Bir keresinde genlerde mutasyon olma ihtimalinin 3 milyonda 1 gibi çok küçük olduğunu duymuştum. Bu doğru mu?

"Nükleotit başına meydana gelen mutasyon sayısı aşırı küçüktür." İşte bu şekilde ifade edildiğinde doğru olur. Ne demek istediğimizi izah edelim:

Mutasyon oranı μ (Yunancada "mü" harfi) ile ifade edilir. Bu sayı, birçok tür için inanılmaz küçük bir sayıdır. Mesela 10-9 veya 10-8 gibi sayılar, mutasyon oranları için oldukça yaygındır. Bu sayılar, 0.000000001 gibi ufacık sayılardır. Yok denecek kadar küçük! Bu ne demektir? Mutasyonlar neredeyse hiç meydana gelmez mi? Ama bu pek doğru gelmiyor? Çünkü biliyoruz ki, var olmuş bütün canlıların, var olmuş bütün özellikleri bir noktada meydana gelmiş, ufak değişimlere neden olmuş mutasyonlarla ve sonrasında bunların seçilimiyle var olmuştur. Mutasyonlar popülasyona yeni genler, yeni özellikler, çeşitlilik katmaktadır. Sonrasında bu çeşitliliğin avantaj sağlayanları seçilmektedir ve türler değişmektedir. Eğer mutasyonlar aşırı nadirse, bu kadar geniş bir çeşitlilik nasıl var olabilir?

nsanların ve şempanzelerin hücrelerinde bulunan sahtegenler üzerindeki mutasyon oranları (μ) 2.5 x 10-8 civarındadır. Yani hücrelerimizdeki her bir nükleotitte, her bir mitoz bölünme sırasında 0.00000025 mutasyon meydana gelmektedir. İyi de bu çok saçma değil mi? 1 mutasyon anlamlıdır; ancak "yarım mutasyon" ya da "0.00000025 mutasyon" ne anlama gelir? Bu sadece bir sıklık oranıdır. Kıyas yapmak amacıyla bu şekilde, tek bir nesil (ya da tek bir mitoz bölünme) hesaba katılarak verilir. Bir diğer değişle, insan hücrelerinde tek ve belirli bir nükleotit üzerinde mutasyon meydana gelmesi için yaklaşık 4.000.000 adet mitoz gerekmektedir. Bunu nasıl hesapladık?

Tek bir nükleotitte mutasyon oluşması için gereken mitoz sayısı = 1 / μ

Örneğin, daha net anlamak açısından, eğer ki μ değeriniz 0.1 olsaydı, 1 mutasyon meydana gelmesi için ortalama 10 neslin geçmesi gerekirdi (1/0.1 hesabından ötürü). Dolayısıyla mutasyon oranı ne kadar düşükse, 1 mutasyonun sabitlenmesi için gereken nesil sayısı o kadar fazla olacaktır.

Yine de pek mantıklı gelmiyor, değil mi? Aslında hücrelerimiz ömrümüz boyunca yaklaşık 1016 adet (10 katrilyon) mitoz bölünme geçirir. Dolayısıyla 4 milyon bölünme, bu sayının yanında hiçtir. Ancak yine de yeterince fazla değil gibi. Bunun sebebi, halen tek bir nükleotiti düşünüyor olmamızdır. İnsan genomunun genelinde, tüm nükleotitleri düşünecek olursanız, bu sayı bir anda anlamlı hale gelecektir.

Bu sayıların bu kadar küçük olmasının nedeni, bu sayıların birimleridir. Örneğin 10-9 sayısı, bir canlının 1 adet hücresindeki tek bir adet nükleotit üzerinde mutasyon meydana gelme olasılığıdır. Bilim insanları genellikle mutasyon oranları için bu birimi (nükleotit başına düşen mutasyon oranını) kullandıkları için, mutasyon oranları da aşırı seyrek gibi algılanmaktadır. Halbuki bir canlının bir hücresi içerisindeki nükleotit sayısını düşünecek olursak, bu sayı bir anda anlamlı hale gelmektedir. Gerçek bir örnekten yola çıkalım:

İnsan genomunda (her bir hücreniz içerisinde) 3.200.000.000 adet nükleotit bulunur. Yukarıda sözünü ettiğimiz μ sayısı, bunların her birindeki mutasyon oranıdır. Dolayısıyla bu iki sayıyı çarptığımızda, genom başına her bir mitoz bölünmede meydana gelen mutasyon sayısını buluruz:

Her bir hücredeki toplam mutasyon oranı (μg) = Nbaz * μ

Burada Nbaz, hücredeki nükleotit sayısını ifade eder. Dolayısıyla insan için bir hesap yapacak olursak:

μg,insan = 3.200.000 x 0.00000025

μg,insan = 800

Her bir hücremizde mitoz bölünme başına 800 mutasyon! Şimdi konuşmaya başladık! Bir de bu hesaba toplam mitoz sayısını ve istatistiki hata paylarını eklediğimizde, İnsanın Moleküler Genetiği isimli ders kitabında belirtildiği gibi, ömrümüz boyunca her bir genimizde toplamda 100 milyon ila 10 milyar arasında mutasyona meydana gelmektedir! Sayılar bir anda baş döndürücü hale geldi! 10 milyar mutasyon!