Sorulara Dön
0
Biyoloji & Genetik

İnsanlardaki %0.1 oranında bulunan genetik farklılığın sebebi nedir?

1
Teşekkür
Hatırla (1)
Takip
Paylaş
Reklamı Kapat
1 Cevap

Türler Arası Genom Benzerliği: Genomlar, Eksonlar ve İntronlar

İki türün birbiriyle genetik yakınlığı, dolayısıyla evrimsel akrabalığı analiz edileceği zaman, genom hizalaması yapılıp, indeller (ekleme ve silinme tipi mutasyonlar) elendiğinde, geri kalan bazların yüzde kaçının aynı olup olmadığına bakılır.

Bilindiği gibi şempanzeyle insan arasında %1.23 olan genom ayrışması (%98.77 oranındaki benzerlik), insan ile makak maymunları arasında %6.44, insan ile Yeni Dünya Maymunları arasında %11, insan ile lemurlar arasında %20 dolaylarındadır. Bunlara az sonra geleceğiz. Yani genlerin analizinden önce, evrimsel biyolojinin fosiller, anatomi, ekoloji, niş, fizyoloji, davranış gibi açılardan öngördüğü evrimsel akrabalık, genetik olarak net bir şekilde doğrulanır. Bu da, evrimsel biyolojinin gücünü bizlere göstermektedir.

Burada anlaşılması gereken nokta şudur: bu genetik ayrışmalar, genom boyunca olan benzerliğin (genome-wide homology) oranlarıdır. Eksonlarda, yani protein kodlama görevi olan genlerde türler arası benzerlikler çok daha fazladır. Ancak intronlarda, yani doğrudan proteinleri kodlamayan, ancak genlerin ifadesinin düzenlenmesinde görev alan genlerde ise benzerlikler oldukça azdır. Bunun sebebi, bu genlerde meydana gelen mutasyonların, eksonlara göre çok daha az etkili olması ve bu sayede çok fazla ve rastgele mutasyonun intronlarda birikebilmesidir.

İntronlar bazında yapılacak bir analizde, insanlara oldukça yakın akraba olan farelere bile gildildiğinde intron analizi oldukça zor bir hale gelmektedir. İntronlar bazından insanlarla fareler arasındaki fark %60'a kadar çıkmaktadır. Öte yandan ekson dizilimlerinde fare ile insan arasındaki fark %25 dolaylarındadır. Bu da, az önce bahsettiğimiz fazla sayıda mutasyonun kolayca birikimini doğrulamaktadır. İntron temelli analizlerde türler birbirinden o kadar hızlı uzaklaşmaktadır ki, insan ile keseli memelileri kıyaslamaya çalıştığımızda, intronları hizalayabilmek ancak gelişmiş bilgisayar teknikleri kullanmamız gerekmektedir. Buna rağmen, teknolojimiz sayesinde bu zor görevin üstesinden gelebilmekteyiz.

Daha önce, intronlara atlamış retroposonların varlığına ve yokluğuna göre filogenetik ağaçlar çizilebileceğinden bahsetmiştik; hatırlamak isteyenler buraya tıklayarak okuyabilirler. Öyle ki bu yöntem, şimdiye kadar keşfedilen en güçlü moleküler filogenetik yöntemdir.

Oysa 200 milyon yıldan daha önceye gidildiğinde, nötral mutasyonlar o kadar çok birikir ki, intronlar üzerindeki diziler adeta "erir". Bu yüzden, evrimsel biyologlar çok basit bir yöntem kullanmaktadırlar: eğer ki yakın akrabalar birbiriyle kıyaslanacaksa, hem eksonlar, hem intronlar kullanılarak birinin çıkarımları diğeri ile doğrulanır. Ancak eğer ki daha uzak akrabaların evrimsel analizi yapılacaksa, yalnızca güvenilir bilgiler vermeye devam eden eksonlar kullanılabilmektedir.

400 milyon yıldan daha öncesine gidilince ise, sadece az sayıdaki korunmuş gene yahut proteine bakmak zorundayız. Öte yandan, ortak atası 400 milyon yıl geride buluşan canlılar, günümüzdeki ökaryotik canlıların zaten neredeyse tamamıdır. Üstelik, aileler arası ilişkiler incelenerek, farklı soy hatlarının Evrim Ağacı üzerindeki yerleri tespit edilebilir.

Burada unutulmaması gereken şey rastgele seçilen iki dizinin bile ortalama %25 benzemesi kuralıdır, her baz için karşısındakiyle aynı olma olasılığı %25 çünkü. Milyarlarca yıl öncesine gidildikçe bazı korunmuş eksonlar dışında hizalanan bölge bulunmuyor, korunmuş homolog eksonlarda bile benzerlik %35 civarında oluyor.

İşte bu şekilde, birçok farklı analiz yöntemi kullanarak evrimsel biyologlar türler arası uzaklığı filogenetik olarak ortaya çıkarmaktadırlar. Burada önemli olan, evrimsel biyologların genetik yapıya odaklanmaksızın, yukarıda saydığımız başka yöntemlerle yaptıkları çıkarımların, genetik olarak doğrulanabiliyor olmasıdır. Bu sayede evrimsel biyoloji, çok güçlü bir bilim dalı olarak yoluna devam etmektedir.

İnsan Genomiğinde Kullanılan Yöntemler

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. Zaten bu farkların daha düşük kapsamda olanları da, aynı tür içerisindeki farkları (tür içi çeşitliliği) yaratmaktadır. Bu bakımdan, insan popülasyonu içinde alacağınız iki farklı birey arasındaki fiziksel, fizyolojik, anatomik farklar, en azından kaynak olarak insanlar ile şempanzeler arasındaki farka benzerdir.

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, yukarıda da belirttiğimiz gibi, 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 yarım milyar veya daha önce 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 biyolojinin 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.

Türler Arası Benzerlik Neden Evrime İşaret Eder?

Bu noktadan sonra bahsedeceğimiz genetik benzerlik oranları, genom haritası çıkarılan canlıların bütün genetik özelliklerinin nükleotit-nükleotide karşılaştırılması sonucu elde edilenlerdir.

Proteogenomik gibi proteinlerin genetik özelliklerini inceleyen bilim dalları, proteinler arası benzerlik oranlarını yayınlayabilirler. Bu bilgiler, canlıların toplamda karşılaştırmak için yeterli değildir. Çünkü evrimsel süreçte yakınsak evrim (İng: "convergent evolution") adı verilen bir süreç yaşanabilir: Bu süreçte, birbiriyle uzak akraba olan türler, birbirinden bağımsız olarak benzer özellikleri/molekülleri evrimleştirebilirler.

Örneğin yarasalar ile papağanların sınıfları bile aynı değildir (ilki memelidir, diğeri kuş); ancak ikisinin de, atalarında birbirlerinden bağımsız olarak kanatlar evrimleşmiştir. Bir diğer deyişle papağanlar ile yarasaların ortak atası, kanatları olan ve uçabilen bir canlı değildi! Benzer şekilde, balinalar ile modern balıklar arasında ata-torun ilişkisi yoktur; ancak her ikisinde de, bağımsız olarak, yüzgeçler evrimleşmiştir. İşte buna, yakınsak evrim denir.

152 görüntülenme
0
Teşekkür (2)
Paylaş
0

Kaynaklar

  • Ç. M. Bakırcı, et al. Gen Benzerliği (Genetik Benzerlik) Nedir? İnsan Genomu, Diğer Canlılara Ne Kadar Benzer?. (18 Nisan 2011). Alındığı Tarih: 09 Ocak 2021. Alındığı Yer: Evrim Ağacı | Arşiv Bağlantısı
Cevap Ver
Evrim Ağacı Soru & Cevap Platformu, Türkiye'deki bilimseverler tarafından kolektif ve öz denetime dayalı bir şekilde sürdürülen, özgür bir ortamdır. Evrim Ağacı tarafından yayınlanan makalelerin aksine, bu platforma girilen soru ve cevapların içeriği veya gerçek/doğru olup olmadıkları Evrim Ağacı yönetimi tarafından denetlenmemektedir. Evrim Ağacı, bu platformda yayınlanan cevapları herhangi bir şekilde desteklememekte veya doğruluğunu garanti etmemektedir. Doğru olmadığını düşündüğünüz cevapları, size sunulan denetim araçlarıyla işaretleyebilir, daha doğru olan cevapları kaynaklarıyla girebilir ve oylama araçlarıyla platformun daha güvenilir bir ortama evrimleşmesine katkı sağlayabilirsiniz.
Sorulara Dön

Göster

Şifremi unuttum Üyelik Aktivasyonu

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
Reklamsız Deneyim

Evrim Ağacı'nın çalışmalarına Kreosus, Patreon veya YouTube üzerinden maddi destekte bulunarak hem Türkiye'de bilim anlatıcılığının gelişmesine katkı sağlayabilirsiniz, hem de site ve uygulamamızı reklamsız olarak deneyimleyebilirsiniz. Reklamsız deneyim, Evrim Ağacı'nda çeşitli kısımlarda gösterilen Google reklamlarını ve destek çağrılarını görmediğiniz, daha temiz bir site deneyimi sunmaktadır.

Kreosus

Kreosus'ta her 10₺'lik destek, 1 aylık reklamsız deneyime karşılık geliyor. Bu sayede, tek seferlik destekçilerimiz de, aylık destekçilerimiz de toplam destekleriyle doğru orantılı bir süre boyunca reklamsız deneyim elde edebiliyorlar.

Kreosus destekçilerimizin reklamsız deneyimi, destek olmaya başladıkları anda devreye girmektedir ve ek bir işleme gerek yoktur.

Patreon

Patreon destekçilerimiz, destek miktarından bağımsız olarak, Evrim Ağacı'na destek oldukları süre boyunca reklamsız deneyime erişmeyi sürdürebiliyorlar.

Patreon destekçilerimizin Patreon ile ilişkili e-posta hesapları, Evrim Ağacı'ndaki üyelik e-postaları ile birebir aynı olmalıdır. Patreon destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi 24 saat alabilmektedir.

YouTube

YouTube destekçilerimizin hepsi otomatik olarak reklamsız deneyime şimdilik erişemiyorlar ve şu anda, YouTube üzerinden her destek seviyesine reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. YouTube Destek Sistemi üzerinde sunulan farklı seviyelerin açıklamalarını okuyarak, hangi ayrıcalıklara erişebileceğinizi öğrenebilirsiniz.

Eğer seçtiğiniz seviye reklamsız deneyim ayrıcalığı sunuyorsa, destek olduktan sonra YouTube tarafından gösterilecek olan bağlantıdaki formu doldurarak reklamsız deneyime erişebilirsiniz. YouTube destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi, formu doldurduktan sonra 24-72 saat alabilmektedir.

Diğer Platformlar

Bu 3 platform haricinde destek olan destekçilerimize ne yazık ki reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. Destekleriniz sayesinde sistemlerimizi geliştirmeyi sürdürüyoruz ve umuyoruz bu ayrıcalıkları zamanla genişletebileceğiz.

Giriş yapmayı unutmayın!

Reklamsız deneyim için, maddi desteğiniz ile ilişkilendirilmiş olan Evrim Ağacı hesabınıza üye girişi yapmanız gerekmektedir. Giriş yapmadığınız takdirde reklamları görmeye devam edeceksinizdir.

Destek Ol
Sizi Takip Ediyor

Devamını Oku
Evrim Ağacı Uygulamasını
İndir
Chromium Tabanlı Mobil Tarayıcılar (Chrome, Edge, Brave vb.)
İlk birkaç girişinizde zaten tarayıcınız size uygulamamızı indirmeyi önerecek. Önerideki tuşa tıklayarak uygulamamızı kurabilirsiniz. Bu öneriyi, yukarıdaki videoda görebilirsiniz. Eğer bu öneri artık gözükmüyorsa, Ayarlar/Seçenekler (⋮) ikonuna tıklayıp, Uygulamayı Yükle seçeneğini kullanabilirsiniz.
Chromium Tabanlı Masaüstü Tarayıcılar (Chrome, Edge, Brave vb.)
Yeni uygulamamızı kurmak için tarayıcı çubuğundaki kurulum tuşuna tıklayın. "Yükle" (Install) tuşuna basarak kurulumu tamamlayın. Dilerseniz, Evrim Ağacı İleri Web Uygulaması'nı görev çubuğunuza sabitleyin. Uygulama logosuna sağ tıklayıp, "Görev Çubuğuna Sabitle" seçeneğine tıklayabilirsiniz. Eğer bu seçenek gözükmüyorsa, tarayıcının Ayarlar/Seçenekler (⋮) ikonuna tıklayıp, Uygulamayı Yükle seçeneğini kullanabilirsiniz.
Safari Mobil Uygulama
Sırasıyla Paylaş -> Ana Ekrana Ekle -> Ekle tuşlarına basarak yeni mobil uygulamamızı kurabilirsiniz. Bu basamakları görmek için yukarıdaki videoyu izleyebilirsiniz.

Daha fazla bilgi almak için tıklayın