DNA'nın Yapısı
Deoksiribonükleik asit veya kısaca DNA, tüm organizmalar ve bazı virüslerin canlılık işlevleri ve biyolojik gelişmeleri için gerekli olan genetik talimatları taşıyan bir nükleik asittir. DNA'nın başlıca rolü bilginin uzun süreli saklanmasıdır. Protein ve RNA gibi hücrenin diğer bileşenlerinin inşası için gerekli olan bilgileri içermesinden dolayı DNA; bir kalıp, şablon veya reçeteye benzetilir. Bu genetik bilgileri içeren DNA parçaları gen olarak adlandırılır. Ama başka DNA dizilerinin yapısal işlevleri vardır (kromozomların şeklini belirlemek gibi), diğerleri ise bu genetik bilginin ne şekilde (hangi hücrelerde, hangi şartlarda) kullanılacağının düzenlenmesine yararlar.
Kimyasal olarak DNA, nükleotit olarak adlandırılan basit birimlerden oluşan iki uzun polimerden oluşur. Bu polimerlerin omurgaları, ester bağları ile birbirine bağlanmış şeker ve fosfat gruplarından meydana gelir. Bu iki iplik birbirlerine ters yönde uzanırlar. Her bir şeker grubuna baz olarak adlandırılan dört tip molekülden biri bağlıdır. DNA'nın omurgası boyunca bu bazların oluşturduğu dizi, genetik bilgiyi kodlar. Protein sentezi sırasında bu bilgi, genetik kod aracılığıyla okununca proteinlerin amino asit dizisini belirler. Bu süreç sırasında DNA'daki bilgi, DNA'ya benzer yapıya sahip başka bir nükleik asit olan RNA'ya kopyalanır. Bu işleme transkripsiyon denir.
Hücrelerde DNA, kromozom olarak adlandırılan yapıların içinde yer alır. Hücre bölünmesinden evvel kromozomlar eşlenir, bu sırada DNA ikileşmesigerçekleşir. Ökaryot canlılar (yani hayvan, bitki, mantar ve protistalar) DNA'larını hücre çekirdeği içinde bulundururken prokaryot canlılarda (yani bakteri ve arkelerde) DNA, hücre sitoplazmasında yer alır. Kromozomlarda bulunan kromatin proteinleri (histonlar gibi) DNA'yı sıkıştırıp organize ederler. Bu sıkışık yapılar DNA ile diğer proteinler arasındaki etkileşimleri düzenleyerek DNA'nın hangi kısımlarının okunacağını kontrol eder.
Nükleotitler
Nükleotit, bir fosfat, beş karbonlu bir şeker (deoksiriboz) ve bir azotlu organik bazdan oluşan bir kimyasal bileşiktir. En yaygın nükleotitler nükleik asitlerin yapı taşlarıdır. Ayrıca koenzim A, flavin adenin dinükleotit, flavin mononükleotit, adenozin trifosfat ve nikotinamid adenin dinükleotid fosfat gibi koenzimler de nükleotittir. Koenzimlerin hücre metabolizması ve sinyal iletiminde önemli rolleri vardır.
Nükleotitlerin baz kısmı olan nükleobazlar pürinler ve pirimidinler olarak ikiye ayrılır. Adenin veguanin birer pürin, sitozin, timin ve urasil ise birer pirimidindir. Nükleotitlerin pentoz kısmı ribozveya deoksiriboz'dur. Şeker kısmı deoksiriboz ise nükleotidin adının başına 'deoksi' eklenir. Nükleotidin fosfatsız kısmına nükleozit denir. Nükleozit kısmına bir, iki veya üç fosfat grubu eklenebilir ve bunlara sırasıyla nükleotit monofosfat, difosfat ve trifosfat denir.
DNA'nın Kendini Eşlemesi
DNA ikileşmesi (veya Replikasyon) tüm organizmalarda meydana gelen ve DNA kopyalayarak kalıtımın temelini oluşturan biyolojik bir süreçtir. Süreç, bir adet çift iplikli DNA molekülüyle başlar ve iki özdeş DNA'nın oluşumuyla son bulur. Orijinal çift iplikli DNA'nın her ipliği, tamamlayıcı ipliğin üretiminde (yarı korunumlu replikasyon olarak adlandırılan bir süreç) kalıp görevi görür. Hücresel proofreading ve hata kontrol mekanizmaları replikasyonun neredeyse hatasız gerçekleşmesini sağlar.
Günümüzde yapılan araştırmalar sonucu, aynı tip hücrelerde DNA'nın kimyasal özelliğinin ve toplam miktarının nesilden nesile değişmeden aktarıldığı bilinmektedir. Buna göre DNA'nın tüm özellikleri aynı ata hücreden gelen benzer hücrelerde aynı kalmak zorundadır. Bu yüzden ister prokaryotik ister ökaryotik olsun her bir hücre mitoz bölünmeye hazırlanırken, DNA'lar kural olarak tüm uzunlukları boyunca bir ucundan diğer ucuna doğru kendilerini ikiler.
James Watson ve Francis Crick'in 1953'de yayımladıkları makaleleri, ikili sarmalın nasıl kendini eşleyeceği konusunda fikir vermektedir. "Yarı-saklı (semikonservatif) çoğaltma" olarak bilinen bu modelin geçerliliği o zamandan buyana değişmemiştir.
Çoğalmanın genel tarzı açıklık kazandıktan sonra araştırmalar, DNA sentezinin tüm ayrıntıları üzerine yoğunluk kazanmıştır. Günümüzde bilinen, DNA'nın kendini eşlemesi için sayısız enzim ve birçok proteine gerek duyduğudur. Sentez sırasındaki olayların karmaşıklığı bu araştırma alanının son derece aktif kalmasını sağlamıştır
Adaptasyon
Adaptasyon veya uyum, doğal seleksiyonda başarılı olmuş, ona sahip olan organizmayı evrimsel olarak daha uyumlu kılan bir özelliktir.Sıfat olarak, yani böylesi bir özelliği tarif etmek için, adaptif (uyabilen) terimi kullanılır.
Adaptasyon, canlıların ortamlarında başarılı bir şekilde yaşamasını sağlayan kalıtsal değişikliktir. Adaptasyon, yapısal, davranışsal, veya fizyolojik olabilir. Yapısal adaptasyonlara örnek olarak, deri rengi, vücut şekli, vücut örtüsü verilebilir. Davranışsal adaptasyon için fototropizma örnek verilebilir. Fizyolojik adaptasyonlara örnek olarak bir zehir üretmek, sümük salgılamak, homeostaz gibi biyokimyasal yollar veya sistemler gösterilebilir.
Adaptasyon, doğal seçilimle seçilmiş özelliklerdir. Adaptif özelliği belirleyen genetik temel, çevre yüzünden oluşmaz; genetik varyant önceden de vardır ve onu taşıyan bireye bir avantaj sağlaması yüzünden bulunur. Genetik varyantların önceden var olduğunun ilk deneysel kanıtı Luria and Delbrück tarafından gösterilmiştir. Bu araştırmacılar, sendelenim testi (İng. fluctation test) ile Escherichia coli bakterisinde meydana gelen rastgele değişikliklerin nasıl antibiyotik direncine yol açtığını gösterdiler.
Çevrelerine yeterince uyum sağlayıcı adaptasyonlara sahip olmayan organizmalar ya bulundukları ortamdan gitmek zorunda kalırlar ya da soyları tükenir. Bu bağlamda soy tükenmesi terimi, ölüm hızının doğum hızından daha fazla olması sonucu, zaman içinde bu türün yok olması demektir.
Bunun zıt anlamlısı seçilimdir, yani adaptif özelliği taşıyan bireylerin doğum oranının, bu özelliği taşımayanlara kıyasla daha yüksek olmasıdır.
Canlılarda görülen bazı özelliklerin bariz adaptif amaçları olmasına karşın, çoğu özelliğin mecudiyetinin nedeni belli değildir. Bunun çeşitli nedenleri olabilir: bir özellik eskiden yararlı olmasına rağmen artık olmayabilir; bir özelliğin faydası vardır ama bu henüz bilinmiyordur; özellik başka bir özelliğe bağlı olarak faydalıdır (Spandrel olgusu). Bu gözlem iki temel ilkenin altını çizer: genetik varyantlar rasgele meydana gelir ve bir canlının çevresi sürekli bir değişim içinde olduğu için adaptasyonların yararlılığı da gelip geçicidir.
Bir özelliğin adaptif olması, yani bir organizmanın evrimsel uyumunu artırır nitelikte olması, onun her zaman öyle olacağını gerektirmeyebilir. Bir organizmanın evrimsel geçmişinin bir noktasında bir özellik adaptif olmuş olabilir, ama organizmanın ortamı veya ekolojik nişi zaman içinde değiştiği için, bir adaptasyon gereksiz ve hatta bir rahatsızlık kaynağı bir hale gelebilir. Bu tür adaptasyonlara vestigial denir.
Bir karşı-adaptasyon, başka bir adaptasyonun neden olduğu seçici baskı sonucu ortaya çıkmış bir adaptasyondur. Bu olgu, evrimsel silahlanma yarışında görülür, bir türü avantajlı kılan bir özellik, başka bir türde oluşup yayılan bir özellik sonucu etkisini kaybeder.Çevre şartlarıyla adaptasyon doğru orantılıdır.
Modifikasyon
Modifikasyon, canlılarda çevrenin etkisiyle meydana gelen ve kalıtsal olmayan özelliklerdir. Çevre koşulları (ısı, sıcaklık, besin) bazı genlerin işleyişini değiştirebilir. Bundan dolayı ortam koşulları eski haline dönünce canlıda eski haline döner veya oluşan karakter oğul döllere aktarılmaz. Bu olaya modifikasyon denir. Lamarck'ın gözlemleri modifikasyona örnektir. Yapılan birçok araştırma modifikasyonların kalıtsal olmadığını göstermiştir. Örneğin, güneş banyosu yapan kimselerin derileri bronzlaşır. Ancak bu yeni deri rengi çocuklarına geçmez. Yine August Weismann sonradan kazanılmış karakterlerin kalıtsal olmadığını fareler üzerinde yaptığı deneylerle ispatlamıştır. Weisman, farelerin 20 döl boyunca kuyruklarını kestiği halde, 21. dölde de kuyruklu fareler doğmuştur. Şunlar da modifikasyonlara örnek olarak verilebilir:
ÖRNEKLER:
- Arı kovanında döllenmiş yumurtalardan oluşan larvalar; arı sütü ile beslenirse kraliçe arı, bal özü ile beslenirse işçi arılar gelişir.
- Çuha çiçeği; 15-20 derecede yetiştirilirse kırmızı renkli olur, 30-35 derecede yetiştirilirse beyaz renkli olur.
- Yazın güneş banyosu yapan insanların tenleri bronzlaşır, kış aylarında ise beyaz olur.
- Himalaya tavşanlarının beyaz tüyleri kazınıp üstüne buz konunca yeni çıkan tüyler siyahtır.
- Sirke sinekleri 18 derecede doğarlarsa kıvrık, 34 derecede doğarlarsa düz kanatlı olurlar.
Mutasyon
Değişinim ya da mutasyon, çok hücreli organizmalarda bir canlının hücre genomu içindeki DNA dizilimleri ile genetik bilgisinde veya tek hücreli organizmalarda, örneğin bir virüsün, DNA ya da RNA diziliminde meydana gelen kalıcı değişmelerdir. Mutasyona sahip bir organizma ise mutant olarak adlandırılır. Bunlar hücre içinde oluşan ani ve spontan değişimler olarak da bilinir.
Mutasyonlar, genel olarak germ hattı mutasyonları ve somatik mutasyonlar olmak üzere ikiye ayrılır. Doku hücreleri içinde gerçekleşen bir mutasyon, kalıtsal olamayacağı için kuşaktan kuşağa aktarılmaz. Bedensel (somatik) mutasyonlar bu anlamda kalıtsal değildir. Eşey (üreme) hücresi mutasyonları, diğer ismiyle germ hattı mutasyonları ise kalıtsaldır ve bir sonraki nesillere aktarılır.
Bireyin,kalıtsal özelliklerinin ortaya çıkmasını sağlayan genetik şifre, herhangi bir nedenden dolayı (DNA onarımı, mayoz bölünme veya DNA replikasyonu sırasında meydana gelen hatalar, transpozonlar, virüsler, X ışını, radyasyon, ultraviyole, bazı ilaç ve mutajen kimyasallar, ani sıcaklık değişimleri vb. etkenlerle) bozulabilir.Bunun yanında hipermutasyon gibi hücresel süreçlerde organizmanın kendisi tarafından da tetiklenebilir.Bu durumda DNA’nın sentezlediği protein veya enzim bozulur. Böylece canlının, proteinden dolayı yapısı, enzimlerinden dolayı metabolizması değişebilir. Mutasyon evrimin temelini oluşturur.
Mutasyonlar, kalıtsal materyalin normal kombinasyonunu değiştirmeyen, kalıtsal yapıda meydana gelen bütün değişikliklerdir. Mutasyon terimi genel olarak,
- Kromozom yapısının değişmesini,
- Kromozom sayısının değişmesini,
- Genlerdeki değişiklikleri kapsar.
Bu anlamda mutasyonlar, sitogenetikte, değişimlerin kapsamlarına göre, Genom mutasyonu, Kromozom mutasyonu ve Gen mutasyonuolarak adlandırılıp üçe ayrılırlar. Genom mutasyonları kromozom sayısındaki değişmeler olup kromozom mutasyonları ise ışık mikroskobu altında incelenebilen ve kromozomun iç yapısında oluşan değişimlerdir. Gen mutasyonları ise ışık mikroskobu altında görünmeyen ve tek bir geni kapsayan mutasyonlardır.
Mutasyonlar, dizilimlerde farklı türde değişimlere yol açabilirler; Bu anlamda bir mutasyon, canlı organizmanın fenotipik özelliklerinde negatif veya pozitif etkilere sahip olabileceği gibi nötr mutasyonlar hiç bir etkiye sahip olmayabilirler (durağan veya sessiz mutasyonlar). Bu tür değişimler, bir gen ürünün değişmesinde veya genin doğru ya da tamamen işlemesini engellemede herhangi bir etkileri olmayabilir. Drosophila melanogaster sineği üzerinde yapılan çalışmalar, gen tarafından oluşturulan bir proteinin mutasyonunda, bu mutasyonun yaklaşık %70'inin zararlı etkilere sahip olduğunu, geri kalanının ise ya nötr ya da zayıf faydalı etki gösterdiğini ortaya koymaktadır.Mutasyonların genler üzerindeki zararlı etkileri nedeniyle, organizmalar mutasyonları gidermek için DNA onarımı gibi mekanizmalara sahiptir.
Genetik materyal olarak RNA kullanan virüsler, sürekli ve hızlı bir şekilde çoğalıp geliştikleri için onlara avantaj sağlayan hızlı mutasyon oranlarına sahiptir,ve bu şekilde insan bağışıklık sistemi gibi savunma mekanizmalarını atlatabilir ve reaksiyonlardan kaçabilirler.
Evrim
Evrim, biyolojide canlı türlerinin nesilden nesile kalıtsal değişime uğrayarak ilk halinden farklı özellikler kazanma sürecidir. Bazen dünyanın evrimi, evrenin evrimi gibi kavramlardan ayırmak amacıyla organik evrim ya da biyolojik evrim olarak da adlandırılır. Evrim, modern biyolojinin temel taşıdır.Bu teoriye göre hayvanlar, bitkiler ve Dünya'daki diğer tüm canlıların kökeni kendilerinden önce yaşamış türlere dayanır ve ayırdedilebilir farklılıklar, başarılı nesillerde meydana gelmiş genetik değişikliklerin bir sonucudur.
Evrim, bir canlı popülasyonunun genetik kompozisyonunun rastgele mutasyonlar yoluyla zamanla değişmesi anlamına gelir.Genlerdeki mutasyonlar, göçer veya çeşitli türler arasında yatay gen aktarımları sonucu türün bireylerinde yeni veya değişmiş özelliklerin (varyastyonların) ortaya çıkması, evrim sürecini yürüten temel etmendir. Evrim, bu yollarla oluşan değişimlerin popülasyon genelinde daha sık veya daha nadir hale gelmesiyle işler.
Dünya'daki canlı türlerinden henüz sadece 2 milyondan biraz fazlası tanımlanabilmiş ve sınıflanabilmiştir. Bazı tahminlere göre henüz tanımlanmamış 10 ila 30 milyon canlı türü vardır.Bir milimetrenin binde birinden kısa bakterilerden , yerden yüksekliği 100 metreyi, ağırlığı binlerce tonu bulan sequoia servi ağaçlarına kadar dünyadaki canlı türleri, cüsse, biçim ve yaşayış biçimi açısından çok büyük farklılıklar gösterirler. Sıcak su kaynaklarında kaynama sıcaklığına yakın derecelerde yaşayan bakteriler olduğu gibi, Antarktika'daki buzullarda ya da tuz göllerinde -23 °C'ye varan sıcaklıklarda yaşayan algler ve mantarlar vardır. Aynı şekilde karanlık okyanus tabanlarındaki hidrotermal çatlakların kenarlarında yaşayan devasa boru kurtçukları olduğu gibi, Everest Dağı'nın yamaçlarında, 6 bin metre yükseklikte yaşayan hezaren çiçekleri ve örümcekler vardır.
Dünyadaki bu neredeyse sınırsız sayıdaki yaşam biçimi, evrimsel sürecin bir sonucudur. Tüm canlılar, ortak atalardan geldikleri için akrabadırlar. İnsan ve diğer tüm memeliler, yaklaşık 150 milyon yıl önce yaşamış sivri faremsi bir canlıdan evrimleşmişlerdir. Memeliler,kuşlar, sürüngenler, iki yaşamlılar ve balıkların ortak atası 600 myö yaşamış su solucanlarıdır. Tüm hayvanlar ve bitkiler, yaklaşık 3 milyar yıl önce yaşamış bakterimsi mikroorganizmalardan türemişlerdir.Biyolojik evrim, canlı nesillerinin ortak atadan değişerek türeme sürecidir.Yeni nesiller, eski nesillere göre farklılıklar taşırlar ve ortak atadan uzaklaştıkça çeşitlilik artar.
Evrim, biyoloji biliminin yanı sıra koruma biyolojisi, gelişim biyolojisi, ekoloji, fizyoloji, paleontoloji ve tıp gibi bilim dallarınca da başvurulan ve öğretilen bir bilimdir.Bunun yanında tarım, antropoloji, felsefe ve psikoloji gibi bazı alanları da etkilemiştir. Evrimsel biyologlar evrimin bir olgu olduğunu gösteren verileri belgelerler, nedenlerini açıklayan kuramları test ederler ve geliştirirler. Bu anlamda evrim ve evrimsel süreçlerin araştırılması evrimsel biyolojinin konusudur. Evrimsel biyoloji bilimi, yaşam tarihini, onun bütünlüğüne ve çeşitliliğine yol açan evrimsel süreçler ile mekanizmaları araştırarak yukarıda sayılan disiplinlerin yanında moleküler biyoloji,davranış ve biyocoğrafya alanlarında da yapılan çalışmalara ve bu konudaki olgu ve fenomenlere ışık tutar.Böylece tarihsel verilere ve adaptasyonlara dayalı açıklamalarla bu disiplinlerdeki biyolojik mekanizmalara dair yapılan çalışmaları tamamlayarak bütünleyici bir rol oynar.Biyolojik bilimler genelinde evrimsel bakış açısı, gözlemler düzenleme ve yorumlama ve tahminler yapmak için genellikle vazgeçilmez ve yararlı bir çerçeve sağlar.ABD Ulusal Bilimler Akademisi raporunda da (1991) vurgulandığı gibi biyolojik evrim; "modern biyolojinin en önemli anlayışı, canlıların temel yönlerini anlamak için önemli bir kavram" olarak nitelendirilir.
KONUYU BİTİRDİKTEN SONRA TEST ÇÖZMEYİ UNUTMAYIN!!! MODERATÖR:TARIK KUTLU
.
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder