Genetik, terminolojik açıdan çok zengin, yani çok fazla terimin bulunduğu bir bilim dalı. Özellikle kromozomlar ve kromozom sayıları hakkında konuşurken, kafa karışıklığı yaşanabiliyor. Homolog kromozom nedir? İkilenmiş kromozom nedir? Kromatit neydi, kromatin neydi? DNA tüm bunların neresinde? Bu terimlerin tanımlarını ve birbirleri ile ilişkilerini oturtmak gerekiyor. Bu amaçla, işe hücre bölünmesini anımsayarak başlayalım.
Hücreler Çoğalmak İçin Bölünür
Hücre çevrimi sırasında, ökaryotik organizmaların bedensel (somatik; üreme ile ilgisiz) hücreleri büyür ve bölünür. Mitoz adı verilen bu süreçte, tek bir ebeveyn hücrenin yerini iki tane özdeş yavru hücre alır. Üreme hücrelerini oluşturmak için izlenen yol olan mayoza bu yazıda girmeyeceğiz.
DNA Kopyalanır
Bir hücre bölünmeden önce, taşıdığı tüm DNA’nın (nükleik asit moleküllerinin) kopyasını yapmalıdır ki, yavru hücrelerin her ikisi de genetik bilginin tam birer kopyasına sahip olabilsin. Her bir tekil DNA molekülü bir kromozomun malzemesidir. Eşeyli üreyen türlerin kromozomlarının yarısı dişi ebeveynden, yarısı erkek ebeveynden gelir. Dolayısıyla toplam kromozom sayısı bedensel hücrelerde daima çift sayıdır (2n); üreme hücrelerinde ise bunun yarısı kadardır (n). Aynı gen gruplarının farklı ebeveynlerden gelen kopyalarını taşıyan kromozom çiftlerine “homolog kromozomlar” denir. Homolog kromozomlardaki genler aynı işlevlere sahip olmakla birlikte, “allel” adı verilen alternatif versiyonları olabilir. Örneğin saç renginden sorumlu genden, homolog kromozomlardan birinde sarı renge neden olan allel varken, diğerinde kahverengi saça neden olan allel bulunabilir.
Eşlenme Yarı-Korunumlu Gerçekleşir
DNA’nın kopyalanma işlemine “DNA eşlenmesi” adı verilir. DNA çift iplikli bir moleküldür. İpliklerin her ikisi de aynı genetik bilgiyi taşır. Dolayısıyla, yeni iplik yapımında her ikisi de şablon görevi görebilir. Şablon olarak kullanılan iplik aynen korunurken, nükleotitlerden ona uygun ikinci iplik yapılarak, yeni bir çift sarmal oluşturulur. Ortaya çıkan çift sarmallı DNA molekülleri birbirlerine özdeştir ve çekirdek bölünmesi sürecine dek birbirlerine bağlı kalırlar. Bunlara “kardeş kromatitler” denir. Kromozom ikilenmiştir.
(1) İkilenmemiş kromozom. (2) İkilenmiş kromozom (kardeş kromatitler sentromerden bağlı durumda). (3) Bir çift ikilenmiş homolog kromozom.
Çekirdek Bölünmesine Hazırlanılır
Hücre çevriminin büyük bölümünde, DNA molekülleri “kromatin” adı verilen çok uzun iplikler biçimindedir. Ancak hücre bölünmeye hazırlanırken, taşınma için DNA’sını paketler. Yani hücre bölünmesinden önce kromatinler sıkışıp ufalır. Sıkıca paketlenmiş hâldeki bu eşlenmiş DNA moleküllerine artık “kromozom” denir. Her kromozom, bir çift kardeş kromatitten oluşur. Çekirdek bölünmesi gerçekleşene dek, kardeş kromatitler (birbirinin eşi olan DNA’lar) kromozomun sentromer adlı noktasından birbirlerine bağlı kalır.
DNA paketlenmesinin aşamaları: (1) Çift sarmal DNA ipliği. (2) Kromatin ipliği (histonlu DNA). (3) Kromatinde sentromer noktası. (4) DNA eşlenmesinin ardından sentromerlerinden bağlı şekilde sıkışıp paketlenmeye başlayan kromatinler. (5) Paketlenmesi tamamlanmış kromozom.
Çekirdek ve Hücre Bölünür
Çekirdek bölünmesi sırasında, kromozomlar hücrenin ekvatorunda sıralanır ve ardından kardeş kromatitler ayrışarak, farklı kutuplara ilerler. Ayrılan kardeş kromatitlerden söz edilirken yine kromozom adı kullanılır. Fakat bu kez 4 uçlu değil, 2 uçlu olan, yani tek kopya kromozom söz konusudur. Bu kromozomlar (eski kardeş kromatitler) zıt kutuplara ulaşınca, bölünmekte olan hücre genetik malzemelerin ikisinin de çevresinde yeni birer hücre zarı oluşturur. Böylece ortaya iki yavru hücre çıkmış olur.
Mitoz ile hücre bölünmesinin basitleştirilmiş çizimi.
Not: Kromozomlar ilk defa paketlenmiş halde gözlenmişlerdi; adlarını da buradan alırlar. Ama artık tüm DNA molekülleri kromozom olarak isimlendirilebiliyor; paketlenmiş olmaları şart değil. Örneğin bakterilerde hiç bir paketleme olmasa da, sahip oldukları genetik malzeme (dairesel DNA molekülü) kromozom olarak adlandırılıyor. Prokaryotların çoğunda böyle halka biçimli tek bir DNA molekülü var. Yani DNA moleküllerinin açık uçları ve dolayısıyla telomerleri yok. Bu da, bu canlıları biyolojik yaşlanma konusunda, ökaryotik hücrelerden farklı bir konuma koyar.
Yorumlar
Yorum Gönder