Kazanımlar

8.1.1. DNA ve Genetik Kod
Önerilen Süre: 5 ders saati
Konu/Kavramlar: DNA’nın yapısı, DNA’nın kendini eşlemesi, nükleotid, gen, kromozom
8.1.1.1. Nükleotid, gen, DNA ve kromozom kavramlarını açıklar ve bu kavramlar arasında ilişki kurar.
Bazların isimleri verilirken pürin ve pürümidin ayrımına girilmez.
8.1.1.2. DNA’nın yapısını model üzerinde gösterir ve DNA’nın kendini nasıl eşlediğini ifade eder.

KONU: DNA ve Genetik Kod

Hücredeki yaşamsal olayların yönetimini çekirdek sağlar. Çekirdeğin içinde kromozomlar bulunur. Kromozomlar DNA ve özel proteinlerin birleşmesiyle oluşur.DNA’nın yapısında kalıtsal özellikler taşıyan genler bulunur. Genler de nükleotitlerden meydana gelir.

Nükleotitler organik baz, şeker ve fosfattan oluşmaktadır. 

Büyükten küçüğe doğru, KeDi GeNi şeklinde sıralanabilir.

Kromozom      →    DNA    →    Gen        →     Nükleotit 

KROMOZOM

Genetik özelliklerimiz hücre çekirdeğinde bulunan kromozomlarda taşınır. Her türün kendine ait kromozom sayısı vardır. (Aynı türde kromozom sayısı değişmez.) İnsanlarda kromozom sayısı 2n=46 dır. Bu kromozomların n=23 tanesi anneden, n=23 tanesi babadan gelir. Canlıların vücut hücrelerindeki kromozomların yarısı(n) anneden, diğer yarısı(n) da babadan gelir. Biri anneden biri babadan gelen şekil ve büyüklük bakımından aynı olan ve aynı karaktere etki eden kromozomlara homolog kromozom(2n) denir. Homolog kromozom içeren hücrelere diploit hücre(2n) denir. Diploit hücrelerde 2n sayıda (yani çift sayıda) kromozom bulunur. Canlıların üreme hücrelerinde ise n sayıda (yani tek sayıda) kromozom bulunur. n sayıda kromozom içeren hücrelere ise haploit hücre(n) denir.

1. Kromozom sayısının fazla olması bir canlının gelişmişliğini göstermez. Eğrelti otunun 500 kromozomu olması insanlardan gelişmiş olduğunu göstermez.

2. Kromozom sayısının vücut büyüklüğü ile ilişkisi yoktur. Filin kromozom sayısı 56,  serçenin kromozom sayısı 60 dır.

3. Kromozom sayısının aynı olması canlılar arasında akrabalık olduğunu göstermez. İnsan ve moli balığının kromozom sayısı 46 dır. Aralarında bir benzerlik yoktur.

DNA

DNA hücrenin yönetici molekülüdür. Türe ve canlıya özgü bütün kalıtsal bilgiler DNA’da gizlidir. DNA’da farklı özelliklerden sorumlu birçok gen bölgesi bulunur.

DNA’nın Görevleri

– Hücrenin yaşamsal olaylarını yönetir ve kontrol eder.

– Kalıtsal karakterlerin oluşmasını sağlar.

– Hücre bölünmesi öncesi kendini eşleyerek kalıtsal bilgilerin bir sonraki kuşağa aktarılmasını sağlar.

DNA’nın Özellikleri

-Çekirdek, mitokondri ve kloroplastta bulunur.(Zarla çevrili çekirdek yapıları olmayan hücrelerde ise sitoplazmada bulunur.)

-Hücre yönetiminde ve kalıtımın sağlanmasında görevlidir.

-Çift sarmal yapıdadır.

-Yapı birimi nükleotitlerdir

-Adenin, timin, guanin ve sitozin bazlarını içerir.

-Yapısında deoksiriboz şeker ve fosfat bulunur.

-Kendini eşleyebilir.

James Watson ve Francis Crick yaptıkları deneylerden ve önceki bulgulardan yararlanarak DNA’nın çift sarmal modelini oluşturmuşlardır.

GEN

Kromozomlar üzerindeki DNA’ların yapısında bulunan ve her biri bir karakterin ortaya çıkmasını belirleyen bölgelere gen denir. Genler kalıtsal bilgileri taşıyan bölgelerdir. Saç rengi, göz rengi, ten rengi, kan grubu gibi kalıtsal özellikler genler tarafından belirlenir.Çevremizdeki canlıların birbirinden farklı olmasının nedeni genlerdir. Çünkü kromozomlar üzerindeki genler birbirinden farklıdır. Genler, DNA’nın en küçük yapı birimi olan ve nükleotid adı verilen yapılardan oluşur.

NÜKLEOTİDLER

DNA nükleotit adı verilen yapı birimlerinden oluşur. Bir nükleotitin yapısında organik baz, beş karbonlu şeker ve fosfat bulunur.

Organik baz: Adenin (A), Timin (T), Guanin (G), Sitozin (C)

Şeker: Beş karbonlu deoksiriboz şeker bulunur.

Fosfat: Nükleotitlerin tümünde bulunan ortak moleküldür.

Nükleotitler yapısında taşıdıkları organik baza göre isimlendirilir.

• Bir DNA’daki toplam nükleotid sayısı; toplam fosfat sayısına, toplam şeker sayısına ve toplam organik baz sayısına eşittir. Bu durum; Nükleotid Sayısı = Fosfat Sayısı = Şeker Sayısı = Organik Baz Sayısı şeklinde de ifade edilebilir. Örneğin; 800 adet nükleotid içeren bir DNA’da 800 adet fosfat, 800 adet şeker ve 800 adet organik baz vardır.

İki nükleotid bir araya gelerek DNA’nın yapısındaki genleri oluşturur. DNA molekülünü oluşturan zincirlerdeki nükleotidlerin alt alta dizilişlerinde belirli bir kural yoktur. Ancak iki nükleotidin yan yana (karşılıklı) bir araya gelmesi belirli bir kurala göre gerçekleşir.  Buna göre; Adenin Nükleotidi Timin Nükleotidi ile Guanin Nükleotidi Sitozin Nükleotidi ile eşleşir. Farklı bireylerde nükleotidlerin sayısı ve dizilişi farklıdır. Kimyasal bir bağ olan hidrojen bağı ile birbirine bağlanan nükleotitler DNA zincirini oluşturmaktadır. Bu dört nükleotidin farklı sıralarda dizilmesi ile de farklı DNA zincirleri meydana gelmektedir. Adenin ve Timin Nükleotidlerinin bir araya gelmesiyle bir gen meydana gelir. Aynı şekilde Guanin ve Sitozin Nükleotidlerinin bir araya gelmesiyle bir gen oluşur. Oluşan bu genler, yapılarındaki nükleotidlerde yer alan fosfat bağlarıyla birbirine bağlanarak DNA zincirlerini meydana getirir.

DNA’nın Kendini Eşlemesi

Hücre bölünmeye başlamadan önce kendini eşler. Bu sayede DNA iki katına çıkmış olur. Önce çift zincirli yapı ortadan ikiye ayrılır. Sitoplazmada bulunan serbest nükleotidler ayrılan zincirlerin karşısına uygun olacak şekilde yerleşir. Eşler tamamlandıktan sonra iki DNA oluşmuş olur.

Bilgi:
* Dünyadaki bütün insanların DNA’ları % 99,5 aynıdır. Geriye kalan fark insanların farklı özellikte olasını sağlar.
* Bütün canlıların yönetici molekülleri vardır. Bu yönetici molekül insan, hayvan ve bitkilerde DNA, bazı mikroskobik canlılarda da RNA’dır
* Canlıların birbirinden farklı olmasının nedeni DNA molekülündeki Nükleotid sayısı ve dizilişinin farklı olmasından kaynaklanır.

Mutasyon

DNA üzerinde meydana gelen ani değişikliklere mutasyon denir. DNA’nın yapısının değişmesi şu şekilde olur.
– Bazı nükleotidlerin kaybolması
– DNA’nın parçasının kopması

Mutasyona sebep olan faktörler
1. Zararlı ışınlar (X ışını, gama ışını morötesi (ultraviyole) ışınlar)
2. Kimyasal maddeler ( Katkı maddeleri, cıva, ilaçlar (Antibiyotik vb), DDT)
3. Aşırı sıcaklık
4. Alkol, Sigara ve Uyuşturucu

Mutasyon vücut hücresinde meydana geldiğinde yalnızca o canlıyı ilgilendirir. Eğer üreme hücrelerinde mutasyon oluştu ise sonraki nesle aktarılır. Mutasyonlar yararlı ve zararlı olabilir. Bitki tohumlarında meydana gelen mutasyon ile daha fazla ürün vermesi sağlanabilir. Mutasyonların çok büyük bir kısmı ise zararlıdır. Kanser, altı parmaklılık, eksik organlı doğma, gelişim bozuklukları, albinoluk, hemofili, down sendromu, orak hücreli anemi, Van kedisinin farklı renkli gözlü olması mutasyondan kaynaklanır.