Mitokondriyal DNA (mtDNA) Nedir? Nasıl Kullanılır?

Bu yazı, Evrim Ağacı'na ait, özgün bir içeriktir. Konu akışı, anlatım ve detaylar, Evrim Ağacı yazarı/yazarları tarafından hazırlanmış ve/veya derlenmiştir. Bu içerik için kullanılan kaynaklar, yazının sonunda gösterilmiştir. Bu içerik, diğer tüm içeriklerimiz gibi, İçerik Kullanım İzinleri'ne tabidir.

Bu yazı, Evrimi Anlamak yazı dizisinin 43. yazısıdır. Dizinin ilk yazısına gitmek için buraya, dizideki tüm yazıları görmek için buraya tıklayınız. Yazı dizileri, EA Akademi'nin bir parçasıdır.

Yazı dizisi içindeki ilerleyişinizi kaydetmek için veya kayıt olun.

mtDNA Nedir?

Mitokondriyal DNA (kısaca mtDNA), hücrelerimizin çekirdeği haricinde, mitokondri denen ve enerji üretimi için büyük moleküllerin oksijen ile yakılarak küçük moleküllere dönüştüğü organelde bulunan bağımsız DNA parçasına verilen isimdir. Kısacası ana genetik materyalimiz olan çekirdek DNA'sından bağımsız; ancak canlı genomu dahilinde sayılan bir DNA'dır.

mtDNA; POLG ve POLG2 isimli genlerin kodladığı DNA polimeraz gama kompleksinin varlığıyla çoğalır. Bu bölünme, çoğu zaman çekirdekteki DNA'dan bağımsızdır; ancak kimi durumda (hücre bölünmesi gibi) mtDNA'nın bölünmesi durdurulabilir veya gerektiği zamanlarda başlatılabilir.

mtDNA'nın kökenleri, Endosimbiyotik Kuram ile açıklanmaktadır. Yani ökaryotik (zarlı organellere sahip) canlılar, prokaryotik (zarlı organellere sahip olmayan) canlıların, başka prokaryotik canlıları endositoz ile içlerine almaları ancak sindirememeleri sonucu ve bazı diğer etmenler dahilinde simbiyotik yaşama geçmeleri sonucunda evrimleşmiştir. Mitokondri ve kloroplastların eskiden prokaryotik hücreler oldukları düşünülmektedir. Bu kuram, pek çok bulgu ile desteklenmektedir ve günümüzde en çok kabul edilen kuramlardan biridir. Şu an konumuz bu olmadığı için fazla ayrıntıya girmiyorum; ancak bir bilgi olarak, mtDNA'nın da tıpkı günümüzdeki modern prokaryotlar gibi halka şeklinde olduğunu bilmekte fayda vardır (ökaryotların çekirdeğinde bulunan çift sarmal DNA'dan farklıdırlar). Kısacası evet, mitokondri dediğimiz organel bir prokaryotun, diğeri ile simbiyotik ilişkisinin bir ürünüdür.

mtDNA Nasıl Kullanılır?

Her mitokondri'de 2 ila 10 arası mtDNA kopyası bulunur. Günümüz canlılarında, proteinlerin çok büyük bir kısmı çekirdekteki DNA tarafından kodlanır; ancak bulgular, bu kodların bir kısmının eskiden mtDNA'da bulunduğunu göstermektedir. Daha sonraki zamanlarda, transpozonal sıçrama denen bir olay sonucu mtDNA'daki bilgiler nükleer (çekirdektei) DNA'ya taşınmıştır.

Anneden Aktarım

Çok hücrelilerin çoğunda mtDNA yalnızca anneden gelmektedir. Bunun çok basit birkaç sebebi vardır: Spermde 100-1000 arası mtDNA bulunurken, yumurtada 100.000 ila 1.000.000 arası mtDNA bulunur. Ayrıca döllenme sırasında meydana gelen biyokimyasal tepkimeler, sperm mtDNA'sının çok büyük bir kısmının yumurtaya geçmesine engel olur. Ayrıca yumurta döllendikten sonra sperm ve mtDNA yumurta tarafından "yabancı madde" olarak algılanarak yok edilir. Zaten spermdeki mtDNA'nın çoğu, mitokondrilerin yoğunlukla bulunduğu kuyruk kısmındadır ve kuyruk çoğu zaman döllenme sırasında, mtDNA'larla birlikte, kaybedilir. Bu sebeple yavruya geçen mtDNA'nın kaynağı, annedir (istisnasından yazı sonunda bahsedeceğiz).

Evrimi Takip Etmek...

Bu durum, mtDNA'nın izleri takip edilerek bir canlının anne tarafının tamamının haritalanabilmesini sağlamaktadır. Aynı olgu, sadece erkekten alınabilen Y-kromozomu ile de yapılabilir; bu durumda da erkek tarafı belirlenir. Bu işlem, temel olarak mtDNA üzerinde bulunan HVR1 ve HVR2 genleri (toplamda 440 baz bulunur) ve bunlarının değişiminin takibiyle yapılır. Bu şekilde yapılan analizler sonucu, açık bir şekilde, günümüzdeki bütün köpeklerin atasının vahşi kurtlar olduğu ispatlanmıştır.

Mitokondriyal Havva ("Mitochondrial Eve") denen olgu da, mtDNA'nın takibinin insanlara uyarlanmış versiyonudur. İnsandaki mtDNA geriye doğru takip edilerek, insanların atası aranmıştır. Bulgular açıkça göstermektedir ki, ortada birden bire meydana gelen bir erkek ve kadın yerine, sürekli olarak geriye giden ve gittikçe günümüz maymunlarının da atalarıyla yakınlaşan bir atadan evrimleşmişizdir. Yani bundan birkaç bin önceki nesil (her 100 yılda 2-3 nesil olduğunu unutmayınız) kesinlikle bir insan değildir. mtDNA, evrimin var olduğunun ve sürdüğünün çok açık bir ispatıdır.

mtDNA, modern insanların erken atalarının göç yollarını takip etmekte de kullanılmaktadır.
mtDNA, modern insanların erken atalarının göç yollarını takip etmekte de kullanılmaktadır.
Kerchner

mtDNA Hızlı Evrimleşir!

mtDNA'daki bilgiler sadece değişmekle kalmaz, çok hızlı değişir. Çünkü mtDNA'nın mutasyon hızı gerçekten çok yüksektir. Bunun sebebi de ökaryotik canlıların çekirdeğinde bulunan çift sarmal DNA'ya göre çok daha az korunması ve kontrol mekanizmalarının prokaryotlardaki gibi daha az gelişmiş olmasıdır. Bu da filogenetik araştırmaların kolaylaşmasını sağlar çünkü mtDNA'da meydana gelen mutasyonlar ve bireyler ve türler arasındaki farklılıkların takibi kolaylaşır. Farklı canlıların mtDNA'sı kıyaslanır ve buna göre Evrim Ağacı çıkarılır.

İstisna: Babalar da mtDNA Aktarabilir!

Küçük bir not olarak bildirmekte fayda vardır ki, nadiren mtDNA'nın erkek tarafından aktarıldığı da gözlenmiştir. Örneğin birkaç bal arısı türünde, meyve sineklerinde bu durum gözlenmiştir. Hatta insanda bile bu geçiş yakın geçmişte tespit edilmiştir.

Kaynaklar ve İleri Okuma
  • E. Ç. Çıtlak. (2000). Mitokondrial Hastalıklar. Türkiye Klinikleri Pediatri Dergisi, sf:32-42.
  • Genetics Home Reference. Mitochondrial Dna. (2019, Mart 03). Alındığı Tarih: 03 Mart 2019. Alındığı Yer: Genetics Home Reference
  • M. Ingman. Mitochondrial Dna Clarifies Human Evolution. (2001, Mart 03). Alındığı Tarih: 03 Mart 2019. Alındığı Yer: Action Bioscience
  • T. Origins. Fossil Hominids: Mitochondrial Dna. (2011, Mayıs 22). Alındığı Tarih: 03 Mart 2019. Alındığı Yer: Talk Origins

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

Mikro RNA nedir?

Mem ve Memetik Nedir?

Öğrenmeye Devam Edin!
Evrim Ağacı %100 okur destekli bir bilim platformudur. Maddi destekte bulunarak Türkiye'de modern bilimin gelişmesine güç katmak ister misiniz?
Destek Ol
Gizle

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 Gönder