Bebeklerimiz Neden Bizden İki Kat Fazla Gene Sahip Olmuyor?
Doğa, "Fazla DNA" Sorununu Nasıl Çözdü?
Bebeklerin nasıl yapıldığını düşündüğünüzde çok basit bir matematik kuralıyla karşılaşırsınız. Anneden ve babadan alınan genlerin toplamı, 1+1 = 2, çok kolay değil mi?
Hem annenin hem de babanın 23 çift kromozomu vardır. Yumurta ve sperm birleştiğinde 46 tek kromozomluk (23 çift) bir embriyo, sonrasındaysa fetüs yani bebek oluşur. Ardından bebek büyür ve bir yetişkin olur, bu yetişkinin 46 kromozomlu yumurtası veya spermi bir başka 46 kromozomlu yumurta veya spermle bir araya gelir. Basit matematik problemimiz burada devreye girer ve 46+46 = 92 kromozomu olan bir bebek oluşmasını bekleriz. Ya da bekler miyiz?
İnsanlığın dünyadaki uzun geçmişi göz önüne alındığında, bahsettiğimiz matematiğe göre hücrelerimizin kromozomla dolup taşması gerekirdi. Oysa sadece 1 kromozom fazlalığında bile nasıl büyük etkiler olduğunu biliyoruz. Bu uzun geçmiş boyunca annenin ve babanın tüm kromozomlarının birikerek bebeklere aktarıldığını düşünün, bu kadar fazla kromozomumuz olsa neler olurdu?
Doğanın bu sorunu nasıl çözdüğünü anlamak için birilerinin "çarşafların altına girmesi" ve bebeklerin nasıl yapıldığını görmesi gerekiyordu. Bu cesur kişi Oscar Hertwig oldu ve dikenli kürecikler olarak da anılan deniz kestaneleri onun dikkatini çekti.
Döllenmeyi Anlamada Büyük Değişiklik
Oscar Hertwig 1849 yılında Almanya'nın Friedberg kentinde doğdu. Oscar, kendisinden bir yaş küçük kardeşi Richard ile birlikte üniversiteye gitti. Oscar bir sabah, "Sperm ve yumurta hücreleri karşılaştığında neler olur?"sorusuyla uyandı.
O dönemde bu konu hakkında iki temel teori genel kabul görüyordu: Teorilerden ilki, spermin yumurtaya dokunması, titreşmesi ve bu sayede yumurtayı embriyo haline gelmeye "teşvik etmesiydi". Bu senaryo, spermin bir çalar saat gibi titreşerek yumurtayı uyandırması ve görevini yerine getirmesi için onu dürtmesi şeklindeydi.
İkinci teori ise spermin yumurta içine girip ona kendi kimyasallarını enjekte ederek bir embriyoya dönüşmesi şeklindeydi. Hertwig ikinci teoriye dair kanıtları görmüştü, ancak kanıtlar onu tatmin etmedi.
Oscar bir gün, kardeşinin önde gelen bir biyologla bir araştırma üzerinde çalışmak için Akdeniz'e gittiğini duyunca onlara katılmaya karar verdi. Oscar'ın oradayken yaptığı en önemli gözlem deniz kestanelerinin embriyolarının şeffaf olduğuydu. Bu şeffaflık Hertwig'in, deniz kestanesinin sperminin yumurtaya girdiğini ve kromozomların bulunduğu çekirdekle kaynaştığını görmesini sağladı. Yani ilk teorinin söylediğinin aksine, sperm titreşip yumurtayı uyarmıyordu!
Bir sperm hücresi yumurtaya girdikten sonra yumurta vitellin adı verilen bir zar oluşturarak diğer spermlerin yumurtaya girmesini engelliyordu. Günümüzde bu herkes tarafından bilinen bir bilgi olsa da o zaman bilinmiyordu. Bilinmeyen diğer şeyler ise yumurta ve sperm bir araya geldiğinde onların içeriklerine ve yumurta ve sperm henüz oluşmadan önce kromozomlara ne olduğuydu.
Gen Değiştirme
Ergen bir erkeğin testislerinde bulunan, sperm hücresine dönüşmek üzere olan hücrelere bakalım. Hücre içindeki karmaşık yapıları bir kenara bırakıp kromozomları içeren hücre çekirdeğine girelim ve Kromozom 1'e odaklanalım. Odaklandığımız kromozomda birbirlerine kalçalarından bağlanmış iki adet homolog kromozom görürüz. Bu kromozomlardan birisi anneden, diğeri ise babadan alınır. Sperm hücresine dönüşen bütün hücreler hem anneden hem de babadan olan genleri taşır.
Anneden alınan kromozoma gökyüzü, babadan alınana ise toprak diyelim. Sperm hücreleri oluşmadan önce genetik materyalin değiş tokuş edildiği, crossing over adı verilen bir olay yaşanır. Bu süreçte gökyüzü ve toprak kromozomları karşı karşıya gelir ve genetik materyal değiştirilir. Sonuçta gökrak ve topyüzü diyebileceğimiz kromozomlar oluşur. Ardından her biri 23 tek kromozomdan oluşan 4 farklı sperm hücresi ortaya çıkar.
Aslında maddi destek istememizin nedeni çok basit: Çünkü Evrim Ağacı, bizim tek mesleğimiz, tek gelir kaynağımız. Birçoklarının aksine bizler, sosyal medyada gördüğünüz makale ve videolarımızı hobi olarak, mesleğimizden arta kalan zamanlarda yapmıyoruz. Dolayısıyla bu işi sürdürebilmek için gelir elde etmemiz gerekiyor.
Bunda elbette ki hiçbir sakınca yok; kimin, ne şartlar altında yayın yapmayı seçtiği büyük oranda bir tercih meselesi. Ne var ki biz, eğer ana mesleklerimizi icra edecek olursak (yani kendi mesleğimiz doğrultusunda bir iş sahibi olursak) Evrim Ağacı'na zaman ayıramayacağımızı, ayakta tutamayacağımızı biliyoruz. Çünkü az sonra detaylarını vereceğimiz üzere, Evrim Ağacı sosyal medyada denk geldiğiniz makale ve videolardan çok daha büyük, kapsamlı ve aşırı zaman alan bir bilim platformu projesi. Bu nedenle bizler, meslek olarak Evrim Ağacı'nı seçtik.
Eğer hem Evrim Ağacı'ndan hayatımızı idame ettirecek, mesleklerimizi bırakmayı en azından kısmen meşrulaştıracak ve mantıklı kılacak kadar bir gelir kaynağı elde edemezsek, mecburen Evrim Ağacı'nı bırakıp, kendi mesleklerimize döneceğiz. Ama bunu istemiyoruz ve bu nedenle didiniyoruz.
Dişilerde yumurta hücrelerinin oluşması erkeklerdekine göre biraz daha farklıdır. Yukarıda bahsedilen mayoz bölünme dişilerde her ay gerçekleşir ve 1 tane yumurta hücresi üretilir.[1] Ortak olan nokta, spermler gibi yumurta hücrelerinin de mayoz bölünme sonucunda 23 tek kromozoma sahip olmasıdır.
Spermle yumurtanın birleşmesiyle 23 çift yani 46 tek kromozom ortaya çıkar. Genetik çeşitlilik, yukarıdaki görselde gösterildiği şekilde neredeyse sonsuz kombinasyona sahip olabilir. Yumurta gökyüzü, toprak, gökrak, topyüzü kombinasyonlarından birisini içerebilir, tabii gökrak ve topyüzü kombinasyonlarının her birinde farklı genetik materyaller değiştirilebileceği için kombinasyon sayısı sonsuza yakınsar.
Eğer bu kombinasyonlar oluşmasaydı, yani anne ve babadan alınan kromozomlar oldukları gibi çocuğa aktarılsaydı doğal seçilime karşı koymamız epey bir güç olurdu. Çünkü çevre değiştikçe genetik kombinasyonların sağladığı fiziksel özellikler değişmez ve bireyler çevreye uyum sağlayamayabilirdi. Çünkü genetik çeşitliliği sağlayan kombinasyonlar, doğal seçilim karşısında bizi güçlendirmenin yanında genetik hastalıkların miras bırakılmasının önüne geçmeye de yardımcı olur.
Toksikolojinin en temel ilkelerinden birisi, zehri zehir yapanın doz olduğudur. Bu durum genetikte de geçerlidir. Eğer kromozomların sürekli artmasının önüne geçilemeseydi canlılık bu birikime dayanamazdı. Bu nedenle mayoz bölünme, kromozom sayısını sabitlemek ve genetik çeşitliliği sağlamak açısından kritik öneme sahiptir.
İçeriklerimizin bilimsel gerçekleri doğru bir şekilde yansıtması için en üst düzey çabayı gösteriyoruz. Gözünüze doğru gelmeyen bir şey varsa, mümkünse güvenilir kaynaklarınızla birlikte bize ulaşın!
Bu içeriğimizle ilgili bir sorunuz mu var? Buraya tıklayarak sorabilirsiniz.
Soru & Cevap Platformuna Git- 6
- 5
- 3
- 2
- 2
- 2
- 1
- 1
- 0
- 0
- 0
- 0
- Çeviri Kaynağı: McGill | Arşiv Bağlantısı
- ^ T. Hassold, et al. (2001). To Err (Meiotically) Is Human: The Genesis Of Human Aneuploidy. Nature Reviews Genetics, sf: 280-291. doi: 10.1038/35066065. | Arşiv Bağlantısı
Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?
Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:
kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci
Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 21/11/2024 13:57:02 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/17014
İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.
This work is an exact translation of the article originally published in McGill. Evrim Ağacı is a popular science organization which seeks to increase scientific awareness and knowledge in Turkey, and this translation is a part of those efforts. If you are the author/owner of this article and if you choose it to be taken down, please contact us and we will immediately remove your content. Thank you for your cooperation and understanding.