KALITIMIN KROMOZOMAL ESASI



Bitkilerde ve hayvanlarda her tur kendine ozgu sabit sayıda kromozom icerir. Kromozomların sayısı mitoz bolunmedeki duzenli ve kesin olaylarla sabit tutulur. Bircok hayvan ve bitkide kromozom sayısı eşittir. Fakat kromozomlardaki kalıtım faktorleri farklıdır.

KROMOZOMLARIN YAPISI
ilk defa 1840 yılında botanikci hofmeister tarafından Tradescamia bitkisinin polen ana hucrelerinde gorulmuş ve 1888 yılında vvaldeyer tarafından da "K r o m o z o m" ismi verilmiştir.

Hicbir zaman yeniden yapılmazlar ya eskiden varolan kromozomun bolunme-sinden ya da tamamlama sentezleri ile yapılırlar. Yaşamın surekliliği kromozomların devamlılığına dayanır. h-ler canlıda kromozomlann şekli farklı olmasına karşın, aynı turde aynı kromozomların şekilleri birbirine benzerdir.

Orneğin, 3. kromozom bir turde aynı şekle sahip olmasına karşılık, aynı turde 3. ile 8. kromozomların şekilleri birbirinden farklıdır. Sayıları, turden ture farklı olur. Sayısı ile organizasyon derecesi arasında herhangi bir bağlantı yoktur.




Kucuk bir kromozom daha fazla gen taşıyabilir. Orneğin, Ascaris megalocephala un/va/ens'oe 2n = 2 (bilinen en az sayıda kromozom taşıyan canlı), Drosophila melanogaster'oe 2n = 8, insanda 2n = 46, kecide 2n = 60, bir tur istakozda 2n = 200, Ophyoglos-sum vulgatum (bir ceşit eğrelti otul'da 2n = 500 (canlılar arasında bilinen en fazla kromozom sayılı bitki) kromozom vardır. Normal vucut hucreleri anadan ve babadan gelen birer kromozom takımına sahiptir. Ana ve babadan gelen eş kromozomların şekilleri ve buyuklukleri (eşey kromozomları haric) birbirine eşittir. Bu cift kromozom takımı butun vucut hucrelerinde bulunur. Boyle hucrelere "S o m a t i k h u c r e-l e r" adı verilir. Kromozom sayısı bakımından da "D ı p l o i f'tir denir ve 2n ile gosterilir. Fakat eşey hucrelerinde, ergin gametlerde ve bazı ilkel canlıların butun hayat devrelerinde (yalnız zigot halinde diploit) kromozomlar eşlerinden yoksundur. Partenogenetik coğalan bazı hayvanlarda, orneğin, erkek arılarda, vucut hucreleri-nın kromozom sayısı dişilerinin somatik hucrelerindekinin yarısı kadardır. Ya erkek ya da dişi eşey kromozomunu bulunduranlara "G e r m i n a t i f H u c r e l e r " denir. Eşi olmayan kromozomlara da "H a p l o i t" denir ve "n" simgesiyle gosterilir. Kromozom sayısı sabit olmakla beraber bazı ozelieşmiş hucrelerde orneğin, bocek-lenn, ozellikle bazı sineklerin tukruk bezlerinde bu sayı 2n'nin katları şeklinde bir artış gosterir. Burada kromozomlar cekirdek zan parcalanmaksızın coğalırlar. Buna "E n d o m i t o z i s" ve kromozom durumuna da "P o l i p l o i d i" denir. Cekir-dek buyukluğu kromozomların miktarına bağlı olduğundan, poliploidide cekirdek hacminde buyume gorulur.

Normal bir hucrede kromozomlar gozukmez. Profazın başlangıcından başla-***** gittikce yay şeklinde kıvrılan ve kalınlaşan ince kromatin ağı şeklindedir. Sonunda turlere ozgu kromozom şeklini alıncaya kadar kıvrılma devam eder. Dino-f/age/lata'oa kromozomlar her zaman gozukur. Cunku bunlarda cekirdek zan yoktur ve DNA bazik proteinlere bağlı değildir. Bu tip hucreiere "M e z o k a r y o t i k" hucreler denir. Bir kromozomu kaba taslak dıştan incelemeye başlarsak şu kısımlar (Şekıl 10.3 ve 4) gorulur: Aralarında genel olarak acı bulunan iki koldan oluşur. Kol-lar, primer boğumla birbirinden aynlmıştır, buna S e n t r o m e r " (Kinetokor) denir. iki kolu birbirine eşit olan kromozomlara "Metasentrik", eşit olmayanlara ise "Submetasentrik" denir. Bir kollu gibi gorunen kromozomlara da "Akrosentrik" (buniann sentromeri kromozomların ucundadır) (Şekil 10.5) kromozomlar denir. Bazı hayvan grupları bu uc tipten yalnız birine sahiptir. Orneğin amfibiler yalnız metasentrik kromozomlara sahiptir.



Kromozomlar uzerinde bu primer (birincil) boğumlardan başka, sekonder (ikin-cil) boğumlar da bulunabilir (Şekil 10.3 ve 4). Bazen (genellikle) kromozomun uc kıs-mında uydu "S a t e l l i t" denilen yuvarlak ya da uzunca bir yapı bulunur. Uydu, kromozoma ince bir kromatin ipliğiyle bağlıdır. Bu tip kromozomlara SAT kromo-zomlar denir. Sentromerler kromozomların iğ ipliğine takılmasını sağlar. Sentromeri olmayan bir kromozom bolunmeye katılamaz ve tasfiye olur. Bu boğulma yerlerinde bulunan genler, rRNA'ları ve dolayısıyla cekirdekcikleri organize ederler. Bu genler cok defa yuzlerce kopya halinde bulunur ve buna 'Gen Amplifikasyon'u ya da 'Redunanz' denir. Kromozomların uclarına da "Telomer7' denir.

Kromozomun (İnsanda) İnce Yapısı: Cozulmuş DNA'nın uzunluğu, bolun-mekte olan hucredeki paketlenmiş kromozomlardan yaklaşık 100.000 defa daha fazladır. insan kromozomlarının ağırlığı, kabaca, DNA ve kromozomdaki proteinie-rin toplamına eşittir. DNA'nın "Histonlar" olarak bilinen kromozomal proteinlerle olan bağlantıları, tamamen yoğunlaşmış kromozomlar icınde DNA'nın inanılmaz derecede sıkıca paketlenmesim sağlar.

Bolunmeyen hucrelerde, cekirdek, kromatin olarak bilinen, kaba ve şekilsız bir granuler materyal icerir. Kromatin, elektronmikroskop altında incelendiğinde, 0.3-0.5 mp capında boncuk dizisi gibi belirli bır yapıya sahip olduğu gorulur (Şekil 10.6)- Bu kromatin ipliğine cok defa "Kromonema" denir. Kromonemalar, bolunme evresine girmiş kromozomlarda. "Matrix" denen, proteinlerden yapılmış amorf bir madde icerisinde bulunur. Bolunmelerin haricinde, kromatin iplikler cozunmuş olarak bulundukları icin, ışık mikroskopunda gorulmezler. Kromatınlerin her bir boncuğuna "Nucleosom" (eskı adlandınlması ile Kromomer) denir. Nukleozom, dort farklı histon ceşidinin her birinden ikişer adet molekul iceren bir nukleozom cekirdeğinden ve bunun uzerinde bır cember gibi sarılı olan DNA'dan oluşur (Şekil 10.6/n). Şekil 10.6/n'de gorulduğu gibı DNA, nukleozom cekirdeğinin etrafında tam olarak iki defa donmuştur. Nukleozomlar birbirlerine "Linker DNA = Bağlayıcı DNA" denen cok uzun olmayan bir DNA zinciri ile bağlanmışlardır. Beşinci ceşit histon, nukleozomun dış yuzunde yer alır ve muhtemelen nukleozo-mun kararlı kalmasını ve DNA'nın bulunduğu yere sabitleştirilmesini sağlar.

DNA'nın nukleozom etrafında donen kısmı yaklaşık 200 baz ciftinden oluşmuştur ve bunun da yaklaşık 1/6'sı sarılmadan durur. Eğer hucreler bolunme-leri sırasında incelenirlerse, kromozomların bolunmeye yaklaştıkca yoğunlaştıkları gorulur. Bolunen hucrelerdekı DNA'nın ve proteinlerin bu denli sıkı paketlenme mekanızmaları tam olarak bilinmemektedir; fakat birincil ve ikincil kıvrılmaların bu yoğunlaşmada onemli olduğu acıktır.

Kromatinin yoğunlaşma derecesi. yapısal ve regulator genlerin urun verme derecelerinin gostergesidir. Ceşitli kanıtlar, kıvrılmamış, yanı cozulmuş kromatin-deki genlerin, yoğunlaşmış kromatindekı genlerden cok daha fazla okunduklarını gostermektedir. Kadınlarda cok sıkı paketlenmiş X kromozomlarından biri (Barr Cisimciği), kalıtsal olarak işlevsizdir; nitekim homoloğu olan, cozulmuş ve uzamış olan ıkinci X kromozomu yuzlerce okunabilir durumda gen taşır. Hucre bolunme-sinden once kromozomlar gittikce yoğunlaşırken (anafazda en yoğun durumuna ulaşır), bazı kromozomiarın bazı bolgelerimn diğer kısımlardan daha fazla yoğunlaş-tığı gorulur. Boyama ile, belirli evrelerde, belirii yoğunlaşma (kondensasyon) bolgeleri taşıyan kromozomlar gosterilebilir. Ozel boyama teknikieriyle bir krorno-zom uzerinde acık (az yoğunlaşmış bolgeler = Eukromatik Bolgeler) ve koyu (cok yoğunlaşmış = Heterokromatik Bolgeler) bantlar şeklinde gorulen kromatın kısımları saptanır. Her kromozomdaki bantların konumu kendıne ozgudur ve bu bantlaşmanın incelenmesi, genetik programın aydınlatılması icin cok onemli sonuclar verir. Her ne kadar bolunmekte olan hucrelerdeki kromozomların acık renkli bantlarındakı kromatin, koyu renkli olan kısımlardakine (yani cok sıkı paketlenmiş) gore nisbeten daha cok okunabilen gen taşırsa da, bolunme olayının ılerlemiş evrelerinde, kromozomun hicbir kısmında artık gen okunması meydana gelmez. Cunku paketlenme en ust duzeyine ulaşır. mRNA'ya tercume, yalnız, bolunme dongusune girmemiş hucrelerdeki, kısmen gevşemiş kromatin kısımla-rında gercekleşir.

Histonlar, uc ceşit kromozomal proteinden ancak bir grubudur. Diğer ikisi yapısal ve regulator proteinlerdır. Histonları alınan kromozomun şeklı bozulmaz;

cunku şekli oluşturan yapısal proteinlerdir. Cıplak DNA sarmalları bu yapısal proteinlere tutunurlar. Regulator proteinler en az bilinen gruptur. Buyuk bir olasılıkla DNA'nın cift sarmallarını ya da DNA'nın en azından yapısal ve regulator genlenni iceren kısımlarını tumuyle orterek kapatırlar ve boylece okunmalarını onlerler. Kromozomal regulator proteinlerin etkisini, gelişme sureci icerisinde, belirlı bir zamana ve sıraya gore gosterdiği ve boylece organizmadaki yapıların bir zaman dizisi icerisinde ortaya cıktığı bilinmektedir.

Dev kromozomların incelenmesi (sineklerin tukruk bezlerinde, Malpiki kanalın-daki hucrelerde ve bazı yağ dokularında) oldukca onemli bilgiler vermiştir. Cunku endomitozis ile kromozomlar binlerce defa bolunmesine karşın, yavru kromonemalar yan yana kalmakta ve bu suretle kuvvetli boyanan DNA bantları meydana gelmekte-dir (Şekil 10.7). Biz dev kromozomları haploit olarak kabul ediyoruz. Cunku ana ve babadan gelen kromozom cifti bunlarda birbirine kaynaşmış durumdadır. Mutasyon-ların gosterilmesinde onemli rol oynarlar. Cunku haploit olduğundan cekinik genler dahi etkisini fenotipte gosterebilecektir.

Dev kromozomların ozel bir durumunu yumurta sarısı bakımından zengin olan balık, amfibi, surungen ve kuşlarda goruyoruz. Mayoz bolunmenin profaz evresinde, homolog kromozomlar lamba şeklinde dizilirler .

Kromozomların doller boyunca sabit tutulması, gamet oluşumu sırasında, homolog kromozomların ikiye ayrılması ve yalnız bir tanesinin gametlere verilmesiyle rnumkun olur. 2n sayısı dollenme ile tekrar sağlanır. Her kromozom icerisinde bir ya da birkac ozelliği kontrol eden bircok gen vardır. Her gen belirli bir yerde bulunur; bu yere lokus denir (coğul loki). Her hucrede aynı kromozomdan bir cift bulunduğun-dan aynı ozelliğe etki eden genler de cift (en azından) halde bulunur (Y kromozo-munda bulunanlar haric). Kromozomlar birbirinden ayrılırken genler de buna uygun olarak ayrılır. Genler, kromozomların icinde bir doğrultu uzerinde dizilmişlerdir. Homolog kromozomlarda aynı genler aynı yerlerde bulunurlar. Dolayısıyla mayoz esnasında sinapsis yapan kromozomlar, noktası noktasına kavuştuklarından homolog genler tamamen birbirlerinin karşısına gelirler
__________________