top of page
  • Yazarın fotoğrafıErsin Demirci

Faydalı Mutasyon Fenomenisi

Yol Haritası;


01. Mutasyonların Varlığı

01-1. Mutasyon Nedir?

01-2. Mutasyon Mekanizması

01-3. Mutasyon Çeşitleri

02. Faydalı Mutasyonlar

02-1. Faydalı mutasyon nedir?

02-2. Faydalı Mutasyon Örnekleri


01. Mutasyonların Varlığı


01. Mutasyonların Varlığı / 01 – 1. Mutasyon Nedir ?

• Mutasyonlar ilk başlarda zararlı olarak görünseler bile evrimsel süreçte çok yararlı etkilere dönüşebilirler.

• Bir ortamda zararlıyken başka bir ortamda yararlı bir durum yaratabilirler.

• Canlının geninde meydana gelen bir mutasyon, o canlıya bir fayda sağlıyorsa, bulunduğu ortam şartlarında yaşamını ve üremesini ve besin bulmasını kolaylaştırıyorsa, mutasyonlu gen bir sonraki nesillere aktarılır.

• Bu durum, mutasyona uğramış genin popülasyondaki sayısın da artışa neden olmaktadır.

• Aksi şekilde, eğer mutasyon besin bulmayı hayatta kalma gibi şartları kolaylaştırmıyor ve canlının üremesine katkı sağlamıyorsa, o canlı zaten üreyemeyeceği için zamanla mutasyona uğramış genler azalıp ve yok olacaktır.

• Böylece, yararlı genlerle zararlı genler ayıklanarak yaşadığı ortama daha iyi uyum sağlamış canlılar gelişir.


01. Mutasyonların Varlığı / 01 – 2. Mutasyon Mekanizması

01. Mutasyonların Varlığı / 01 – 3. Mutasyon Çeşitleri

Mutasyonları üç çeşide ayırabiliriz.

a.Nötr Mutasyonlar: Canlının üreme, yaşamsal faaliyetlerin de bir değişiklik yapmayan mutasyonlardır.


b.Negatif Mutasyonlar: Canlının üreme, yaşamsal faaliyetleri , besin bulma gibi şartları zorlaştırıyorsa, canlının optimum şartlarını olumuz yönde değiştiren mutasyon türüdür.


c.Faydalı mutasyon: Canlının üreme, yaşamsal faaliyetleri , besin bulma gibi şartları kolaylaştırıyorsa, canlının optimum şartlarını olumlu yönde değiştiren mutasyon türüdür


02. Faydalı Mutasyonlar


02. Faydalı Mutasyonlar / 01 – 1. Mutasyon Nedir ?


• Bir mutasyona “faydalı” diyebilmemiz için, mutasyonun gerçekleştiği gene sahip canlıların koşullarını göz önüne almalıyız.

• İnsan genlerindeki bir mutasyon, eğer insan için faydalıysa buna faydalı mutasyon denir; aynı şekilde bir bakteride oluşan mutasyon bakterinin üremesini kolaylaştırıyorsa, yaşamsal faaliyetlerini iyileştiriyorsa bu duruma da faydalı mutasyon diyebiliriz.

• İnsan için patojen bir bakterinin üremesini kolaylaştıran bir mutasyoninsana zararlı olabilir. Bu nedenle faydalı kavramını iyi değerlendirmek gerekir. Mutasyonun gerçekleştiği canlıya göre fayda-zarar ilişkisi gözetilir


02. Faydalı Mutasyonlar/ 02-2. Faydalı Mutasyon Örnekleri


1- BULUNDUKLARI ZEMİNE UYUM SAĞLAYAN FARELER


• ABD’ de yapılan bir araştırmada Peromyscus maniculatus türüne ait fareler de kumul alan da ve toprak alan da farklı renk değişimleri olduğunu fark eden Dr. Hopi Hoekstra ve meslektaşları bu farelere yakından baktıklarında açık renkli kumluk alan üzerinde yaşayanların, açık renkli tüylere, koyu renkli topraklarda yaşayanların ise koyu renkli tüylere sahip olduğunu gördüler.

• İlk izlenimlerin den yola çıkan Hopi ve ekibi, bu farelerin özel durumunu, yırtıcı kuşlardan gizlenmelerini sağladığını ve dolayısıyla bu uyumun yararlı bir mutasyonun ürünü olduğu hipotezini ortaya koymuşlardır.

Bu hipotezi destekleyecek varsayımlara ihtiyaç olduğu için, kontrollü deneyler gerçekleştirerek farelerin kalıtımlarına bakmışlardır.

• Yapılan araştırmalar neticesin de fare için faydalı olan bu mutasyonda, tek bir gendeki mutasyonun sorumlu olduğunu tespit etmişlerdir.

• Topluluk kalıtım hesaplamaları bu faydalı mutasyonun 4000 yıl önce meydana geldiği ortaya çıkmıştır.

• Coğrafi konumuna baktığımız zaman 8.000-10.000 yıl önce oluştuğunu gösterdiği için, bu mutasyonun farelerin buraya göç etmesinden sonra mutasyon geçirdiklerini ispatlamıştır.


** Yukarıda ki görselde farklı renklenmeler gösteren geyik fareleri (Peromyscus maniculatus) popülasyonları.


2- Hudson Nehri’n de ki Tomcod Balıklarında PCB Direnci


• Hudson Nehri’n de Tomcod balıklarının zehirlenmesine yol açan PCB adında zehirli bir madde mevcuttur.

• Tomcod balıkları PCB maddesi ile zarar görüp ölmektedir fakat hücrede gerçekleşen faydalı bir mutasyon bu durumu sona erdirmiştir.

• PCB maddesi ilk olarak balığın hücresindeki AHR-2 reseptörüne bağlanır.

• PCB bağlanan reseptör, DNA’yı gereksiz yere aşırı uyararak toksik bir yanıta neden olur.

• PCB reseptöre bağlamadığı için DNA gereksiz yere aşırı uyarı yapamaz, bu sayede toksik bir yanıt oluşmamış olur ve balık hayatta kalmayı başarır.

• Hudson Nehri’n den toplanan balıklar üzerin de yapılan araştırmalar sonucun da Hudson Nehri’n de ki balıklarda AHR-2 proteinin, 2 tane aminoasidinin silinmiş olduğunu tespit etmişlerdir.akat, AHR-2 reseptörünün PCB maddesine bağlandığı bölgeyi bozan bir mutasyon balığın zehirlenmesinden kurtulup, hayatını kurtarır.




Buna sebep olan şey nedir?

* Tüm dünya da Tomcold balıkları PCB’ye karşı savunmasız haldeyken, Hudson Nehri’n de ki popülasyona baktığımız da hücrede gerçekleşen bu faydalı mutasyon balıkların rahat yaşamasına ve üremesine olanak sağlamıştır.

* Hudson Nehri’n den gelen Tomcod balıkları PCB'lerin toksik etkilerine karşı daha az duyarlı hale getiren, varyant bir proteine sahiptir. PCB'lerin etkileri, Aril Hidrokarbon Reseptörü 2 (AHR2) adı verilen bir protein ile etkileşimleri yoluyla ortaya çıkar. AHR2 normal de aktif değildir, ancak PCB molekülleri ona bağlandığın da, AHR2 aktive olur ve toksisiteye yol açan diğer genleri açmak için moleküler bir anahtar görevi görür.



3- E. coli Bakterisin de Laktoz Kullanımı


• Boston Üniversitesi'nden Prof. John Cairns ve ekip arkadaşlarının yaptıkları ve New Scientist dergisinde yayınlanan bir çalışma E. Coli bakterisin de farklı bir şeyler tespit ettiklerini açıklamışlardır.

• E. coli bakterisi yapısı gereği laktozu parçalayamaz (laktoz intoleransı).

• E. coli bakterileri Mu isimli bir bakteriyofaj (bakterileri enfekte eden bir virüs) kullanılarak genetik materyalin de bulunan beta-galactosidase geninde meydana getirilen bir mutasyon sayesinde bakterilerin laktozu sindirmeye başladıkları ortaya çıkmıştır.

• Bakteride meydana gelen bu olumlu değişiklik sayesinde, besin ihtiyacının bir kısmını da laktoz’ dan elde etmektedir. Bu da bakterinin bulduğu ortamda ki konforunu iyileştirdiği için faydalı bir mutasyon geçirmiş diyebiliriz.

• Peki, E. coli bakterisi bunu nasıl yapıyor ?

1.Lac reseptör proteini, lac operatör bölgesine bağlanır.

2.Operatöre baskılayıcı bağlanması, bir DNA engeli gibi RNA polimerazın ilerlemesini engeller.

3.RNA polimeraz, lac yapısal genlerini kopyalayamadığından, karşılık gelen proteinler yapılmaz.

4.Bu sayede laktozu sindiremeyecektir.

5.Beta-galactosidase genin de gelen mutasyon sayesin de hücre ortamın da bulunan laktoz, lac represörünün allosterik bölgesine bağlanır . Bu bağlanma, baskılayıcının yapısını değiştirir.

6.Bu kon formasyon da, baskılayıcı artık lac operatör bölgesine bağlanamaz.

7.Böylece, laktoz varlığında, lac yapısal genleri ifade edilir. Z ve Y genleri tarafından kodlanan proteinler, laktoz metabolizması için gereklidir. Geçirilen bu faydalı mutasyon sayesinde ise E. Coli bakterisi laktozu kullanabilir.


4- İnsanda Antikor Üretimi


• İnsan için en faydalı diyebileceğimiz bir mutasyon olarak antikorları göstere biliriz.

• İnsan vücudunun savunmasın da en önemli iki tip hücre vardır. Bunlar ‘B’ ve ‘T’ hücreleridir.

• T lenfositler efektör hücre haline geldikleri zaman farklılaşarak Yardımcı ve Sitotoksik T lenfosit olarak görev yaparlar.

• B-Lenfositleri (Bond Marrow Dependent) ise Sıvısal (humoral) bağışıklıktan sorumludur. Uyarıldıklarında antikor üretirler.

• B hücrelerinin içinde olan bu mekanizmaya Somatik hipermutasyon adını veririz.

• Somatik hipermutasyon veya SHM adı olarak bildiğimiz, edinilmiş bağışıklık sisteminin bir parçası olarak, sistemin yabancı cisimlere karşı durmasın da görev alan hücre içi bir mekanizmadır.

• Bu mekanizma hücre de ki yabancı maddeleri tanıyarak, hızlı bir biçimde mutasyona uğrar ve zararlı olan patojenleri ortadan kaldırır.

Antikor da meydana gelen bu mutasyonlar en çok değişebilen (hypervariable) bölgeler olarak da bilinen, DNA’nın "sıcak-noktalar’’ ın da meydana gelirler.

• Yönlendirilen bu hiper mutasyon, özgül bir yabancı antijeni tanıyabilme ve ona bağlanabilme yeteneğine sahip olan immünoglobülin reseptörlerini ifade eder.

• B hücrelerinin seçilimi için olanak sağlar. Bu bölgeler, "tamamlayıcı karar bölgelerine benzerler’’ immünoglobulin de ki antijen tanıma bölgeleriyle ilişkilidirler.

• Bu ilişki, insan için faydalı bir mutasyondur.


5- Klebsiella aerogenes Bakterisi:


• Robert Mortlock, Klebsiella aerogenes bakterisinin mutasyon geçirerek, daha önce bünyesinde sürekli üretilmeyen bir enzimi (fucose isomeraz enzimi), sürekli üretmeye başladığını keşfetmiştir.

• Her daim kullanılmayan bu enzimin, sürekli olarak üretilmesine yönelik bu mutasyon, zararlı gibi görünmektedir, çünkü bakteri için enerji ve kaynak israfıdır.

• Ancak bu enzimin sürekli bakterinin vücudun da bulunmasıyla birlikte daha önce aralıklarla metabolize edebildiği besinleri, her an kullanabilir hale gelmiştir.

• Dolayısıyla başlangıçta zararlı bir mutasyon olarak ortaya çıkan durum, sonunda faydalı hale gelmiştir.

• Robert Mortlock, Klebsiella aerogenes bakterisinin mutasyon geçirerek, daha önce bünyesinde sürekli üretilmeyen bir enzimi (fucose isomeraz enzimi), sürekli üretmeye başladığını keşfetmiştir.

• Her daim kullanılmayan bu enzimin, sürekli olarak üretilmesine yönelik bu mutasyon, zararlı gibi görünmektedir, çünkü bakteri için enerji ve kaynak israfıdır.

• Ancak bu enzimin sürekli bakterinin vücudun da bulunmasıyla Klebsiella aerogenes bakterisi, daha önce aralıklarla metabolize edebildiği besinleri, her an kullanabilir hale gelmiştir.

• Bu sayede rahat olarak beslenebilmiştir.

• Dolayısıyla başlangıçta zararlı bir mutasyon olarak ortaya çıkan durum, sonunda faydalı hale gelmiştir.

Aşağıda ki resim de bu bakteriye ait görüntüyü görmekteyiz.

- Teşekkürler-

 

* KAYNAKÇA *






1- Bulundukları ortama uyum sağlayan fare



2- Thomson nehri



3- Bakteride laktoz üretimi



4- Antikor


249 görüntüleme

Son Yazılar

Hepsini Gör

Comments


Commenting has been turned off.
bottom of page