaptör RNA aracılığı ile bağlandığı gösterilmiştir. Bu adaptör RNA’lar bugünkü tRNA’ların öncülleri olarak kabul edilirler. 2 05.12.2007 Kodlayıcı RNA Molekülünün Đlk DNA Genom Öncülüne Dönüşümü Bu senaryoya göre ilk DNA genomları ayrı birçok molekülü içeriyordu. Bunların herbiri ayrı bir proteinden sorumludur ve buradan hareketle her biri ayrı bir gene denktir. Bu genlerin ilk kromozom halinde biraraya gelmesi ki bu DNA’ya geçişten önce veya sonra gerçekleşmiş olabilir, hücre bölünmesi sırasında genlerin dağılımının verimini arttırır. (Szathmáry and Maynard Smith, 1993). Brown TA, 2006, Genomes, Garland Sciences Nükleik Asit Kısa bir nükleik asit peptidi. Nükleik asit peptidinin omurgası standard bir nükleik asitin taşıdığı şeker fosfat yapısı amidden oluşur. Brown TA, 2006, Genomes, Garland Sciences 3 05.12.2007 Evrimsel Süreç Brown TA, 2006, Genomes, Garland Sciences Otopoliploidizasyon Panelin sağında profaz I ile profaz II arasında gerçekleşen bir hata gözleniyor. Homolog kromozom çiftleri farklı nükleuslara dağılmamış. Gametler haploid yerine diploid olarak oluşmuşlar. Brown TA, 2006, Genomes, Garland Sciences 4 05.12.2007 Brown TA, 2006, Genomes, Garland Sciences Otopoliploidler ata soyları ile çiftleşemezler. Bu çiftleşme sonucu oluşan triploid bir hücre mayoza girdiğinde problem yaşanacaktır. Gen Duplikasyonları Evrimsel süreç içinde duplikasyon sonucu oluşmuş olan myoglobin kromozom 22’de, alfa globin kromozom 16’da ve beta globin kromozom 11’de yeralmaktadır. Strachan ve Read (1999). Brown TA, 2006, Genomes, Garland Sciences 5 05.12.2007 Gen Duplikasyon Modelleri Brown TA, 2006, Genomes, Garland Sciences Domain Yapısı Brown TA, 2006, Genomes, Garland Sciences Bu basitleştirilmiş örnekte polipeptitteki herbir ikincil yapı ayrı birer yapısal damain olarak gözlenir. 6 05.12.2007 Domain duplikasyonu/Domain Karılması Brown TA, 2006, Genomes, Garland Sciences Domain Duplikasyon Örneği Brown TA, 2006, Genomes, Garland Sciences α2 TipI kollajen omurgalılarda üç kollajen polipeptidinden birini kodlamaktadır. Bu üç kollajen polipeptidinin herbirinde yüksek oranda tekrarlayan tripeptid (Glycin-X-Y/X genelde Prolin ve Y genelde hidroksiprolin) tekrarları içerir. α2 TipI kollajen geni bu tekrardan 338 adet içerir, 52 ekzona ayrılmıştır ve bu ekzonların 42’si bu tekrarları kapsar. 7 05.12.2007 Domain Karılması Örneği Brown TA, 2006, Genomes, Garland Sciences Segmental Duplikasyon Brown TA, 2006, Genomes, Garland Sciences 8 05.12.2007 Segmental Duplikasyon Brown TA, 2006, Genomes, Garland Sciences Kromozom 22 Duplikasyon Modeli Brown TA, 2006, Genomes, Garland Sciences 9 05.12.2007 Transpozonlar Rekombinasyonu Başlatabilir Brown TA, 2006, Genomes, Garland Sciences Transposons can initiate recombination events between chromosomes or between different sites on the same chromosome. TranspozonlarTranskripsiyon Brown TA, 2006, Genomes, Garland Sciences 10 05.12.2007 Neden Intronlar? Ekzon Teorisi Brown TA, 2006, Genomes, Garland Sciences Erken Đntron Hipotezi Brown TA, 2006, Genomes, Garland Sciences Erken intron hipotezine göre ilgisiz organizmaların homolog genlerindeki intronların konumları benzer olmalıdır, zira bütün bu genler atasal bir intron içeren genden türevlenmiştir. (Örnek triozfosfat izomeraz) 11 05.12.2007 Erken Đntron Hipotezi ve Globin Geni Brown TA, 2006, Genomes, Garland Sciences Omurgalı globin geninde bulunan 3 ekzon globin proteininin dört bölgesini kodlamaktadır. Bu gen yapısı omurgalılarda böyle iken soyada ikinci ve üçüncü bölgelerin arasına bir intron girmiştir. Başka organizmalara ait globin genleri dizilendikçe intron sayılarının arttığı tespit edilmiştir (toplamda 10 intron). Buradan hareketle globin genlerinin evrimi daha ziyade domain karılması modelini uyum göstermektedir. Mikrosatellitler Brown TA, 2006, Genomes, Garland Sciences Mikrosatellit dizilerinin kökeninde mutasyon, replikasyon kayması (slippage) yatmaktadır. 12 05.12.2007 Đnsan Genomu Son Beş Milyon Yıl Brown TA, 2006, Genomes, Garland Sciences Modern insanın evrimini açıklayan olası şemalardan biri. Đnsan Genomu Brown TA, 2006, Genomes, Garland Sciences Đnsan ikinci kromozomu iki şempanze kromozomunun birleşmesinden oluşmuştur. Ayrıntılı bilgi ve bantlama paternleri için Strachan ve Read (1999). 13
