Bu konuda ne öğreneceksin
Neden anne ve babana benziyorsun ama ikizin dışında kimseyle tıpatıp aynı değilsin? Bu özelliklerin nesilden nesile nasıl aktarıldığı DNA ve genlerle açıklanır. Bu konuda DNA’nın yapısını, kalıtımın temel kurallarını ve genetik bilgiyle ilgili günlük hayat konularını öğreneceksin.
Hedefler
- DNA’nın yapısını (nükleotit, çift sarmal) ve görevini açıklamak.
- Gen, DNA ve kromozom arasındaki ilişkiyi sıralamak.
- Baskın ve çekinik özellikleri, genotip ve fenotipi ayırt edip basit çaprazlama sorularını çözmek.
- Mutasyon ile modifikasyonu karşılaştırmak, adaptasyonu açıklamak.
- Biyoteknolojinin kullanım alanlarını örneklerle söylemek.
1. DNA nedir?
DNA, canlıların bütün kalıtsal bilgisini taşıyan, hücrelerin yönetim merkezi olan çekirdekte bulunan büyük bir moleküldür. Canlının hangi özelliklere sahip olacağını DNA’daki bilgi belirler.
DNA’nın yapı taşına nükleotit denir. Her nükleotit üç parçadan oluşur.
- Fosfat grubu
- Şeker (DNA’da deoksiriboz şekeri)
- Organik baz
DNA’da dört çeşit organik baz vardır: Adenin (A), Timin (T), Guanin (G), Sitozin (S). Bu dört baz, genetik bilgiyi yazan “harfler” gibidir.
DNA çift sarmallı bir yapıdadır, yani birbirine sarılmış iki zincirden oluşur. İki zincir bazlar arasındaki bağlarla birbirine bağlanır. Bu eşleşme rastgele değildir.
| Baz | Eşi |
|---|---|
| Adenin (A) | Timin (T) |
| Guanin (G) | Sitozin (S) |
Kendini dene
Bir DNA zincirinin baz dizilişi A-T-G-S-S-A ise karşısındaki zincirin dizilişi nasıl olur?
T-A-S-G-G-T. Çünkü A ile T, G ile S eşleşir.
Bir DNA molekülünde adenin sayısı 20 ise timin sayısı kaçtır?
- Adenin her zaman timinle eşleştiği için sayıları eşittir.
DNA ve RNA farkı
Hücrede DNA’nın yanında RNA adlı bir molekül de bulunur. RNA, DNA’daki bilgiyi proteinlere dönüştürme sürecinde görev alır. DNA’dan farkları şunlardır.
| Özellik | DNA | RNA |
|---|---|---|
| Zincir sayısı | İki (çift sarmal) | Bir (tek zincir) |
| Şeker | Deoksiriboz | Riboz |
| Baz | A, T, G, S | A, U (urasil), G, S |
2. Gen, DNA ve kromozom
DNA çok uzun bir moleküldür. Hücre bölünürken yoğun şekilde paketlenir ve kromozom adı verilen yapıları oluşturur. DNA üzerinde belirli bir özelliği belirleyen bölgelere ise gen denir.
- Nükleotitler birleşirUzun DNA molekülü oluşur.
- DNA’nın belirli bir özelliği taşıyan bölgesiGen. Göz rengi gibi bir özelliği genler belirler.
- DNA sıkıca paketlenirKromozomlar oluşur ve hücre bölünmesi sırasında kolayca paylaşılır.
İnsan vücut hücrelerinde 46 kromozom (23 çift) vardır. Bunların 22 çifti vücut özelliklerini belirleyen vücut kromozomlarıdır. Son çift eşey kromozomlarıdır. Kadınlarda eşey kromozomları XX, erkeklerde XY biçimindedir. Üreme hücrelerinde (yumurta ve sperm) kromozom sayısı yarıya iner, yani 23 olur. Döllenmede yumurta ve sperm birleşince kromozom sayısı yeniden 46 olur.
3. Kalıtımın temel esasları
Kalıtım, canlıların özelliklerinin ebeveynden yavrulara aktarılmasıdır. Bu kurallar ilk olarak Gregor Mendel tarafından bezelyelerle yapılan deneylerle ortaya konmuştur.
Bir özelliği belirleyen genler çiftler hâlinde bulunur. Bir çift gen, bir tanesi anneden bir tanesi babadan gelen iki taneden oluşur.
- Baskın gen: Tek başına bile kendini gösteren gendir. Büyük harfle yazılır (ör. A).
- Çekinik gen: Yalnızca baskın gen yokken kendini gösteren gendir. Küçük harfle yazılır (ör. a).
| Kavram | Anlamı | Örnek |
|---|---|---|
| Genotip | Canlının sahip olduğu gen çifti | AA, Aa, aa |
| Fenotip | Dışarıdan görülen özellik | Kıvırcık saç |
| Saf döl (homozigot) | İki gen aynı | AA ya da aa |
| Melez döl (heterozigot) | İki gen farklı | Aa |
Aa genotipinde baskın gen kendini gösterir, yani fenotipte baskın özellik görülür. Çekinik özellik ancak aa genotipinde görülür.
Çaprazlama
İki bireyin çiftleşmesinde yavrunun alabileceği gen dizilimleri Punnett karesi ile bulunur. Ebeveynlerin gametleri (üreme hücreleri) kareye yazılır ve birleştirilir.
Örnek: Her ikisi de melez (Aa) olan iki bireyin çaprazlaması.
| A | a | |
|---|---|---|
| A | AA | Aa |
| a | Aa | aa |
Sonuç: Genotip oranı 1 AA : 2 Aa : 1 aa, fenotip oranı 3 baskın : 1 çekinik olur. Yani yavruların dörtte biri çekinik özelliği gösterir.
4. Mutasyon, modifikasyon ve adaptasyon
Mutasyon, DNA’daki baz dizilişinde ya da kromozom yapısında meydana gelen ani ve kalıcı değişikliktir. Mutasyon kalıtsaldır, yani yavrulara aktarılabilir. Radyasyon, bazı kimyasal maddeler ve virüsler mutasyona sebep olabilir. Mutasyonların çoğu zararlıdır, ama bazıları canlıya avantaj sağlayabilir.
Modifikasyon, çevre koşullarının canlıda yarattığı geçici değişikliklerdir. DNA değişmediği için kalıtsal değildir. Güneşte kalınca derinin kararması, düzenli spor yapan birinin kaslarının gelişmesi modifikasyondur.
| Özellik | Mutasyon | Modifikasyon |
|---|---|---|
| DNA değişir mi? | Evet | Hayır |
| Kalıtsal mı? | Evet | Hayır |
| Sebep | Radyasyon, kimyasal, virüs | Çevre koşulları |
| Örnek | Albinizm | Güneşte bronzlaşma |
Adaptasyon (uyum), canlının yaşadığı ortama uygun özellikler kazanmasıdır. Kutup ayısının kalın yağ tabakası ve beyaz kürkü, devenin kolay su kaybetmemesi adaptasyona örnektir. Uzun zaman içinde, ortama daha uygun özelliklere sahip bireylerin hayatta kalma ve yavru bırakma şansı artar.
5. Biyoteknoloji
Biyoteknoloji, canlıları ya da canlıların bazı parçalarını kullanarak ürün üretmek ve insan hayatını iyileştirmektir. Uygulama alanları şunlardır.
- Tıp: İnsülin gibi ilaçların bakterilerde üretilmesi, aşı geliştirme, gen tedavisi.
- Tarım: Dayanıklı bitki çeşitleri geliştirme, genleri değiştirilmiş organizmalar (GDO).
- Gıda: Yoğurt, peynir ve ekmek gibi ürünlerin mikroorganizmalarla üretimi.
- Adli bilimler: DNA analiziyle kimlik tespiti ve babalık testi.
- Klonlama: Bir canlının genetik olarak aynısının üretilmesi. İlk klonlanan memeli Dolly adlı koyundur.
Genetik mühendisliği, bir canlının genetik yapısıyla oynayarak istenen özelliklerin kazandırılmasıdır. Bu çalışmaların yararları olduğu kadar etik tartışmaları da vardır. Örneğin GDO’lu gıdaların insan sağlığına ve doğaya uzun vadeli etkileri üzerine araştırmalar devam eder.
6. Konuyu toparla
| Kavram | Kısa not |
|---|---|
| Nükleotit | Fosfat + şeker + baz, DNA’nın yapı taşı |
| Baz eşleşmesi | A-T, G-S |
| Gen | DNA’nın belirli bir özelliği taşıyan bölgesi |
| Kromozom | Paketlenmiş DNA, insanda 46 adet |
| Genotip, fenotip | Gen çifti ve dışarıdan görünen özellik |
| Aa x Aa | 1 AA : 2 Aa : 1 aa, fenotipte 3 : 1 |
| Mutasyon | Kalıtsal DNA değişikliği |
| Modifikasyon | Çevreye bağlı, kalıtsal olmayan değişiklik |
Mini test
Soru 1
Aşağıdakilerden hangisi DNA’nın yapısı için yanlıştır?
- ANükleotit adı verilen küçük birimlerden oluşur.
- Bİki zincirin birbirine sarıldığı çift sarmal yapıdadır.
- CAdenin bazı, karşı zincirde guanin ile eşleşir.
- DHücre çekirdeğinde bulunan bir moleküldür.
Cevabı ve çözümü göster
Doğru cevap: C
- DNA nükleotitlerden oluşur ve çift sarmallıdır. A ve B doğru.
- DNA çekirdekte bulunur. D doğru.
- Eşleşme adenin ile timin, guanin ile sitozin arasındadır. Adenin guanin ile eşleşmez. Doğru cevap C.
Soru 2
Kıvırcık saç (K) baskın, düz saç (k) çekiniktir. Her ikisi de melez kıvırcık saçlı (Kk) olan bir anne ve baba bir çocuk sahibi olacaktır. Buna göre çocuğun düz saçlı olma ihtimali kaçtır?
- A0
- B
- C
- D
Cevabı ve çözümü göster
Doğru cevap: B
- Ebeveynlerin genotipi Kk ve Kk’dır. Punnett karesi: KK, Kk, Kk, kk.
- Düz saç çekinik olduğu için yalnızca kk genotipinde görülür.
- Dört olasılıktan biri kk olduğundan ihtimal tür. Doğru cevap B.
Soru 3
Bir öğrenci aşağıdaki iki durumu gözlemliyor. I. Yaz boyunca denizde vakit geçiren bir kişinin cildinin kararması II. Bir bakterinin DNA’sındaki bir baz dizilişinin değişmesi sonucu antibiyotiğe dirençli hâle gelmesi Buna göre I ve II için aşağıdakilerden hangisi söylenebilir?
- AHer ikisi de kalıtsaldır.
- BI mutasyon, II modifikasyondur.
- CHer ikisi de modifikasyondur.
- DI modifikasyon, II mutasyondur.
Cevabı ve çözümü göster
Doğru cevap: D
- Cildin güneşte kararması çevre koşulunun sebep olduğu geçici bir değişikliktir. DNA değişmediği için bu bir modifikasyondur.
- Bakterinin DNA’sındaki baz dizilişinin değişmesi mutasyondur. Mutasyon kalıtsaldır.
- Doğru cevap D.
Kendini dene
Kendini dene
İnsan vücut hücresinde kaç kromozom bulunur? Yumurta ve sperm hücresinde kaç kromozom bulunur?
Vücut hücresinde 46, yumurta ve sperm hücresinde 23.
Gen ile kromozom arasındaki ilişki nedir?
Gen, DNA üzerinde belirli bir özelliği belirleyen bölgedir. DNA’nın paketlenmesiyle oluşan kromozom birçok gen taşır.
Aa genotipli bir birey ile aa genotipli bir bireyin çaprazlamasında yavruların fenotip oranı nedir?
Genotipler Aa ve aa olur, oran 1 : 1. Yavruların yarısı baskın, yarısı çekinik özelliği gösterir.
Bir bitkinin güneş gören yaprakları daha koyu yeşil, gölgede kalanları açık yeşil. Bu mutasyon mu modifikasyon mu?
Modifikasyon. Çevre koşulundan kaynaklanır ve DNA değişmez.
Genetik mühendisliğiyle insülin üretimi bize ne sağlar?
Şeker hastalarının ihtiyaç duyduğu insülinin bakterilerde kolayca ve bol miktarda üretilmesini sağlar.
Yanlış yaptığın soruları yanlış soru defterine ekleyebilirsin. Birkaç gün sonra tekrar karşına çıkar.