Kromozom Nedir?

Kromozom, hayvan ve bitki hücrelerinde çekirdek içinde konumlanmış, ipliksi bir yapıdır. Her kromozom proteinden ve tekil Deoksiribonükleik Asit yani DNA'dan oluşur. DNA, atadan gelen ve kişiyi eşsiz kılan belirli bilgileri içerir.

"Kromozom" terimi, Yunancadan köken almaktadır. "Renk" anlamına gelen "chroma" ve "vücut" anlamına gelen "soma" sözcüklerinin birleşmesiyle oluşturulmuştur. Bilim insanlarının bu ismi koymalarının sebebi ise, araştırmalar esnasında bu hücre yapılarını görebilmek için çeşitli boya maddeleri kullanılarak kromozomların renklendirilmesidir. Gelin sizinle 8 soruda kromozomların ne olduğunu biraz daha yakından öğrenelim.

Kromozomlar Hakkında Sık Sorulan Sorular

Kromozomların İşlevi Nedir?

Kromozomların benzersiz yapısı, DNA'nın "histon" adı verilen proteinlere sıkı sıkıya bağlanmasını sağlamaktadır. Kabaca "paketleme" olarak da tasvir edilebilecek bu yapısallık sayesinde, dümdüz bir iplik olsa hücreye sığamayacak kadar uzun olan DNA molekülünü hücreye sığdırmak mümkün olmaktadır. Hatta böyle bir "paketleme" olmasa ve hücredeki bütün çözülmüş DNA molekülleri uç uca eklenirse, bu yapı yaklaşık 1.83 metre uzunluğa denk gelirdi!

Bir organizmanın uygun bir şekilde gelişip işlev göstermesi için, hücrelerin sık sık bölünmesi, yaşlanan hücrelerin yerini bölünmelerle yenilerinin alması gerekir. Hücre bölünmesi esnasında DNA, materyali açısından zarar görmez; ama yeni oluşan hücreler arasında eşit olarak paylaştırılır. Kromozomlar bu süreçte DNA'nın tam olarak kopyalanmasında ve yeni oluşan hücrelere dağıtılmasında kilit rol oynar. Fakat bu süreçte tabii ki kimi zaman çeşitli hatalar da oluşabilmektedir.

Kromozomların sayılarının veya yapılarının değişmesi çok ciddi problemlere sebep olabilmektedir. Örneğin insanlarda lösemi tiplerinden biri ve bazı kanser türleri, parçalanmış kromozomlardan oluşan kötü huylu kromozomlar sebebiyle olmaktadır. Bu hastalıkların çözümünü bulabilmek için, kromozomların bu istenmeyen davranışlarını anlamamız büyük önem taşımaktadır.

Ayrıca yüksek düzeyde önem teşkil eden bir konu da üreme hücreleriyle alakalıdır: Yumurta ve sperm olarak adlandırdığımız bu hücrelerin doğru sayıda kromozoma ve doğru kromozom yapısına sahip olması çok önemlidir. Aksi takdirde yavrular uygun şekilde gelişemeyebilir. Örneğin Down Sendromlu bireylerde her insanda aslında sadece iki kopyası olması gereken 21. kromozomun, üç kopyası olduğunu görüyoruz. Bu basit sayı farkı, oldukça farklı görünümlü ve zihinsel becerileri oldukça farklı bireyleri oluşturabilmektedir.

Pixabay

Bütün Canlılar Aynı Tipte Kromozoma mı Sahiptir?

Kromozomlar sayıca ve şekilce canlıdan canlıya çeşitlilik gösterir. Örneğin çoğu bakteride, bir ya da iki tane, halkasal yapıda kromozom bulunur. İnsanların yanı sıra diğer hayvanlar ve bitkilerde kromozomlar, çekirdek içerisinde çiftler halinde bulunur ve lineer (doğrusal) yapıdadır.

Çiftler halinde kromozom bulundurmayan tek insan hücresi, aynı zamanda gametler olarak da bilinen ve her kromozomun tek kopyasını taşıyan üreme (eşey) hücreleridir. Bu tek kopyalı üreme hücreleri birleşerek yeni bir hücre meydana geldiğinde (ki buna "zigot" denir), oluşan yeni hücre her kromozomun iki kopyasını taşıyacak hale gelir. Devamında bu hücre, bölünmelere uğrar ve bu hücrenin bölünmesiyle oluşan hücreler de bölünmeye devam eder. Bu sürecin devamında neredeyse bütün hücreler, tam takım eşli kromozomlar oluşturur; böylelikle de olgun bireyler meydana gelir.

Fakat eklenmeden geçilemeyecek mühim bir nokta var. İnsanlar ve diğer kompleks organizmaların çekirdekleri içerisinde konumlanmış doğrusal yapıdaki kromozomların haricinde, diğerlerine kıyasla çok daha küçük yapıda, bakterilerde görülen kromozom yapısındaki gibi halkasal yapıda kromozomlar da bulunur! Bu halkasal yapılar mitokondri adını verdiğimiz, çekirdek dışında konumlanmış ve hücrenin enerji gereksinimini karşılayan organelde bulunmaktadır.

Bilim insanlarının düşüncesine göre mitokondri adlı organel, geçmişte serbest yaşayan ve oksijeni enerjiye çevirme yeteneği olan bir bakteriydi. Bu bakteri hücreye girdiğinde oksijenden enerji elde etmek suretiyle enerji açığını karşıladığından ötürü bir nevi hücre onu içerisinde tuttu. Zamanla da o bakteri günümüzün mitokondri organeline evrimleşti. Endosimbiyotik Teori adı verilen bu teori hakkında daha fazla bilgiyi buradan alabilirsiniz.

Sentromer Nedir?

Doğrusal kromozomların, boğumlandığı bölüme sentromer adı verilmektedir. Aslında kelimenin kökeninin, özellikle de yabancı dilde uyandırdığı intibanın aksine ("center" veya "merkez"), sentromerler kromozomun tam olarak ortasında konumlanmamaktadır. Hatta kimi durumlarda kromozomun sonunda bile bulunabilir! Sentromerin iki tarafına ise, kromozomun kolları denmektedir.

Sentromerler, hücre bölünmesi esnasında kromozomların uygun şekilde dizilmesine yardımcı olmaktadır. Kromozomlar hücre bölünmesi için kopyalandığında sentromerler, kromozomun kardeş kromatitler olarak bilinen iki yarısı için bir bağlanma noktası oluşturuyor.

Jstor Daily

Telomer Nedir?

Telomer, doğrusal kromozomların uçlarında bulunan DNA'nın tekrarlı parçalarına verilen addır. Telomerler, kromozomların uçlarını, bir nevi ayakkabılardaki bağcıklar misali çözülmekten alıkoyar.

Her hücre bölünmesinde telomerler, içerdikleri DNA'nın bir kısmını kaybederler. En son aşamada, telomer bütün DNA'sını kaybettiği vakit, hücre artık kendini daha fazla yenileyemez ve ölür.

Akyuvar hücreleri ve bazı sık bölünme kapasitesine sahip olan hücrelerde telomeraz isimli özel bir enzim mevcuttur. Bu enzim, kromozomlarda görülen telomer kaybını önleyerek diğer hücrelerden daha uzun yaşamasını sağlamaktadır. Telomerazları daha yakından tanımak, ömrümüzü uzatma yolunda önemli bir basamak olacaktır.

Sadece ömür beklentisini arttırmak için de değil! Bu durum, kanserde de aynen bu şekilde görülüyor: Kötü huylu hücrelerin kromozomları, telomerlerini kaybetmezler. Bu sayede bu kötü huylu hücreler büyüyüp yayılmaya devam eder ve kanseri yıkıcı etkisini göstermesini sağlar.

İnsanlarda Kaç Kromozom Var?

İnsanlar, 23 çiftten oluşmak suretiyle toplam 46 kromozoma sahiptirler. Yalnız insanlar değil, her bitki ve hayvan türü de belirli bir kromozom sayısına sahiptir. Örneğin sirke sineği 4 çiftten oluşmak suretiyle 8, pirincin 12 ve köpeğin de 39 kromozomu mevcuttur.

Burada şunu söylemekte fayda var: Kromozom sayısı, bir canlının gelişmişliği ile ilgili değildir! Yani daha fazla sayıda kromozoma sahip olan canlılar, daha karmaşık veya gelişmiş değildir. Benzer şekilde, daha az sayıda kromozoma sahip olan canlılar da daha az gelişmiş değildir. Aslına bakarsanız, insandan çok ama çok daha fazla sayıda kromozomu bulunan birçok canlı bulunmaktadır. Bu konu hakkında daha fazla bilgiyi buradan alabilirsiniz.

Kromozomlar Nesilden Nesle Nasıl Aktarılır?

İnsanlarda ve diğer kompleks organizmalarda her kromozomun bir kopyası anneden, diğer kopyası babadan gelmektedir. Bu durum, çocukların neden hem anneden hem babadan özellikler aldığını açıklar.

Fakat yukarıda bahsettiğimiz kalıtım modeli, daha önce de farklılığına atıf yapmış olduğumuz, mitokondride konumlanan küçük halkasal kromozom için biraz daha farklıdır. Döllenme sürecinde babadan gelen sperm ve anneden gelen yumurta hücrelerinden, sadece yumurta hücresi mitokondrisini koruyabilmektedir. Bundan ötürü mitokondriyal DNA'mız, yalnızca annemizden gelmektedir (gerçi bu bilgiye, son dönemde yapılan yeni araştırmaların bulgularıyla meydan okunmuştur). İnsanlarda, kimi durumda bu mitokondriyal DNA'ya bağlı olarak işitme problemleri veya diyabet gibi rahatsızlıklar görülebilmektedir; dolayısıyla bu ufak kromozom da, hücre çekirdeği içerisindeki kromozomlar kadar önemlidir.

Pixabay

Farklı Cinsiyetlerde Farklı Kromozomlar mı Var?

Evet. Çiftler halinde bulunan eşey kromozomları farklılık göstermektedir. Dişilerde iki adet X kromozomu bulunmaktayken, erkeklerde ise bir adet X ve bir adet Y kromozomu mevcuttur.

Alt nesle aktarılması gerekenden daha fazla veya az eşey kromozomunun aktarılması, çok ciddi problemlere sebep olabilmektedir. Örneğin X kromozomu olması gerekenden fazla olan dişilerde, ortalamadan daha uzun bir boy ve zekâ geriliği (ya da mental retardasyon) görülmektedir. Erkeklerde ise olması gerekenden bir fazla X kromozomu bulunduranlarda Klinifelter Sendromu olarak adlandırdığımız, uzun boya ve genelde üreme yoksunluğuna sebep olan sendrom görülmektedir. Eşey kromozomlarının neden olduğu bir diğer bozukluk da Turner Sendromu'dur. Turner Sendromlu bir dişi, yalnızca bir tane X kromozomuna sahiptir. Bu dişiler, genellikle çok kısa boylu olurlar ve genelde ergenlik geçirmezler. Kimilerinde böbrek ya da kalp rahatsızlıkları da görülebilir.

Kromozomlar Nasıl Keşfedildi?

Bilim insanları kromozomları ilk defa 1800'lü yılların sonlarında gözlemlediler. Fakat o zamanlarda bu hücre yapılarının karakteri ve işlevi açıklanamamıştı.

Araştırmacılar 1900'lü yılların başında, Thomas Hunt Morgan'ın öncü çalışmalarıyla, kromozomlar hakkında daha çok bilgi edindi. Morgan, sirke sineklerinde X kromozomunun göz rengi ve cinsiyeti etkilediğini göstererek kromozomlar ve atadan kalıtılan özellikler arasında bağlantı kurmuş oldu.