SÖĞÜTLÜ ORTAOKULU FEN BİLİMLERİ DERS NOTLARI. Genler, biri anneden diğeri babadan gelen çiftler halindeki DNA moleküllerinde bulunur.

(1)

Kerim Kürşat GÜNEY | Ünite 2. DNA ve Genetik Kod 1

Ünite 2. DNA ve Genetik Kod

Tüm canlılar hücrelerden oluşmaktadır. İster hayvan isterse bitki olsun tüm canlılar hücrelere sahiptir. Hücreleri yöneten, tüm yaşamsal faaliyetleri kontrol eden yönetici moleküllere nükleik asitler denir. Bizler bu yönetici moleküllü Deoksiribo Nükleik Asit (DNA) olarak biliyoruz. Çekirdeği olan canlılarda nükleik asitler çekirdekte bulunur. Çekirdeği olmayan ilkel canlılarda ise sitoplazmada dağınık halde bulunur. Bizim işleyeceğimiz konular ökaryot adı verilen daha gelişmiş hücre yapısına sahip canlılar hakkında olacaktır.

DNA ve Genetik Kod

İlk alt başlık “DNA ve genetik kod” bölümünde üç kazanım bulunmaktadır. Buna göre nükleotid, gen, DNA ve kromozom kavramlarını öğrenmeniz beklenmektedir. DNA’yı oluşturan yapı taşı olan nükleotidin yapısını ve türlerini öğreneceksiniz. Bir DNA modeli hazırlama ve DNA’nın kendini nasıl eşlediğini göreceksiniz.

DNA, tüm canlılarda bulunan ve canlıların yaşamsal faaliyetlerini düzenleyen yönetici bir moleküldür. Bu molekül her canlının hücresinde bulunur ve belirli kalıtsal özellikler (saç rengi, göz rengi, bezelyeler için tohum şekli vb.) hakkında bilgi taşıyan ve gen adı verilen bölgelere sahiptir.

Genler, biri anneden diğeri babadan gelen çiftler halindeki DNA moleküllerinde bulunur.

(2)

DNA, nükleotid adı verilen yapı taşlarının birleşim ile oluşur. DNA’nın hücre bölünmesi sürecinde, protein toplarına sarılarak düzenli hale gelmesi ile oluşturduğu yapı kromozomdur.

(3)

Kerim Kürşat GÜNEY | Ünite 2. DNA ve Genetik Kod 3 Bu yapıların büyükten küçüğe doğru sıralanışı aşağıdaki gibi olacaktır. Büyük olan daha kapsayıcı, küçük olan ise onu oluşturan bir parçadır.

Nükleotidlerin yapısı:

Yönetici molekül olan DNA’ların temel yapı birimleri nükletidlerdir. Nükleotidler fosfat (P), deoksiriboz şekeri (D) ve organik bazın birleşmesi ile oluşurlar. Her nükleotidde bu üç bileşen bulunur. Fosfat (P) ve deoksiriboz şekeri (D) her nükleotidde aynı iken organik bazlar değişebilir. Adenin (A), Timin (T), Sitozin (C) ve Guanin (G) olmak üzere dört çeşit organik baz vardır ve nükleotidlerin adlandırılmasında bu bazlar kullanılır.

Nükleotidler sahip oldukları organik baza göre aşağıdaki gibi adlandırılırlar. Örneğin, adenin bazına sahip nükletid, Adenin Nükletidi olarak adlandırılır.

(4)

Adenin nükleotidi Timin nükleotidi Guanin nükleotidi Sitozin nükleotidi

Nükleotidler karşılıklı gelerek çift iplikli (sarmal) DNA molekülünü oluşturur. DNA molekülünde her zaman Adenin nükletidinin karşısına Timin nükletidi ve Sistozin nükletidi karşısına da Guanin nükletidi gelir.

(5)

Kerim Kürşat GÜNEY | Ünite 2. DNA ve Genetik Kod 5 DNA’nın yapısı ve kendini eşlemesi

Nükleotidler karşılıklı ve alt alta dizilerek DNA zincirini oluştururlar. Karşılıklı olarak gelen nükleotidlerden dolayı DNA zinciri için ikili zincir adı verilir. DNA zinciri oluşturulurken her Adenin (A) nükleotidinin karşısına Timin (T) nükleotidi gelir. Aynı şekilde her Timin (T) nükleotidinin karşısına Adenin (A) nükleotidi gelir. Guanin (G) nükleotidinin karşısına da Sitozin (C) nükleotidi gelir.

DNA şekilde

gösterildiği gibi nükleotidlerin dizilmesi ile oluşur.

Fakat görünüşü soldaki gibi düz değildir. DNA’nın döner merdivene benzer bir yapısı vardır.

DNA’nın kendisinin bir kopyasını oluşturmasına “DNA’nın kendini eşlemesi” adı verilir. DNA kendini eşleyeceği zaman ikili zincir açılmaya başlar.

DNA, hücre bölünmesinden önce kendini eşler ve aynı nükleotid dizilimine sahip birbirinin aynı iki DNA zinciri oluşturulur.

(6)

Kerim Kürşat GÜNEY | Ünite 2. DNA ve Genetik Kod 6 DNA zinciri açıldıkça sitoplazmadan uygun nükleotidler alınarak yeni zincir oluşturulur.

(7)

Kerim Kürşat GÜNEY | Ünite 2. DNA ve Genetik Kod 7 DNA’nın kendini eşlemesi tamamlandığında birbirinin aynısı iki zincir oluşur. Zincirler incelendiğinde her ikisinde de kendini eşleyen eski DNA’ya ait birer iplik bulunurken (yukarıdaki örnekte 1.iplik ve 2.iplik) bu ipliklerin karşısında yeni iplikler oluşturulmuştur (3.iplik ve 4.iplik).

Zincirler incelendiğinde oluşan iki DNA’da 1.iplik ile 4.plik aynı nükleotid dizilimine sahiptir. 3.

İplik ile de 2. İplik aynı dizilme sahiptir.

1. iplik = 4. iplik ve 2. iplik = 3. iplik

(8)

DNA eşlenirken bazı aksaklıklar görülebilir. Bir nükleotidin karşısına yanlış nükleotid yerleşmesi ya da nükleotid yerleşmemesi gibi hatalar onarılabilir. Ancak DNA ipliğinin her iki tarafında nükleotid olmaması gibi hatalar onarılamaz.

Onarılabilir hata Onarılamaz hata

(9)

Kerim Kürşat GÜNEY | Ünite 2. DNA ve Genetik Kod 9 Sınavlarda Çıkmış Sorular:

LGS 2019

(10)

Kerim Kürşat GÜNEY | Ünite 2. DNA ve Genetik Kod 10 LGS 2018

(11)

(12)

(13)

(14)

Kerim Kürşat GÜNEY | Ünite 2. DNA ve Genetik Kod 14 Kalıtım

Kalıtım konusunda canlıların sahip oldukları kalıtsal bilgilerin anne ve babadan çocuklara nasıl aktarıldığı anlatılacaktır. Tüm canlılarda (gelişmiş canlılarda-ökaryot) kalıtsal bilgiler anne ve babadan gelen çitler halinde hücre çekirdeklerinde bulunur.

Çevre etkileriyle köklü olarak değiştirilemeyen ve DNA üzerinde gen adı verilen bölgelerde bulunan özellikler, döllenme sırasında, dişi ve erkeğin kromozomları aracılığıyla bir kuşaktan ötekine geçer. Canlıların özelliklerini taşıyan bu genlerin nasıl aktarıldığını ve özelliklerin ortaya çıkışını inceleyen bilim dalına kalıtım veya genetik denir.

Sahip olduğumuz genleri anne ve babamızdan alırız. Biri anneden diğeri babadan gelen gen çiftlerine alel adı verilmektedir. Alel genlerin oluşturduğu yapıya genotip adı verilir. Bu genler ve çevre etkisi ile oluşan dış görünüşe ise fenotip adı verilir.

GEN YAPISI = GENOTİP GENOTİP + ÇEVRESEL ETKİLER = FENOTİP

Genlerimizde bulunan her özellik dış görünüşümüzde ortaya çıkmayabilir. Canlıların vücutlarında her kalıtsal özellik için biri anneden diğeri babadan gelmiş olan bir çift gen bulunur. Örneğin saçın düz veya kıvırcıklık özelliği için anneden ve babadan gelen birer gen

(15)

Kerim Kürşat GÜNEY | Ünite 2. DNA ve Genetik Kod 15 birlikte iş yapar. Bu genlerin biri zayıf ve diğeri güçlü olabilir. Bu durumda güçlü olan genin özelliği yavru canlıda görülür. Kendi özelliğini her zaman gösteren güçlü genlere baskın gen (dominant) adı verilir. Kendi özelliğini her zaman gösteremeyen, anne ve babadan zayıf genler geldiğinde özelliğini gösterebilen genlere çekinik gen (resesif) denir.

Baskın genler gösterilirken büyük harfler (A, B, C … ) kullanılır.

Çekinik genleri göstermek için küçük harfler (a, b, c ….) kullanılır.

Biri anneden diğeri babadan gelen gen çifti olan alel genler, saf ve melez döl olarak iki gruba ayrılır. Eğer anne ve babadan gelenlerden biri baskın diğeri çekinik ise (Aa, Bb, Cc ….) melez döl (heterozigot) olarak adlandırılır. Eğer anne ve babadan gelenlerden her ikisibaskın veya çekinik ise (AA, BB, CC, aa, bb, cc ….) saf döl (homozigot) olarak adlandırılır.

Tohum şekli karakteri ile ilgili olarak; düz tohum geni baskın ve buruşuk tohum geni çekiniktir.

Buna göre, bu tohum şekli karakteri için aşağıda “D” ve “d” harfleri ile kodlanmış genleri uygun harf ve bezelye şekillerini uygun alel ile eşleştiriniz.

DD

Buruşuk tohum geni

d

Dd D

Düz tohum geni

dd

Tohum rengi karakteri ile ilgili olarak; sarı tohum geni baskın ve yeşil tohum geni çekiniktir.

Buna göre, bu tohum rengi karakteri için aşağıda “S” ve “s” harfleri ile kodlanmış genleri uygun harf ve bezelye şekillerini uygun alel ile eşleştiriniz.

SS

Sarı tohum geni

S

Ss s

Yeşil tohum geni

ss

(16)

Kerim Kürşat GÜNEY | Ünite 2. DNA ve Genetik Kod 16 Aşağıdaki görselde yaprak yapısı farklı, aynı türsen iki bitki verilmiştir. Bu bitkilerde sık yaprak baskın, seyrek yaprak çekiniktir. Her iki bitkinin de homozigot olduğu bilindiğine göre, bitkilerin genotipleri nasıl olmalı.

Aşağıdaki görselde çiçeğin bulunduğu yer farklı, aynı türsen iki bitki verilmiştir. Bu bitkilerde çiçek yanda baskın, çiçek uçta çekiniktir. Bir bitkinin bitkinin homozigot, diğerinin heterozigot olduğu bilindiğine göre, bitkilerin genotipleri nasıl olmalı.

(17)

Kerim Kürşat GÜNEY | Ünite 2. DNA ve Genetik Kod 17 İnsanlar binlerce yıldır farklı özelliklerin ebeveynlerden çocuklara onlardan da yeni nesillere aktarıldığını gözlemlemekteydiler. Bitki ve hayvanlardan istenen özellikleri gösterenlerin eşleşmesine izin vererek daha fazla verim elde etmeye çalışmışlardır. Fakat 19. yy ortalarında Gregor Mendel adlı Avusturya’lı bir rahip tarafından yapılan bilimsel araştırmalara kadar, farklı özelliklerin yeni nesillere nasıl aktarıldığı açıklanamamıştır. Gregor Mendel’in bezelyeler ile yaptığı çalışmalar insanların binlerce yıldır bildiği bir durumun nasıl gerçekleştiğini açıklaması ve bu konuda çalışacak bilim insanlarına ufuk açması bakımından önemlidir.

Mendel nesilden nesile, faktör adını verdiği farklı özelliklerin aktarılmasını incelemek için bezelyeleri kullanmıştır. Bezelyeler, hızlı ve kolay yetiştirilebilmeleri, incelenecek kalıtsal özelliklerin kolay gözlemlenebilir olması ve sunni polenleme (bu konuda internette bir arama yaparak daha ayrıntılı bilgiler elde edebilirsiniz) yolu ile aktarımının kolay olması gibi avantajlardan dolayı seçilmiştir.

Mendel’in yaptığı çalışmaları anlayabilmek için bezelye tohum rengi ile ilgili çalışmaları sıklıkla örnek olarak verilmektedir. Bezelye tohumları sarı ve yeşil olmak üzere iki farklı renge sahiptir.

Sarı ve yeşil tohumun nasıl oluştuğunu araştıran Mendel peş peşe bazı denemeler yapmıştır.

Bu denemelerde yapay tozlaştırma adı verilen yöntem kullanılmıştır. Bu yöntem sayesinde Mendel her seferinde istediği bezelyelerin eşleştirilmesini sağlamıştır.

Deneme 1: Yeşil tohumlu bezelyeleri kendi aralarında çaprazlamıştır. Sonuçta hep yeşil bezelyeler oluşmuştur.

Bu örnekte olduğu gibi her çaprazlamada yeşil renk tohum veren bezelyeye benzer şekilde, yavrulara sadece tek özellik aktaran genetik yapıya saf döl adı verilir. Mendel, kullandığı bezelyelerin saf döl yeşil renkli olduğunu bulmuştur.

Deneme 2: Sarı tohumlu bezelyeleri kendi aralarında çaprazlamıştır. Çaprazlama sonucunda oluşan bezelyelerin çoğu sarı tohumlu olurken aralarında yeşil tohumlu olanlarda gözlemlenmiştir. Yani yeşil tohumlu bezelyelerde olduğu gibi yavruların tamamı anne babanın özelliklerini göstermemiştir.

Bu sonuç neticesinde Mendel, sarı renk tohum özelliğinin altında gizli olarak yeşil renk tohum özelliği bulunabileceğini ifade etmiştir. Daha sonra bu durum baskın ve çekinik

(18)

Kerim Kürşat GÜNEY | Ünite 2. DNA ve Genetik Kod 18 genler olarak açıklanacaktır. Yani bazı genler diğerlerine göre kendi özelliklerini gösterme konusunda daha baskındırlar/başarılıdırlar. Bu örnekte olduğu gibi her çaprazlamada sarı renk tohum vermeyen bezelyeye benzer şekilde, yavrulara tek özellik aktarmayan genetik yapıya melez döl adı verilir. Mendel, kullandığı bezelyelerin melez döl sarı renkli olduğunu bulmuştur.

Deneme 3: Mendel, her çaprazlamada sarı renk tohumlu bezelye oluşturabilecek saf sarı tohumlu bezelye elde edebilmek için Deneme 2’de elde edilen bezelyelerden sarı tohumlu olanları sürekli olarak kendi aralarında çaprazladı. Sonunda tüm yavruların sarı renk tohumlu olduğu bezelyeler elde edildi.

Bu şekilde her çaprazlamada sarı renk tohum veren bezelye saf döl sarı olarak adlandırılmıştır.

(19)

Kerim Kürşat GÜNEY | Ünite 2. DNA ve Genetik Kod 19 Deneme 4: Saf döl yeşil tohumlu bezelye ve saf döl sarı tohumlu bezelye elde eden Mendel bu iki saf döl bezelyeyi kendi arasında çaprazlamıştır (1. çaprazlama) . Bu çaprazlamadan elde edilen bezelyeleri de kendi aralarında ikinci bir çaprazlamada kullanmıştır (2. çaprazlama).

Yukarıda görüldüğü gibi ilk yavru bezelyelerin hepsi sarı tohumlu olmuştur. İlk çaprazlama sonucu oluşan yavru bezelyeler ilk kuşak bezelye anlamında F1 olarak adlandırılır. İkinci çaprazlama ile ilde edilen yavru bezelyeler ise ikinci kuşak anlamında F2 olarak adlandırılır.

Birinci kuşakta (F1) oluşan sarı tohumlu bezelyeleri de kendi aralarında çaprazladığında, dış görünüşlerine bakılarak, ¼ (%25) oranında yeşil tohumlu ve ¾ (%75) oranında sarı tohumlu bezelye elde edilmiştir. (dış görünüşlerine bakıyoruz, çünkü şimdilik genlerinin nasıl olduğu konusunda bir bilgimiz yok)

Mendel bu deneme ile faktör adını verdiği özelliklerin (Bu özelliklere günümüzde alel adı verilmektedir. Biri anneden diğeri babadan gelen gen çifti olan aleler karakterlerin aktarılmasından sorumludur. ) anne ve babalardan çocuklara geçtiğini ve bazen dış görünüşte gözlemlenmese bile özelliklerin aktarılabileceğini göstermiştir. Yukarıdaki örnekte ilk çaprazlama sonucu tüm yavrular (F1) sarı tohumlu iken ardından sarı tohumlular ile yapılan çaprazlamada (F2) yeşil tohumlu bezelyeler oluşmuştur. Bu durum bize saklı özellikler olabileceğini göstermektedir. Bu saklı özellikler çekinik veya resesif genler ile aktarılmaktadır.

Mendel’in çalışmaları sayesinde günümüzde yeni nesillere kalıtsal özelliklerin nasıl aktarıldığını bilebiliyoruz.

1. çaprazlama

2. çaprazlama

F1

F2

(20)

Kerim Kürşat GÜNEY | Ünite 2. DNA ve Genetik Kod 20 Karakterlerin Çaprazlaması

Eşeyli üreyen canlılarda karakterleri oluşturan alel genlerin nesilden-nesile nasıl aktarıldığının gösterilmesine çaprazlama adı verilir.

Çaprazlamada, anne ve babanın sahip olduğu karakterleri oluşturan alel genler birbiri üzerine dağıtılır. Oluşan yavruların genotip (gen yapısı) ve fenotipleri (gen yapısına bağlı olarak dış görünüşü) bulunmaya çalışılır.

Karakter çaprazlamasında iki yöntem kullanacağız.

Çizgiler ile genlerin eşlenmesi Kare ile genlerin eşlenmesi Karakterleri oluşturan alel genler yazılır ve

her bir genden çizgiler çizilerek eşleşme ihtimalleri gösterilir.

Annenin 1. geni ile babanın 1. geni Annenin 1. geni ile babanın 2. geni Annenin 2. geni ile babanın 1. geni Annenin 2. geni ile babanın 2. geni

eşleştirilir ve yeni aleller oluşturulur.

Çaprazlamalarda ikinci bir yöntem olarak kutular kullanılabilir. Dişi ve erkeğin karakterleri satır ve sütuna ayrı ayrı yazılır.

Kesiştiği kutulara da iki karakter beraber yazılır.

Not: Çaprazlamada elde edilen sonuçlar ihtimali verir, kesinlik belirtmez. % 100 kesin ortaya çıkar, % 0 imkansızdır, % 50 yarı yarıya olabilir veya olmayabilir.

(21)

Kerim Kürşat GÜNEY | Ünite 2. DNA ve Genetik Kod 21 Çaprazlama ası verilen yöntem ile alel genlerin, anne ve babadan yavrulara hangi ihtimaller ile aktarılabileceği gösterilmektedir. Aşağıdaki görselde alel genlerin nasıl aktarıldığı şematize edilmiştir.

(22)

Kerim Kürşat GÜNEY | Ünite 2. DNA ve Genetik Kod 22 Aşağıdaki örnekleri birlikte yapalım.

Örnek-1: Homozigot yuvarlak bir bezelye ile buruşuk bir bezelye çaprazlandığında oluşacak yavru bezelyelerin geneotip ve fenotiplerinin dağılımları ne olur?

Yuvarlak bezelye

Genotipi BB veya Bb olabilir. Soruda Homozigot olduğu belirtildiğine göre genotipi BB olmalı

Buruşuk bezelye

Buruşukluk özelliği çekiniktir. Bu özelliğin orta çıkabilmesi için alel genlerin ikisi de çekinik özellikte olması gerekir. Yani genotipi bb olmalı

Bu durumda çaprazlama BB ve bb genleri arasında yapılacaktır.

Belirtilen özellikte iki bezelye ait alel genler yazılıyor.

Sonuçta tüm bezelyeler melez yuvarlak tohumlu oluyor. Fenotipi

%100 yuvarlak tohumlu

bezelyelerden oluşuyor. Genotipi işe %100 Bb yani

%100 heterozigot.

(23)

Kerim Kürşat GÜNEY | Ünite 2. DNA ve Genetik Kod 23 BB

bb

B B

b Bb Bb

Yukarıda gösterilen iki yöntemde de tüm yavru bezelyeler yani %100’ü, melez yuvarlak tohumlu olarak oluşuyorlar.

(24)

Kerim Kürşat GÜNEY | Ünite 2. DNA ve Genetik Kod 24 Örnek-2: Heterozigot yuvarlak bir bezelye ile buruşuk bir bezelye çaprazlandığında oluşacak yavru bezelyelerin geneotip ve fenotiplerinin dağılımları ne olur?

Heterozigot yuvarlak bezelye

Soruda heterozigot olduğu belirtildiğine göre genotipi Bb olmalı

Buruşuk bezelye

Buruşukluk özelliği çekiniktir. Bu özelliğin orta çıkabilmesi için alel genlerin ikisi de çekinik özellikte olması gerekir. Yani genotipi bb olmalı

Bu durumda çaprazlama Bb ve bb genleri arasında yapılacaktır.

Sonuçta bezelyelerin fenotipi %50 yuvarlak tohumlu ve %50 buruşuk tohumlu oluyor.

Genotip oranları

%50 Bb ve %50 bb dir.

Bb

bb

B b

b Bb bb

Yukarıda gösterilen iki yöntemde de yavru bezelyelerin fenotipleri %50 düz ve %50 buruşuk tohumludur. Genotipleri ise %50 Bb ve %50 bb şeklindendir.

(25)

Kerim Kürşat GÜNEY | Ünite 2. DNA ve Genetik Kod 25 Örnek-3: Heterozigot yuvarlak bir bezelye ile Heterozigot yuvarlak bir bezelye çaprazlandığında oluşacak yavru bezelyelerin geneotip ve fenotiplerinin dağılımları ne olur?

Bu durumda çaprazlama Bb ve Bb genleri arasında yapılacaktır.

Sonuçta bezelyelerin

fenotipi ¾’ü yuvarlak tohumlu ve ¼’ü buruşuk tohumlu oluyor.

Genotip oranları

%25 BB, %50 Bb ve

%25 bb

şeklindedir.

Bb

B b

B BB Bb

b Bb bb

Yukarıda gösterilen iki yöntemde de yavru bezelyelerin fenotipleri %75 düz tohumlu (3/4) ve

%25 buruşuk tohumludur (1/4). Genotipleri ise %25 BB (1/4), %50 Bb (2/4) ve %25 bb (1/4) şeklinde bir dağılıma sahiptir.

(26)

Kerim Kürşat GÜNEY | Ünite 2. DNA ve Genetik Kod 26 Örnek-4: Heterozigot yuvarlak bir bezelye ile Homozigot yuvarlak bir bezelye çaprazlandığında oluşacak yavru bezelyelerin geneotip ve fenotiplerinin dağılımları ne olur?

Homozigot yuvarlak bezelye

Soruda homozigot olduğu belirtildiğine göre genotipi BB olmalı

Bu durumda çaprazlama BB ve Bb genleri arasında yapılacaktır.

Genotip oranları:

Fenotip oranları:

(27)

Kerim Kürşat GÜNEY | Ünite 2. DNA ve Genetik Kod 27 Örnek-5: Homozigot yuvarlak bir bezelye ile Homozigot yuvarlak bir bezelye çaprazlandığında oluşacak yavru bezelyelerin geneotip ve fenotiplerinin dağılımları ne olur?

Homozigott yuvarlak bezelye

Homozigot yuvarlak bezelye

Bu durumda çaprazlama BB ve BB genleri arasında yapılacaktır.

Genotip oranları:

Fenotip oranları:

(28)

Kerim Kürşat GÜNEY | Ünite 2. DNA ve Genetik Kod 28 Örnek-6: Buruşuk bir bezelye ile buruşuk bir bezelye çaprazlandığında oluşacak yavru bezelyelerin geneotip ve fenotiplerinin dağılımları ne olur?

Buruşuk bezelye Soruda buruşuk olduğu belirtildiğine göre genotipi bb olmalı

Bu durumda çaprazlama bb ve bb genleri arasında yapılacaktır.

Genotip oranları:

Fenotip oranları:

(29)

Kerim Kürşat GÜNEY | Ünite 2. DNA ve Genetik Kod 29 Cinsiyetin Oluşumu

Bezelyelerde görülen karakter aktarım şekli diğer canlılarda da benzerlik gösterir.

Dil yuvarlama, göz rengi, kıvırcık ya da düz saçlı olma gibi özelliklerin aktarımı tıpkı bezelyelerdeki gibi gerçekleşir.

Dişi ve erkek bireylerin vücut yapıları arasında bazı farklılıklar vardır. Bunun nedeninin dişi ve erkek bireylerin farklı eşey kromozomları taşımasıdır. Dişilerin taşıdıkları eşey kromozomları XX, erkeklerin ise XY şeklindedir. Döllenme sırasında anne ve babadan gelen birer eşey kromozomu yan yana gelerek yavrunun cinsiyetini belirler. Aşağıda bu durum bir örnek ile gösterilmiştir.

Sonuç olarak oluşabilecek çocuklar ½ (%50) ihtimal ile kız ve ½ (%50) ihtimal ile erkektir.

Görüldüğü gibi cinsiyet kromozomunun aktarılması sırasında dişiden sadece X kromozomu aktarılırken erkekten X veya Y kromozomunun aktarılmaktadır. Buna bağlı olarak çocuğun cinsiyetinin anneden değil babadan gelen eşey kromozomu ile belirlenmektedir. Her zaman kız veya erkek omla ihtimali %50’dir.

Kalıtsal Hastalıklar

Tüm canlıların anne–babalarından (atalarından) aldıkları özelliklere kalıtsal özellikler denir.

Kalıtsal özellikler kromozomlar üzerinde bulunan genler ile taşınır. Saç rengi, göz rengi, ten rengi yanında canlıların çok farklı kalıtsal özellikleri vardır. Canlılardaki kalıtsal özelliklerden biride kalıtsal hastalıklardır. Canlılarda bazen genler ile de hastalıklar aktarılabilmektedir.

Kalıtsal hastalıkların tamamı kromozomların üzerinde bulunan genlerle oğul döllere (yavrulara) taşınır. Kalıtsal hastalıkların bir kısmı anne ve babadan veya her ikisinden gelen vücut kromozomları üzerindeki genlerle bir kısmı da cinsiyet (eşey) kromozomları üzerindeki genlerle taşınır. Canlılarda hastalığa neden olan genler bu hastalıkların nesilden nesile aktarılmasına neden olur. Kalıtsal hastalıkları taşıyan genler baskın veya çekinik olabilir.

Vücut kromozomları ile taşınan kalıtsal hastalıkların genleri baskın veya çekinik olabilir. Eğer hastalık geni çekinik ise hem anneden hem de babadan bu hastalık geninin çocuğa aktarılması gerekir. Baskın genle aktarılan özellik ise, tek bir ebeveynden aktarılması yeterlidir.

(30)

Kerim Kürşat GÜNEY | Ünite 2. DNA ve Genetik Kod 30 Vücut kromozomları ile taşınan kalıtsal hastalıklardan gece körlüğü, kısa parmaklılık, cücelik, kalıtsal miyopluk ve hipermetropluk, katarakt baskın genlerle taşınır. Sağırlık, dilsizlik, albinoluk (saç, el, ayakta renk pigmenti üretilmemesi), orak hücreli anemi, Down sendromu (mongolizm), Akdeniz anemisi, sistik fibrozis, şeker hastalığı, altıparmaklılık ise çekinik genlerle taşınır.

Cinsiyet kromozomları ile taşınan kalıtsal hastalıkların genleri çekiniktir. Cinsiyet kromozomları ile taşınan hemofili, renk körlüğü gibi kalıtsal hastalıkların genleri X kromozomu üzerinde;

kellik, balık pulluluk gibi hastalıkların genleri Y kromozomu üzerinde bulunur. Yani kellik, balık pulluluk gibi hastalıklar sadece erkeklerde görülür.

Ülkemizde En Sık Rastlanan Genetik Hastalıklar Akdeniz anemisi ve Kistik fibrozdur.

Talesemi (Akdeniz Anemisi) : Aşırı kansızlığa neden olan bu hastalık kemik yapısında bozulmalara ve büyümede gecikmeye yol açar.

Kistik Fibroz : Bu hastalık bireylerin salgı sistemlerini etkiler ve ilerleyen zamanlarda iç organların ciddi derecede zarar görmesine neden olur.

Bu genetik hastalıklar çoğunlukla akraba evliliği sonucu doğan çocuklarda görülmekle birlikte malesef kesin bir tedavisi yoktur ve oldukça ölümcül hastalıklardır.

(31)

Kerim Kürşat GÜNEY | Ünite 2. DNA ve Genetik Kod 31 Akraba Evliliği

Genler sadece saç rengi, boy uzunluğu, burun şekli gibi özellikleri değil bazı hastalıkları da taşıyabilir. Genlerle taşınan ve dölden döle aktarılabilen hastalıklara kalıtsal hastalıklar adı verilir. Bunlardan bazıları baskın, bazıları çekinik genlerle taşınır. Akrabaların gen yapıları yabancı insanlara göre daha fazla ortak nokta taşır. İki akrabada benzer hastalık geninin bulunma ihtimali yabancı insanlara göre daha fazladır. Hastalık geni taşımalarına rağmen bazı insanlar hasta olmayabilir. Hem sağlam gene hem hastalık genine sahip olan bu bireylere taşıyıcı adı verilir. Hastalık, kalıtsal olarak aktarılıyorsa bireyin akrabalarının çoğu taşıyıcı olabilir. Akraba evliliği yapanlarda taşıyıcı bireylerin yan yana gelmesi ve hasta birey oluşturması ihtimali oldukça yüksektir. Akrabalık derecesi arttıkça hastalığın ortaya çıkma ihtimali o kadar artar. Akraba olmayan iki bireyin aynı hastalık genini taşıma ve hasta birey oluşturma olasılığı ise daha düşüktür. Aralarında kan bağı olan kişiler arasında yapılan evliliklere akraba evliliği denir ve bu evlilikler sonucu doğan çocuklara ailede var olan bir hastalığın genlerinin aktarılması ihtimali normal evliliklere göre daha fazladır. Akraba evliliği sonucu doğan çocukların hepsi hasta olmaz. Fakat hasta gen taşıma ihtimalleri diğer evliliklerden fazladır.

Aşağıda verilen ilk iki çaprazlamada hasta çocuk dünyaya gelmez iken üçüncü çaprazlamada hasta çocuk dünyaya gelmektedir.

(32)

Kerim Kürşat GÜNEY | Ünite 2. DNA ve Genetik Kod 32 Son örnekte birbirine benzer şekilde genotiplerinde bir hastalık geni taşıyan anne ve baba gösterilmektedir. Kendilerinde hastalık görülmediği halde çocuklarında bu hastalık görülebilmektedir.

(33)

Kerim Kürşat GÜNEY | Ünite 2. DNA ve Genetik Kod 33 Örnek Çalışmalar:

Aşağıda, çiçeği yanda olan iki bezelyenin çaprazlanması gösterilmektedir. Bu çaprazlama sonucunda oluşabilecek bezelyeleri kutucuklara yazınız.

(34)

Kerim Kürşat GÜNEY | Ünite 2. DNA ve Genetik Kod 34 Aşağıdaki örnekte, çiçekleri yanda olan iki bezelye çaprazlanmıştır. Sonuçta elde edilen dört bezelye bitkisinin üç tanesi (%75) çiçek yanda iken bir tanesinde (%25) çiçek uçtadır. Buna göre çaprazlanan bezelyelerin ve oluşan bezelyelerin genotipleri ne olabilir.

(35)

Kerim Kürşat GÜNEY | Ünite 2. DNA ve Genetik Kod 35 Aşağıdaki örnekte, çiçekleri yanda olan ve çiçekleri uçta olaniki bezelye çaprazlanmıştır.

Sonuçta elde edilen dört bezelye bitkisinin iki tanesi (%50) çiçek yanda iken iki tanesinde (%50) çiçek uçtadır. Buna göre çaprazlanan bezelyelerin ve oluşan bezelyelerin genotipleri ne olabilir.

(36)

Kerim Kürşat GÜNEY | Ünite 2. DNA ve Genetik Kod 36 Aşağıdaki çaprazlamaları uygun genotipler ile tamamlayınız. Oluşan tohumların genotip ve fenotip oranlarını yazınız.

(37)

Kerim Kürşat GÜNEY | Ünite 2. DNA ve Genetik Kod 37 Aşağıda verilen çaprazlamaları yapıp fenotip-genotip oranlarını yazınız. (A: Sarı tohum a: Yeşil tohum)

1. AA x aa

Çaprazlama:

Genotip:

Fenotip:

2. Aa x Aa

Çaprazlama:

Genotip:

Fenotip:

3. Aa x aa

Çaprazlama:

Genotip:

Fenotip:

4. AA x Aa

Çaprazlama:

Genotip:

Fenotip:

5. aa x aa

Çaprazlama:

Genotip:

Fenotip:

6. AA x AA

Çaprazlama:

Genotip:

Fenotip:

Aşağıda verilen çaprazlamaları yapıp fenotip-genotip oranlarını yazınız. (B: Siyah saç a: Sarı saç)

1. BB x bb

Çaprazlama:

Genotip:

Fenotip:

2. Bb x Bb

Çaprazlama:

Genotip:

Fenotip:

(38)

3. Bb x bb

Çaprazlama:

Genotip:

Fenotip:

4. BB x Bb

Çaprazlama:

Genotip:

Fenotip:

5. bb x bb

Çaprazlama:

Genotip:

Fenotip:

6. BB x BB

Çaprazlama:

Genotip:

Fenotip:

Aşağıda verilen çaprazlama sorularını yanıtlayınız.

Homozigot kahverengi göz rengi ile homozigot yeşil göz renginin çaprazlanması sonucu elde edilen karakterlerin fenotipgenotip oranlarını yazınız. (B:

Kahverengi göz b: Yeşil göz)

Homozigot mor çiçek ile heterezigot mor çiçeğin çaprazlanması sonucu elde edilen karakterlerin fenotip-genotip oranlarını yazınız. (Mor Çiçek: Baskın Beyaz Çiçek:

Çekinik)

Heterezigot yeşil tohumlu iki karakterin çaprazlanması sonucu elde edilen karakterlerin fenotip-genotip oranlarını yazınız. (Yeşil Tohum: A Sarı Tohum: a)

Heterezigot koyu tenli birey ile homozigot açık tenli birayin çaprazlanması sonucu oluşan karakterlerin fenotip-genotip oranlarını yazınız. (Koyu Ten: Baskın Açık Ten: Çekinik)

(39)

Kerim Kürşat GÜNEY | Ünite 2. DNA ve Genetik Kod 39 Melez mor çiçekli ve beyaz çiçekli iki bireyin

çaprazlanması sonucu oluşan karakterlerin fenotip-genotip oranlarını yazınız. (Mor Çiçek: Baskın Beyaz Çiçek: Çekinik)

Melez yuvarlak tohumlu iki bezelyenin çaprazlanması sonucu oluşan tohumların fenotip-genotip oranlarını yazınız.

(Yuvarlak Tohum: Baskın Buruşuk Tohum:

Çekinik)

Saf mor çiçekli iki bezelyenin çaprazlanmasıyla oluşabilecek tohumların fenotip-genotip oranlarını yazınız. (Mor Çiçek: Baskın Beyaz Çiçek: Çekinik)

Homozigot yapışık kulak memeli iki bireyin çaprazlanması sonucu elde edilecek karakterlerin fenotip-genotip oranlarını yazınız. (Ayrık Kulak Memesi: Baskın Yapışık Kulak Memesi: Çekinik)

Çaprazlama sonucu %100 heterezigot sarı tohumlu bezelye elde edildiğine göre çaprazlanan bezelyelerin genotipi nedir?

(Yeşil Tohum: A Sarı Tohum: a)

Çaprazlama sonucu %50 heterezigot mor çiçekli bezelye elde edildiğine göre çaprazlanan bezelyelerin genotipi nedir?

(Mor Çiçek: Baskın Beyaz Çiçek: Çekinik)

Çaprazlama sonucu %25 homozigot buruşuk tohumlu bezelye elde edildiğine göre çaprazlanan bezelyelerin genotipi nedir? (Yuvarlak Tohum: Baskın Buruşuk Tohum: Çekinik)

(40)

(41)

Kerim Kürşat GÜNEY | Ünite 2. DNA ve Genetik Kod 41 2019

(42)

(43)

(44)

(45)

(46)

Kerim Kürşat GÜNEY | Ünite 2. DNA ve Genetik Kod 46 Mutasyon ve Modifikasyon

Radyasyon, X ışınları, ultraviyole, ani sıcaklık değişimleri, kimyasallar gibi farklı dış etkiler ile canlıların DNA’larında meydana gelen değişimlere Mutasyon adı verilir. Örneğin Nükleer santrallerdeki sızıntılar, güneş ışınlarına koruma olmadan aşırı maruz kalma, yiyecekleri çok sıcak tüketme, sürekli olarak egzoz dumanı, atık gazlara maruz kalma gibi durumlar mutasyonlara neden olur. Mutasyonlar genetik yapıda meydana gelen ani değişimlerdir.

Genellikle zararlıdırlar. Vücut hücrelerinde (el, ayak, mide, göz vb.) meydana gelen mutasyonlar yavrulara aktarılmaz. Fakat üreme hücrelerinde (yumurta ve sperm) görülen mutasyonlar yavrulara aktarılır. Çevre faktörleri ile DNA’nın işleyişinde meydana gelen değişimlere modifikasyon adı verilir. Modifikasyonlara, güneş ışığı ile cildin bronzlaşması veya spor sonucu kasların gelişmesi örnek verilebilir. Çevre şartları DNA’yı etkiler ve DNA’nın çalışma şekli değişir. Eğer DNA’nın yapısı değişir ise Mutasyon oluşur.

Aynı genotipe sahip tek yumurta ikizleri farklı ortamlarda büyütülürse kültür, iklim, beslenme şartları nedeniyle bu ikizlerin vücut özellikleri, zekâ ve kültür düzeyleri ile davranış ve kişilikleri farklı olur. Bu durum modifikasyondur. Gen yapıları (genotip) aynı, fakat birbirlerinden farklı dış görünüşe (fenotip) sahip olurlar.

Mutasyonlar geçici değildir. Buna karşın genlerin çevre etkisine bağlı olarak farklı çalışması olan Modifikasyonlar geçicidir. Örneğin yazın tenimizin bronzlaşması ve kışın renginin tekrar açılması modifikasyondur. Yani vücudumuzun çevresel değişikliklere karşı verdiği bir tepkidir.

Fakat aşırı güneşlenme sonucu oluşan cilt kanseri Mutasyondur.

Mutasyon örnekleri Modifikasyon örnekleri

Altı parmaklılık, iki başlılık, orak hücreli anemi, hemofili, albinoluk vb.

Çuha çiçeğinin kırmızı veya mavi olması, saç renginin güneş altında açılması, kraliçe ve işçi arı oluşumu vb.

Aşağıda bazı mutasyon örnekleri verilmiştir. Bu mutasyonlar nesilden nesile aktarılırlar.

Bunu yanında zamanla canlı vücudunda oluşan mutasyonlar da vardır. Örneğin kanser sonradan oluşan bir mutasyondur. Uzun süre sigara kullanımı sonucu akciğer hücrelerinin zararlı gazlara maruz kalması sonucu genetik yapılarında meydana gelen değişim ile kanser oluşabilmektedir. Kanserli bir kişinin çocuğu kanser hastası olarak doğmaz. Yani bu mutasyonlar kalıtsal olarak aktarılmazlar.

(47)

Mutasyon Modifikasyon

Genlerin yapısında meydana gelen değişimlerdir.

Genlerin işleyişinde meydana gelen değişimlerdir.

Mutasyona neden olan etken ortadan kalkınca canlı eski hâline geri dönemez.

Modifikasyona neden olan etken ortadan kalkınca canlı eski hâline geri döner.

Üreme hücrelerinde meydana gelen mutasyon kalıtsaldır.

Modifikasyonların hiçbiri kalıtsal değildir.

Kimyasal maddeler, yüksek sıcaklık gibi çevresel etkenler sonucu ortaya çıkar. Yararlı veya zararlı olabilirler.

Sıcaklık, ısı, nem ve ışık gibi çevresel etkenler sonucu ortaya çıkar.

Varyasyon

Varyasyon çeşitlilik anlamına gelir. Aynı türe ait canlıların tamamı aynı özellikte değildir.

Yukarıda bezelyeler ile ilgili çalışmalarda gördük ki, tohum şekli yuvarlak veya buruşuk, sarı veya yeşil olabiliyor. İnsanlar için düşünürsek, Afrika’da yaşayan ile Kuzey Avrupa’da yaşayanlar arasında farklılıklar bulunmaktadır. Bu durum aynı türe ait canlıların birbirinden farklı özellikler taşıyabileceği anlamına gelir. Bu farklılıklar varyasyon yani tür içi çeşitlilik olarak adlandırılır.

Adaptasyon

Adaptasyon dinamik bir süreçtir. Bu süreçte bulunulan ortama uyum söz konusudur. Canlıların bulundukları ortamda yaşama ve üreme şansını artıran kalıtsal özellikler kazanmasına Adaptasyon denir. Adaptasyon, canlıların yaşadıkları ortama uyum sağlamalarına denir ve uzun yıllar içinde gerçekleşir.

Adaptasyonlar kalıtsal olduğu için kazanılan özellikler sonraki nesillere aktarılır.

Kısaca Adaptasyon, canlının belirli bir çevrede hayatta kalma şansını arttıran kalıtsal özelliklerin tümüdür.

Canlılarda meydana gelen adaptasyonlar biyolojik çeşitliliğin oluşmasını sağlar.

Bu konuda en yaygın verilen örnek İngiltere’de sanayi devriminde Biston betularia adlı kelebek türündeki değişimdir. Bu tür kelebek türünün bireyleri açık ve koyu olmak üzere iki farklı renge sahiptir. İngiltere’de sanayi devriminde çevrenin çok kirletilmesi ile binaların ve bitkilerin üzeri koyu bir kül tabakası ile kaplanmıştır. Bunun sonucunda açık renge sahip olan kelebekler saklanamamış ve kuşlar tarafından yenmiştir.

(48)

Kerim Kürşat GÜNEY | Ünite 2. DNA ve Genetik Kod 48 (Kaynak: http: //web.nmsu.edu/~wboeckle/biston.html)

Açık renkli kelebekler çevreye uyum sağlayamamış yani adapte olamamışlardır. Koyu renkli olanlar ile çevreye adapte olmuşlar ve yaşamlarını sürdürmüşlerdir. Geçen zaman içinde aynı tür kelebeklerde koyu renkli canlılar çoğalmış ve açık renkli canlıların sayısı azalmıştır. Bir süre sonra tüm kelebekler koyu renkli hale gelmiştir. Bu durum kelebek türünün çevreye adaptasyonun (uyumunun) sonucudur.

Aşağıda hayali bir canlı türüne ait adaptasyon örnekleri gösterilmiştir. Birinci örnekte hayali hayvanımızın yaşadığı ortamdaki bitki türleri kısa ve yere yakın türlerden oluşmaktadır. Bu durumda hayali hayvanımızın uzun boylu olan akrabaları beslenme konusunda sorun yaşayıp bir düre sonra doğal seçilim ile yok olmaktadır.

Aynı hayvanımızın yaşadığı bir başka alanda ise bulunan bitkiler yerden oldukça yüksektir. Yere yakın bitkilerin olmadığı bu ortamda ise aynı türün kısa boylu akrabaları yok olacaktır ve geriye uzun boylu olanlar kalacaktır.

(49)

Kerim Kürşat GÜNEY | Ünite 2. DNA ve Genetik Kod 49 Bu durum bulunulan ortama uygun olan özelliklere sahip hayvanların yaşama şansının diğerlerine göre fazla olmasından kaynaklanmaktadır.

Canlıların, doğada farklılaşan yaşam alanlarına uyum sağlayan (adaptasyon gösterenlerin) hayatta kalmasına, uyum sağlayamayanların ise yok olmasına doğal seçilim denir.

Doğal seçilim ile çevreye en iyi uyumu sağlayan ve güçlü olan canlılar hayatta kalmakta, uyum sağlayamayanlar yok olmaktadır. Canlılar arası rekabet, iklim şartları, beslenme, hastalıklar doğal seçilim nedenlerindendir. Yukarıda verilen iki örnekte ortama uyum sağlayamayan canlılar, yani beslenemeyen canlılar yok olmuşlardır. Bu duruma doğal seçilim denmektedir.

Aşağıdaki ilk resimde soğuk bölgelerde, ikinci resimde ise sıcak bölgelerde yaşayan tilkilere ait örnek verilmiştir.

İki tilki de aynı tür olmalarına karşın bulundukları ortamın iklimi, besin çeşitleri gibi özelliklerine uygun olarak adaptasyonlar geliştirmişlerdir.

Hangisi, soğuktan korunmak için kalın bir kürke sahiptir?

Hangisi daha kolay saklanabilmek için toprak rengi kürke sahiptir?

Hangisi ısı kaybını azaltmak için kısa bacak ve kulaklara sahiptir?

Belli bölgelerde yaşayan farklı türdeki hayvanlar benzer adaptasyonlar geliştirirler. Örneğin kutup bölgesinde yaşayan tilkiler, tavşanlar ve ayılar, benzer şekilde beyaz kürke sahiptir.

Ayrıca vücutları yağla kaplı, kısa bacaklı ve küçük kulaklıdırlar.

Sıcak bölgelerde yaşayan ayılar, tilkiler ve tavşanlar da benzer şekilde ortak adaptasyonlar geliştirmişlerdir. Hepsi kısa ve toprak rengine yakın bir kürke sahiptir. Hepsinin uzun bacakları ve kulakları vardır.

(50)

Kerim Kürşat GÜNEY | Ünite 2. DNA ve Genetik Kod 50 Beyaz kürk, kısa kulak, kıusa bacaklar, yağlı

vücut.

Kahverengi kürk, uzun kulaklar, uzun bacaklar, daha ince bir vücut.

(51)

Kerim Kürşat GÜNEY | Ünite 2. DNA ve Genetik Kod 51 Unutmayalım ki, adaptasyonların tamamı canlıların beslenme ve üreme şansını artırmaktadır.

Bulunulan ortama daha iyi uyum sağlayacak ve onun yaşamasın kolaylaştıracak özelliklerdir adaptasyonlar. Aşağıda devenin çölde yaşamasını kolaylaştıran adaptasyonlar gösterilmektedir.

Adaptasyon İşlevi

İki sıra kirpik Gözleri güneş ışığı ve kumdan

korumak

Kapanabilen burun delikleri Uçuşan kumları dışarıda tutmak için

Tüy ve kürk Gece soğuğundan, gündüz vakti

aşırı sıcak ve güneşten korur

Hörgüçte yağ depolamak Uzun süre besin ve su olmadan

yaşayabilmeyi sağlar

Geniş ve yayılabilen ayaklar Kumda batmadan yürüyebilmeyi

sağlar

(52)

Kerim Kürşat GÜNEY | Ünite 2. DNA ve Genetik Kod 52 Biyo-teknoloji

Teknolojinin günlük hayattaki birçok uygulaması sonucu robotlar, navigasyon cihazları ve akıllı telefonlar geliştirilmiştir. Teknolojinin biyoloji üzerindeki (canlılar üzerindeki) uygulamaları ise biyo-teknoloji olarak adlandırılır. Biyoteknoloji, yararlı ürünlerelde etmek için canlı organizmaların (mısır, buğday, inek, köpek, kiraz vb.) veya canlı bileşenlerinin (enzim, protein, hormon vb.) genetik mühendisliği yardımı ile yeniden düzenlenmesi/değiştirilmesidir (https://www.merriam-webster.com/). Bir başka tanıma göre biyoteknoloji, problemlere kullanışlı ve işe yarar çözümler üretmek için biyolojinin kullanılmasıdır (https://www.britannica.com/).

Biyoteknoloji, yandaki görselde görüldüğü gibi çok farklı bilim dallarından beslenmektedir (multidisipliner). Farklı bilim dallarından alınan bilgiler ile genetik mühendisleri farklı alanlarda ürünler ortaya çıkarmak için çalışmalar (uygulamalar) yaparlar.

Biyoteknolojik çalışmalar sonucu elde edilen ürünler canlılar yardımı ile üretilirler. Bu alandaki çalışmalar çok uzun yıllara dayanır.

Günümüzde sıradan görülen yoğurt veya peynir üretimi için maya kullanma da biyoteknolojinin uygulamalarından bir tanesidir. Turşu, sirke veya alkol üretimi için bakterilerin kullanılması da yine biyoteknolojinin uygulama alanları olarak karşımıza çıkmaktadır.

Günümüzde, biyo-teknolojik uygulamalar genetik mühendisleri tarafından gerçekleştirilir. Genetik mühendisliği biyoteknolojinin alt dallarından bir tanesidir.

Genetik mühendisleri, genlerle ilgili detaylı çalışmalar yaparak elde ettikleri sonuçları mühendislik bilgileriyle birleştiren kişilerdir.

Biyo-teknoloji çalışmalarında kullanılan bazı yöntemler gen tedavisi, aşılama, ıslah, klonlama, gen aktarımı şeklinde sıralanabilir.

Bu yöntemleri kullanarak aşağıdaki tabloda verilen uygulama alanlarında farklı ürünler elede edilmektedir.

http://docs.neu.edu.tr/staff/serdar.susever/7-

8%20biyoteknoloji%20[Uyumluluk%20Modu]%20[Onar%C4%B1lm%C 4%B1%C5%9F]_6.pdf

(53)

Kerim Kürşat GÜNEY | Ünite 2. DNA ve Genetik Kod 53 BİYOTEKNOLOJİNİN UYGULAMA ALANLARI

Tıp ve Eczacılık Uygulamaları

Gıda Üretimi Uygulamaları

Bitkilerdeki Uygulamaları

Hayvancılık Uygulamaları

Çevre

Uygulamaları İlaç üretimi Meyveli yoğurt Dirençli bitkiler Kaliteli et ve süt

üretimi

Arıtma tesislerinde suyun

temizlenmesi Antibiyotik

üretimi

Besin değeri arttırılmış gıdalar

Tohum veriminin arttırılması

Yapay ipek ve yün üretimi

Çevre kirliliğini azaltan bakteri üretimi

Hormon ve

vitamin üretimi

Raf ömrü

arttırılmış gıdalar

Ürün kalitesinin ve miktarının arttırılması

Daha sağlıklı hayvanların üretilmesi Hastalıkların

teşhis ve

tedavisi

Su ihtiyacı azaltılmış bitki üretimi

Yukarıdaki uygulama alanlarında ürünler ele etmek için aşağıda verilen biyoteknoloji yöntemleri kullanılmaktadır.

Gen tedavisi: Bu yöntemle hücredeki eksik ya da hatalı genlerin işlevini üstlenecek yeni genlerin hücreye aktarılması hedeflenmektedir. Zararlı genleri etkisiz hâle getirmek ve tedavi etmek amacı ile tedavi edici genlerin hastalara aktarılmasına denir. Gen tedavisi uygulanırken çeşitli mikroorganizmalar kullanılabilmektedir. Bu tedavi yöntemi ile kanser gibi bazı hastalıklar ve kalıtsal hastalıkların olumsuz etkileri ortadan kaldırılabilmektedir.

Islah: İnsanlar tarafından daha verimli bitki ve hayvan ırklarının elde edilmesi ıslah çalışması olarak adlandırılır. Islah çalışmaları binlerce yıldır yapılmaktadır. İstenilen özelliklere sahip olan canlıların seçilip eşleştirilmesi ile istenilen özellikleri taşıyan yeni bireylerin elde edilmesine geleneksel ıslah denir. Bu sayede günümüzde kullandığımız patates, mısır veya buğday gibi bitkiler yabani atalarından geliştirilerek elde edilmiştir. Bu süreçte yapay seçilim yöntemi kullanılmıştır. İnsanlar tarafından canlılar arasındaki üstün organizmaların seçilerek üretilmesine ve bunların kontrollü olarak geliştirilmesine yapay seçilim denir.

Günümüzde ise ıslah çalışmaları genetik yapılar üzerinde oynanarak yapılmaktadır.

Klonlama: Seçilen bir canlının ya da bir özelliğin birçok kopyasının üretilmesine denir. Bu yöntemde yeni canlı tüm kalıtsal özelliklerini seçilen canlıdan alır.

(54)

Kerim Kürşat GÜNEY | Ünite 2. DNA ve Genetik Kod 54 Aşılama: Aşılama, hastalık etkeni olan bir mikrobun zayıflatılarak veya öldürülerek vücuda verilmesi işlemidir. Bu sayede vücut, verilen mikrobu tanır ve ona karşı savunma elemanı oluşturur. Böylece hastalık etkeniyle karşılaştığında onunla kolayca savaşabilir. Günümüzde birçok hastalığı önlemek için aşılama uygulanmaktadır. Hepatit B, kızamık, zatürre aşılama yoluyla önlenebilen hastalıklardandır. Aşılama yönteminin gelişmesiyle mikroorganizmanın tamamı değil sadece genleri aşıya katılabilmektedir. Bu uygulamada dokulara, mikrop veya vücut için yabancı protein genlerini taşıyan DNA vektörleri (taşıyıcıları) yerleştirilir. Bu şekilde hazırlanmış hücrelerde üretilen maddeler ile bağışıklık sağlanması amaçlanmaktadır. Aynı zamanda modern genetik mühendisliği ve Biyo-teknoloji uygulamaları sonucu kişinin genetik yapısına uygun aşı üretilmesi hedeflenmektedir.

(55)

Kerim Kürşat GÜNEY | Ünite 2. DNA ve Genetik Kod 55 Son günlerde COVID-19 virüsüne karşı da hastalığı geçirmiş olanların kanlarından alınacak olan serum ile tedavi uygulanması çalışması bu kapsamda değerlendirilebilir.

Gen Aktarımı: Genetik mühendisleri tarafından DNA’nın bir bölümündeki geni başka bir canlıya aktarılmasına gen aktarımı denir. Bu sayede bir canlıya, normalde sahip olmadığı özellikler kazandırılarak farklı durumlar ile baş etmesi sağlanabilmektedir. Gen aktarımı yapılarak Biyo-teknolojik yöntemler ile bazı antibiyotikler veya hormonlar üretilebilmektedir.

Gen aktarımı yöntemi ile bir gen, bir canlı türünden diğerine aktarıldığında, geni aktarılan canlının kendine özgü özellikleri o canlıda ortaya çıkar. Bu yöntem ile soğuğa, sıcağa veya farklı böcek zehirlerine dayanıklı bitkiler elde ederek daha verimli tarım uygulamaları yapılabilmektedir.

Biyo-teknolojik uygulamalar sonucu elde edilen genetik yapısı değiştirilmiş organizmalar (GDO) ile ilgili, artan insan nüfusunun gıda ihtiyacını karşılaması yönünden faydalı olacağı söylenmektedir. Buna karşılık genetik yapıları inanların normalde tükettiği canlılardan farklı olduğu için alerjilere sebep olabileceği belirtilmektedir. Ayrıca GDO’lu bitki üretiminde kullanılan genlerin doğaya yayılma ihtimali büyük bir tehlike olarak görülmektedir. Çünkü antibiyotik direnç genlerinin hastalık yapıcı mikroorganizmalara geçmesi durumunda, bu bakterilerin neden olduğu enfeksiyonların kontrol altına alınması zorlaşmaktadır

(56)

Biyo-teknolojinin olumlu etkileri Biyo-teknolojinin olumsuz etkileri Sağlık Alanındaki Uygulamalar ve Olumlu Etkileri

 Pek çok farklı hastalığın tedavisi için aşı ya da ilaç üretilmektedir.

 Bazı hormon, antikor ve vitamin tabletler üretilmektedir.

 İşlevini yerine getiremeyen doku ve organların yerine yapay doku ve organların klonlanmasına yönelik çalışmalar yürütülmektedir.

 Kanser gibi hastalıkların ilerleyişini durdurmak için vücut hücrelerindeki genlerin değiştirildiği gen terapisi tedavisi uygulanmaktadır. Bu yöntem ile genetik hastalıklar önlenebilmekte ya da etkileri azaltılabilmektedir.

 Zarar görmüş doku ya da organların onarımında kök hücre tedavisi kullanılmaktadır. Bu kapsamda, hasar görmüş beyin hücrelerinin ve omurilik gibi pek çok organın onarımı için çalışmalar yürütülmektedir.

Sağlık Alanındaki Riskleri

 GDO, yani genetiği değiştirilmiş organizmalardan üretilen besinlerin insan sağlığı açısından ciddi riskler içerebileceği düşünülmektedir. Bu besinler insanlarda alerji, mutasyon ya da kanserlere neden olabilir.

 Biyo-teknoloji ile biyolojik silahlar üretilebilir.

Çevre Alanındaki Uygulamaları ve Olumlu Etkileri

 Genetiği değiştirilmiş bakteriler ile atık arıtma tesislerinde ya da petrol kazalarında çevre temizlenebilmektedir.

 Gübre ve ilaç kullanımını en aza indirecek bitkilerin geliştirilmesi ile toprak ve su kirliliği engellenmeye çalışılmaktadır.

 Klonlama çalışmaları ile nesli tükenme tehlikesiyle karşı karşıya kalan canlıların çoğalmasının sağlanabilmesine çalışılmaktadır.

Çevresel Riskler

 Ekosistemdeki dengeyi bozabilir ve biyoçeşitliliğin azalmasına neden olabilir. (Mısır üzerinde yapılan bir biyo-teknolojik çalışma, mısıra zarar veren kurtlar üzerinde etkili olduğu gibi bazı kelebek türlerininde zarar görmesine yol açmıştır.)

Tarım ve Gıda ile İlgili Uygulamaları ve Olumlu Etkileri

 Zor şartlara dayanıklı bitkiler yetiştirilmektedir.

 Canlıların olgunlaşma sürelerini değiştirebilir.

Böylelikle 45 günde kesilecek olgunluğa ulaşan tavuklar üretilmektedir.

 Meyveli yoğurtlar ve vitamin tabletler gibi yeni ürünler geliştirilmektedir.

 Kaliteli ve çok ürün veren canlılar üretilmektedir.

Sosyo-ekonomik Riskler

 Dünyanın sosyo-ekonomik yapısı olumsuz etkilenebilir. Güçlü devletler araştırma geliştirme çalışmalarına ağırlık verebilir ve Dünyadaki gelirin büyük bir kısmı güçlü devletlerde toplanabilir.

 Gelecekte, birkaç çok uluslu şirketin tüm dünyanın tüketim kararları üzerinde etkili olması riski söz konusudur.

 Bitki üretiminde, tohumluk ve ilaç temininde geleneksel yöntemlerden ve yerel kaynaklardan ziyade dışa bağımlılık sorunu oluşturacaktır.

 Klonlanmış koyun Dolly`den sonra insan klonlama konusu tüm dünyada çok büyük tepkilere yol açmıştır.

İnsan klonlamanın ikinci sınıf vatandaşlar oluşmasına hatta köleliğe neden olabileceği düşünülmektedir.

(57)

(58)

(59)

(60)

(61)

Kerim Kürşat GÜNEY | Ünite 2. DNA ve Genetik Kod 61 TEOG 2017

Aşağıdakilerden hangisi Biyo-teknolojik çalışmalara örnek verilemez?

A) Raf ömrü daha uzun ürünlerin üretilmesi

B) Meyveli yoğurt ve vitamin tabletlerinin üretilmesi C) Telefon, bilgisayar gibi teknolojik aletlerin üretilmesi

D) Bitkilerden antibiyotik, hormon gibi kimyasal maddelerin elde edilmesi

Günümüzde Biyo-teknoloji uygulamalarının olumlu etkilerine,

I. Tarım sektöründe soğuğa ve kuraklığa dayanıklı bitki çeşitlerinin üretilmesi, II. İnsanda hastalığa neden olan genlerin tespiti ve tedavisi,

III. Sebze ve meyvelerin raf ömürlerinin uzatılması İfadelerinden hangileri örnek verilebilir?

A) Yalnız III. B) I ve II C) II ve III D) I, II ve III.

(62)

Kerim Kürşat GÜNEY | Ünite 2. DNA ve Genetik Kod 62 I. Biyo-teknoloji, ekolojik dengenin bozulmasına yol açabilir.

II.Genetik mühendisliği ile üretilen bitkilerdeki yeni genler, alerjik reaksiyonlara neden olabilir.

III.Biyo-teknolojinin hızla gelişmesi dünyanın sosyal ve ekonomik yapısını değiştirebilir.

Biyo-teknolojinin neden olabileceği olumsuz etkiler ile ilgili, yorumlardan hangileri gerçekleşebilir?

A) Yalnız I B) I ve II C) II ve III D) I, II ve III

Biyo-teknolojinin tarihsel gelişimi ile ilgili, I. İnsanlık tarihi kadar eski bir uygulama alanıdır.

II. Mikroskobun keşfi ile Biyo-teknoloji uygulamaları yeni bir aşamaya geçmiştir.

III. 21. yüzyılda Biyo-teknolojik çalışmalara başlanmıştır.

İfadelerinden hangileri doğrudur?

A) Yalnız II B) I ve II C) I ve III D) I, II ve III