Gen benzerliği (genetik benzerlik) ne anlama gelir?

Bu yazının içerik özgünlüğü henüz kategorize edilmemiştir. Eğer merak ediyorsanız ve/veya belirtilmesini istiyorsanız, gözden geçirmemiz ve içerik özgünlüğünü belirlememiz için [email protected] üzerinden bize ulaşabilirsiniz.

Genetik benzerlik, ele alınan iki türün ya da tür grubunun genomlarının (var olan bütün genlerinin toplamının) birbirlerine olan benzerlik oranı olabileceği gibi, bu tür veya tür gruplarının sadece belli başlı gen bölgelerinin birbirine benzerliği anlamına da gelebilmektedir.

 
Gen benzerliğinden söz ederken, hangi yöntemle benzerliğin analiz edildiğinin belirtilmesi gerekmektedir. Çünkü birçok farklı açıdan benzerlik analizi yapılabilir. Örneğin en sık kullanılan yöntemlerden birisi, farklı türlerin aynı bölgelerinde bulunan transpozonların analizine dayanmaktadır (ki insan genomunun %80'ini "sıçrayan gen elemanları" olarak bilinen transpozonlar oluşturmaktadır!). Bir diğer yaygın yöntem, belli başlı proteinleri kodlayan genleri incelemektir. Daha kapsamlı çalışmalarda, bilinen tüm nükleotitlerin tek tek analizi de yapılabilmektedir. Elimizdeki tamamlanmış genom haritalarının sayısı arttıkça (ki şu ana kadar yüzlerce türe ait on binlerce genom dizilenmiş ve haritalandırılmıştır), nükleotit bazlı analizler de mümkün olmaktadır. Buna rağmen sonuncusu oldukça zor bir iştir ve ancak bilgisayar programlarıyla yapılabilmektedir. Tabii ki, teknolojimiz geliştikçe ve süperbilgisayarlar daha erişilebilir oldukça, bu işlem de her geçen gün daha da kolay hale gelmektedir. Tüm bunlar haricinde, herhangi bir protein kodlamayan intron bölgeleri ile bir protein üretiminde kullanılan ekson bölgelerinin karşılaştırmalı analizleri de yapılabilir. Uzun lafın kısası, karşılaştırmalı genomik alanında çok farklı yöntemler kullanılabilmektedir.
 
Bu bağlamda, gen benzerliğinden söz ederken genellikle ya homolog (eş) genlere ya da belli sayıdaki genlerin nükleotit kıyaslamalarına bakılmaktadır. Tüm canlılar, ortak atalara sahip oldukları için, ortak genler de bulundurmaktadırlar. İşte farklı canlılarda, aynı görevleri üstlenen (ancak birebir aynı nükleotit dizisine sahip olmak zorunda olmayan) bu genlere homolog genler adı verilir. Örneğin şempanzelerle insanlar arasındaki homolog gen benzerliği pratik olarak %100'dür (teorik olarak %99.9 civarında düşünülebilir). Çünkü bu türlere özelliklerini veren proteinler (ve dolayısıyla genler), birbirleriyle işlev bakımından tamamen aynıdır. Bir diğer deyişle, insandaki genlerin hepsinin birebir karşılığını şempanzelerde bulmak mümkündür. Ancak bu genler içerisinde, nükleotit farklılıkları bulunabilir. İşte bu farklılıklar, türler arasındaki farklılıkları oluşturur. Ki aynı farklılıkların daha düşük kapsamda olanları da, aynı tür içerisindeki farkları yaratmaktadır (örneğin Çinliler ile İtalyanlar arasındaki farkları). 
 
Öte yandan bütün-genom analizlerinde sadece genlerin işlevlerine değil, o genlerin tek tek nükleotitlerine de bakılır. Nükleotitlere bakmak daha zorlu bir süreçtir; ancak daha kesin sonuçlar verir. Örneğin insanla şempanze arasında, 18.000'den fazla genin (neredeyse tüm genomun) tek tek nükleotit dizilerine bakılarak yaptığımız analizlerde, iki tür arasındaki benzerliğin %98.77 olduğunu görürüz. Görebileceğiniz üzere "gen" düzeyinden "nükleotit" düzeyine indiğimizde, farklılıkların sayısı arttığı için, benzerlik oranı da bir miktar azalır. Ancak bu, aslında büyük bir azalma olarak da görülebilir. Zira Dünya üzerinde alacağınız her iki insan arasındaki genetik farklılık genellikle %0.1'den düşüktür. Bir diğer deyişle, Dünya üzerindeki her iki insan, gen düzeyinde %100, nükleotit düzeyinde %99.99 civarında birbirine benzer. Yaşamış en yakın kuzenlerimiz olan Neandertaller ile nükleotit bazındaki farklılığımız %0.12 civarındadır (nükleotit bazında benzerlik: %99.88). İşte şempanzelere gittiğimizde bu fark, %1.23'e kadar fırlamaktadır (benzerlik %98.77'ye kadar gerilemektedir) ki bunun türler arasındaki farkı yaratmak için ne kadar önemli olduğu anlaşılabilir. Daha uzak kuzenlerimiz olan makaklarla bu benzerlik %93.56, yeni dünya maymunlarıyla %89, lemurlarla %80, farelerle %40 dolaylarındadır. Görülebileceği gibi nükleotit bazındaki farklılık, evrimsel uzaklığı daha da net göstermektedir.
 
Genom içerisinde, protein kodlayan ekson bölgelerinde oluşan mutasyonlar genellikle türe zarar verdiğinden elenir; bu yüzden eksonlardaki genetik benzerlik daha fazladır. Ancak genelde gen okunmasını düzenleyici rol oynayan ve protein sentezi olmayan intron bölgelerindeki mutasyonlar (yine çoğu nötral olmakla birlikte) daha kolay saklanabilir. Bu sebeple, özdeş birer ekson analizindeki genom farkı %25 iken, özdeş birer intronda %60'lara kadar ulaşabilir. Tabii, evrimsel açıdan birbirinden uzak olan türlerde bu farklar çok daha fazladır. Öyle ki, bir noktadan sonra (örneğin ortak atası 1-2 milyar yıl önce yaşamış türlerde) biriken nötral mutasyonlardan ötürü iki farklı genomun intronlarındaki nükleotitleri yan yana dizmek bile çok zor olmaktadır. Bu yüzden, tüm türler tarafından ortak olarak paylaşılan bazı eksonlar üzerinden analiz yapılabilmektedir (ki tüm türler tarafından belli genlerin paylaşılması da ortak atanın kesin bir kanıtıdır).
 
Kısaca genom analizlerinde yapılan, nükleotitlerin yan yana dizilerek kıyaslanmasıdır. Bu analizler, türler arası akrabalık ilişkisini ve ortak ataları çok net bir şekilde ortaya çıkarabilmektedir. Evrimsel Biyoloji'nin en güçlü ayaklarından biri olan Genetik Bilimi sayesinde, genetiğin bilinmediği zamanlardan kalan tüm hipotezlerimizi test etme ve neredeyse tamamını doğrulama ve bir kısmını da düzeltme imkanı bulmaktayız. Genetik analizlerin de net bir şekilde doğruladığı gibi, tüm türler ortak bir atadan evrimleşmiş ve günümüze kadar evrimsel süreçler dahilinde farklılaşarak ulaşmışlardır.
 

Buradaki makalemiz temel olarak gen homolojisinden yola çıkarak yapılan analizlerden örnekler vermektedir. Ancak analizlerin bir kısmı, nükleotit dizilemesi analizlerinden de destek almaktadır. Dolayısıyla bu makalemizde verilen sayılar, yukarıdaki anlatımdaki analizlerden biraz daha karmaşıktır; ancak bir fikir verecektir.


Kaynaklar ve İleri Okuma:
  1. İnsan ile Diğer Canlıların Genom Kıyaslaması ve Benzerlik Miktarları
  2. NCBI
  3. Nature
  4. Science

İnsanın atalarının derileri ne renkti?

Herhangi bir siyasi ideoloji (örn: Sosyal Darwinizm) Evrim Kuramı'yla bağlantılı mıdır?

Yazar

Çağrı Mert Bakırcı

Çağrı Mert Bakırcı

Yazar

Evrim Ağacı'nın kurucusu ve idari sorumlusudur. Popüler bilim yazarı ve anlatıcısıdır. Doktorasını Texas Tech Üniversitesi'nden almıştır. Araştırma konuları evrimsel robotik, yapay zeka ve teorik/matematiksel evrimdir.

Konuyla Alakalı İçerikler

Göster

Şifremi unuttum Üyelik Aktivasyonu

Göster

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close
Geri Bildirim