Ana Sayfa  |  İletişim  |
Site Haritası

|

 

   Genklinik
   

    
  Hakkımızda
       .................................................................................

      
Misyon, Vizyon, Değerler
       .................................................................................
      Ekibimiz
       .................................................................................
      Duyurular, Haberler
       .................................................................................
      Linkler
       .................................................................................
      Sıkça Sorulan Sorular
       .................................................................................
      İletişim
       .................................................................................

 

 

Sıkça Sorulan Sorular


Kalıtım Modelleri

Kalıtım modelleri, genlerin bir kuşaktan diğerine aktarımında görülen ve organizmadaki gen ekspresyonundan etkilenen tahmin edilebilir kalıplardır (Bir gen, bir protein üretimiyle sonuçlanan hücresel bir mekanizma tarafından okunduğu zaman ifade olur). İnsanlar uzun süreler boyunca, doğan yavruların ebeveynini anımsattığına inanırken, kalıtım kalıplarının resmi tanımı Gregor Mendel’in genetik aktarımın modern anlamda temellerini atan buluşlarıyla başladı.

Fenotip ve Genotip:

Bir organizmanın boy, saç yapısı, cilt rengi ya da kulak şekli gibi gözlenebilir karakteristikleri, o organizmanın
fenotipi olarak bilinir. Fenotip, hem çevre ve hem de organizmanın ebeveynlerinden aldığı bir grup genin etkisiyle oluşur. Örneğin, erişkin boyu, kısmen beslenmeye (bir çevresel etki), kısmen de kemik büyüme hızı, spesifik hormonlara duyarlılık ve bunun gibi durumları yöneten bir dizi gene bağlıdır. Fenotip, boy uzunluğu gibi gözle görülebilir karakterlerin yanısıra, organizmanın her bir hücresinde üretilen proteinlerin tipleri ve miktarlarını da içeren eksprese olmuş özellikleri kapsar.

Bir organizmaya aktarılan gen topluluğu,
genotip olarak bilinir. Genler hücre çekirdeğindeki kromozomlarda taşınır. Hayvanlar ve diğer çok hücreli organizmaların çoğu her bir hücrede biri anneden, diğeri babadan alınmak üzere kromozomun iki kopyasını içerirler. Bu gibi bir organizma diploid olarak adlandırılır. İnsanlarda, maternal (anneye ait) ve paternal (babaya ait) kopyaların her biri 23 adet kromozom içerir, bu yüzden insanlar her bir hücrede 46 kromozoma sahiptirler. Analizler, maternal ve paternal kromozom setlerinin hemen hemen özdeş olduklarını göstermektedir ve kromozomlar 23 çift oluşturacak şekilde birebir eşleşebilirler. Bununla beraber, eşey kromozomları tamamen eşleşemeyebilirler. Bunlar organizmanın cinsiyetini tatin ettikleri için eşey kromozomları olarak adlandırılırlar. İnsanlarda, dişiler, X olarak adlandırılan 2 özdeş cinsiyet kromozomunu taşırken, erkekler, özdeş olmayan 2 kromozomu, X ve Y’yi taşır. Diğer 22 çift kromozom otozomlar olarak adlandırılır.

Allel:

Her kromozom çiftinin üyesi (X ve Y dışında) kromozomların aynı kopyasını taşırlar, bu yüzden bir diploid hücre biri maternal diğeri paternal kromozom olmak üzere, her genin 2 kopyasını taşırlar. Bu iki kopya tam olarak özdeş olmayabilir. 2 genin nükleotid dizileri arasında farklılık olabilir. Bu dizi farklılıkları tamamıyla fenotip üzerine etkili olmayabilir. Örneğin, mavi yerine kahverengi göz rengi, buruşuk yerine düz bezelye yüzeyi gibi aynı özelliğin farklı formlarına neden olabilir.

Bir organizma, tek bir gen bakımından ikiden fazla farklı allel taşıyamazken, bir populasyonda belirli bir gen için çok sayıda farklı allel olabilir. Örneğin, ABO kan grup geni için, A, B ve O olarak adlandırılan 3 allel vardır. Her iki allel de belirli bir özellik bakımından aynıysa, organizmanın o özellik bakımından homozigot olduğu söylenir. Alleller farklı olduğunda ise organizma heterozigottur. İki farklı allelin varlığı, allellerden kaç tanesinin organizma fenotipini tayin edeceği sorusu gündeme getirir.

Dominans İlişkileri:

Her iki allel de belirli bir özellik bakımından aynıysa organizmanın bu özellik bakımından homozigot olduğu söylenir. Eğer alleller farklıysa organizma heterozigottur. İki farklı allellin varlığı, allellerden hagisinin ya da kaç tanesinin organizmanın fenotipini belirleyeceği sorusunu gündeme getirir. Bezelyelerle yaptığı çalışmalarda Mendel, her iki allelin varlığında da fenotipi tamamıyla belirleyen özellikleri seçti. Mendel belirleyici alleli “
dominant” (baskın), diğer alleli ise “resesif” (çekinik) olarak adlandırdı. Organizma sadece resesif bir allel bakımından homozigotsa fenotip resesif bir özellik göstermektedir. Örneğin, albino cilt pigmentasyon alleli, diğer pigmentasyon allellerine göre resesiftir.

Bazı allel grupları tam dominantlık-resesiflik ilişkisi gösteriyorken, çoğu allel grupları bu duruma uymamaktadır. Bunun yerine, her bir allel fenotipe katkıda bulunmaktadır. Bu gibi bir ilişki
kodominans olarak adlandırılır. İnsanlarda, A ve B kan grup allelleri kodominanttır ve her iki alleli de alan bir birey AB kan grubuna sahip olacaktır. Eksik dominans, bu sistemin diğer bir çeşididir. Bu durumda, heterozigot fenotip, iki uç değerin arasındadır. İnsanlarda deri rengi çoğu zaman bu kalıba uyar.

Dominantlık ve Resesefliğin Moleküler Anlamı:

Dominant ve resesif terimleri, alleller arasındaki rekabet ilişkisini yani hangi allelin fenotipi kontrol edeceğini belirtir. Genler proteinleri kodlar ve fenotip üzerine etkileri oluşturdukları proteinler üzerindendir. Her bir allelin ürettiği proteinin miktar ve karakteristikleri analiz edilerek, çoğu durumda resesif allelerin defektif bir proteini ya da az miktarda proteini kodladıkları gösterilmiştir. Diğer allel normal fonksiyonel proteini kodlarsa ve organizma proteinin normal seviyesinin yarısı ile yapabiliyorsa (ya da normal allelden protein üretimi artabiliyorsa), defektif allelin fenotip üzerine hiçbir etkisi olmayacak, bu yüzden hasarlı allel resesif bir biçimde davranacaktır. Allelik değişikliğin bu tipi
“loss-of-function (fonksiyon kaybı) mutasyonu” olarak adlandırılır. Bu albino allellerdeki durumdur. Bu allel melanin pigmenti üretim basamağında görev alan fonksiyonel olmayan bir enzimi kodlar. Hatta sadece bir fonksiyonel allele sahipken bile, organizma hala normal deri pigmentasyonunu elde etmede yeterli miktarda melanini üretebilir. Bu yüzden, fonksiyonel allel, dominant olarak görünür.

Bununla beraber, defektif proteini kodlayan alleller diğer durumlarda dominant bir biçimde davranabilir. Eğer elde edilen protein diğer hücre bileşenleri tarafından uygun olarak regüle edilmezse, bu durum hücreye zarar verici olayların gerçekleşmesine yol açabilir. Bu durum bir
“toxic-gain-of-mutation” (Toksik kazanç mutasyonu) olarak adlandırılır. Huntington hastalığının kesin olarak toksik mekanizması netliğe kavuşturulmasa da, bir toksik kazanç mutasyonuna bağlı olarak ortaya çıktığı düşünülür.

Defektif bir proteinin yokluğu diğer fonksiyonel allel tarafından kompanse edilemezse, bu durum defektif allelin dominant bir etkiye sahip olduğunu gösterir (Bu dominant negatif etki olarak adlandırılır). Bu durum, protein seviyesinin yarısının normal fonksiyon için yetersiz kaldığı durumda ya da protein bir multiprotein kompleksinin bir kısmını ürettiği zaman, yani bütünde defektif olduğu zaman gerçekleşebilir.
Bu duruma örnek olarak, insan kollajen yapı hastalıklarının bir çeşidi verilebilir. Kollajen, vücutta en yaygın olarak bulunan ve önemli yapısal bir proteindir ve kemik formasyonu ve büyümesinde kritik bir öneme sahiptir. Proteinin alt ünitelerinin birindeki hasarlar dominant hastalıkların birisi olan “osteogenesis imperfecta (cam kemik)” hastalığına neden olur.

Otozomal Dominant Kalıtım:

Otozomal dominant kalıtım, otozomların üzerinde taşınan dominant bir allele bağlı olarak ortaya çıkar. Otozomal dominant alleller, fenotipte ifade olmak üzere anne ya da babadan biri tarafından kalıtılırlar. Bu yüzden, herhangi bir çocukta özelliğin ifade olması ve allelin kalıtılması ihtimali %50’dir.

İnsanda normal özelliklerin çoğu otozomal dominant allellere bağlıdır. Dominant teriminin “yaygın” anlamına gelmediğine dikkat edilmelidir. Dominant alleller populasyonda nadir olabilirler, ve dominant oldukları için kolaylıkla yayılım göstermezler. Bu fenomen,
“Hardy Weinberg Eşitliği” olarak adlandırılan bir kanunla açıklanmaktadır.

Otozomal dominant allellere bağlı olarak gerçekleşen çoğu nadir olan yüzlerce durum vardır, Bunlar Huntington hastalığı, bir çeşit sağırlık sendromu, ve ailesel hiperkolesterolemi (kan kolesterol seviyesini etkileyen) ve variegate porfiri (porfirin molekülünün oksijen taşımasını etkileyen hastalık) gibi metabolik hastalıkları içerirler.

Zararlı bir dominant allelin kalıtılması letal (öldürücü) olabileceği gibi, bu alleller populasyonda oldukça nadir olarak bulunma eğilimi gösterirler ve yeni mutasyonlar bu hastalıklarda çoğu vakayı açıklamaktadır. Huntington hastalığı gibi geç dönemde başlayan hastalıkları içeren istisnai durumlarda, ebeveynler hastalık semptomları gelişmeden önce geni çocuğuna aktarabilir. Diğer istisnalar, eksik penetransın etkisiyle, allelin varlığında, fakat ifade olmadığı durumlarda (nedenleri genellikle bilinmeyen) gerçekleşir. “Genomik imprinting (genomik baskılama)” eksik penetranslı çoğu vakayı açıklayabilmektedir. Aynı zamanda farklı bireylerin bir özelliği farklı şiddette ifade ettikleri ekpresyon çeşitliliği sözkonusu olabilir.

Otozomal Resesif Kalıtım:

Otozomal resesif kalıtım otozomlar üzerinde taşınan resesif allellere bağlı olarak ortaya çıkar. Yanlızca tek bir resesif allele sahip bir birey taşıyıcı olarak adlandırılır. Bir birey, resesif özelliği ifade etmek için, her bir ebeveynden birisi olmak üzere iki resesif alleli alması gerekmektedir. İki taşıyıcı ebeveynin sahip oldukları çocuk, %25 şansla iki resesif alleli de alır ve özelliği yansıtır. Aynı etkiye sahip iki farklı alleli taşıyan bir birey bir
bileşik heterozigot olarak adlandırılır. Bileşik heterozigotlar Friedreich’s ataksi olarak bilinen nörolojik hastalık formlarını açıklamaktadır.

Otozomal resesif özelliklere bağlı olarak gelişen tıbbi hastalıklar sayıca birkaç yüz kadardır. Bunlar arasında kistik fibroz (pankreas ve akciğerlere iyon taşınmasını etkiler), Tay-Sachs hastalığı (özellikle beyinde lipid metabolizması ve depolanmasını etkiler), Hemokromatozis ( çeşitli organlarda demir metabolizması ve depolanmasını etkiler) gibi hastalıklar yer alır.

Otozomal resesif hasta sayısı otozomal dominant hasta sayısından çok daha fazladır. Bunun sebebi zararlı tek bir allelin kalıtımının semptomlar için yeterli olmaması ve böyle bir bireyin çocuklarına bu alleli kolayca geçirebilmesidir. Bu nedenle çoğu zararlı resesif allel, populasyonun gen havuzundan dominant alleller kadar çabuk silinemezler ve iki kopyanın aktarılması olasılığı daha yüksektir. Akraba evliliklerinde çocukların hasta olma olasılıkları artmaktadır. Yakın akraba evliliklerine karşı çıkan gelenekler, çocuğun homozigot resesif durumdan etkilenmesi ihtimalini en aza indirmiştir.

Cinsiyete Bağlı Kalıtım:

İki cinsiyet kromozomu taşıdıkları genlerden dolayı birbirinden farklıdır. Y kromozomu çok küçüktür ve erkek cinsiyetini belirleyen SRY geni dışında birkaç gen taşıdığı görünür. Kadınlar için önemli olduğu kadar erkekler için de önemli olan çok sayıda gen X kromozomunda taşınır. X kromozomunda taşınan genler için X’e bağlı denir.

X’e bağlı dominant alleller hem kadınları hem erkekleri etkilemekle beraber; erkekler tek X kromozomu taşıdıkları için normal allelin dengeleyici etkisinden yoksun olacaklarından dolayı daha fazla etkilenirler. X’e bağlı dominant bir allelin neden olduğu, her iki cinsiyette de yüz ve diğer bölgelerde yoğun kıl büyümesine neden olan hipertrikozis bu duruma örnek verilebilir. X’e bağlı dominant alleller, hem erkek hem de kadından kalıtılabilir ; fakat erkekler bu alleli erkek çocuklarına geçiremezler.

X’e bağlı resesif alleller erkekleri kadınlardan daha sık ve daha ciddi olarak etkilerler. Bir erkek tek bir X kromozomunu annesinden alır. Erkek birey tek X kromozomuna sahip olduğu için; zararlı resesif alleller de dahil bütün allelleri ekprese eder. X’e bağlı resesif allellere bağlı olarak oluşan hastalıklara Duchenne müsküler distrofisi, hemofilinin bir formu, kırmızı-yeşil renk körlüğü dahil edilebilir. Kadın taşıyıcıların resesif allelin etkilediği bir erkek çocuk dünyaya getirme olasılığı % 50’dir. X’e bağlı kalıtımda babanın genetik durumunun konuyla ilgisi yoktur çünkü erkek çocuklarına Y kromozomu verir.

Kadınlar iki X kromozomu taşıdıklarından, X’e bağlı resesif özellikleri gösterme olasılıkları erkeklere göre daha düşüktür. Dişi çocukların taşıyıcı anne ve hasta babadan iki resesif allelli kalıtım yoluyla alma ihtimali sadece % 25’tir.

Mozaisizm

Kadınların resesif allellerden etkilenme sıklığının daha az oluşu otozomlarda olduğu kadar basit değildir. Kadınlarda erkeklerde bulunan X kromozomunun iki katı bulunduğundan, kadınlarda X’in kodladığı protein miktarı erkeklerin iki katı kadar mıdır sorusu gündeme gelir. Aslında bu düşünce doğru değildir. Kadınlarda bu durum her hücrede bir X kromozomunun inaktivasyonu sağlaarak engellenmektedir. Bu nedenle heterozigot dişi hücrelerinin yaklaşık olarak yarısı normal allelli eksprese ederken, diğer yarısı zararlı resesif alleli eksprese eder. Bu durum her hücrenin iki alleli de eksprese ettiği otozomal durumların tersi bir durumdur.

Inaktivasyon, gelişimin erken dönemlerinde başlar. Bu süreçte hücrelerin bazılarında bir tane X inaktif hale geçerken, bazılarında diğer X inaktif olur. Böylece, hücre bölünmesinin takip ettiği her bir kardeş hücrede inaktive olmuş kromozomuna bir kalıtım sözkonusudur. Sonuç olarak, olgun dişilerin çoğu, dokuları farklı inaktif X kromozomlarını içeren mozaik hücrelerden oluşmuştur. Zararlı bir allel için heterozigot olan bir kadında bu mozaik hücrelere rastlanır. Eğer dokularındaki hücreler esas olarak sadece zararlı olanı eksprese eden allelleri içeriyorsa kadının bu özelliği göstermesi olasıdır. Ancak yaşlı dokuların çoğu daha dengeli bir karışım halindedir ve bu bir çok hastalık için kişiyi hastalığın semptomlarının gelişmesine karşı korur.

Değişken ekspresivite gösteren kalıtım, dokunun etkilenme şiddetine bağlı olarak belirlenir. Kadınlardaki Duchenne musküler distrofi buna bir örnektir. Tek hastalık alleline sahip birçok kadın hastalığın semptomlarını göstermez. Bazı kadınlarda hafif kas hasarları belli kan enzimlerindeki yükseliş ile belirlenirken, diğerlerinde kas zayıflığı ve kalp rahatsızlığı belirtileri ortaya çıkar. Böyle kadınlar semptomatik taşıyıcılar olarak bilinirler.

Mitokondriyal Kalıtım

Mitokondriler hücrelerin güç kaynaklarıdır. Mitokondriler 37 gen içeren kendi kromozomlarını taşırlar. Sadece anneden kalıtılırlar. Mitokondriyal kalıtım bozuklukları; az sayıda kas hastalığı (mitokondriyal miyopatiler)’ nı, bazı sağırlık sendromlarını, optik sinir dejenerasyonları ve diğer nörolojik bozuklukları içerir.

Penetrans, Ekspresivite ve Antisipasyon (Genetik Beklenti)

Dominant bir allelin ya da iki resesif allelin varlığı her zaman karakterin fenotipte açığa çıkacağının garantisi değildir. Bu durum eksik penetrans olarak adlandırılır. Değişken ekspresivite de meydana geldiğinden aynı genotipe sahip olan ve diğerine göre daha fazla etkilenen bireyler bulunur. Çoğu vakada bu farklılıkların sebebi bilinmez; ama en azından bu farkın bir kısmının iki birey arasındaki diğer farklılıklara bağlı olduğu varsayılır. Örneğin bireyler arasında eksik penetransın ürünleri veya değişken ekspresyon yapan allelin bağlantıda olduğu genleri arasında farklar varsa, bu durum ekspresyonda farklılıklar olmasına yol açacaktır.

Hem zamanlama hem de ekspresyonun şiddetindeki değişikliklerle bağlantılı olan diğer bir fenomen de antisipasyon’dur.
Antisipasyon, birkaç jenerasyon boyunca semptomların görülme yaşındaki birbirini takip eden düşüşü gösterir. Buna bağlı olarak, bir koşul ilk olarak 60 yaşında bir büyükbabada ortaya çıkabilirken, bir babada 40 yaşında, oğlunda ise 20 yaşında ortaya çıkabilir. Hastalık ne kadar erken yaşta görülmeye başlarsa o oranda da semptomları ciddiyet kazanır. Çoğu antisipasyon vakasının zamanla bir alleldeki değişikliklere bağlı olduğu bilinir. Örneğin, spinoserebellar ataksi, denge bozukluklarına neden olan bir otozomal dominant hastalıktır. Normal allel, DNA’nın bir kısmında, CAG nükleotid üçlüsünün hemen hemen 20 tekrarını içerir. Hasta allel ise 40 ya da daha fazla CAG tekrarına sahiptir. Bu sayı jenerasyonlar arasında artabilir, bu da hastalığın birkaç jenerasyon boyunca giderek daha erken başlamasına ve semptomların daha ağırlaşmasına neden olur. Diğer üçlü tekrar hastalıkları olarak bilinen hastalıklar da benzer durum gösterirler.

İmprinting (Baskılama):

Eksik penetrans, çoğu durumda
imprinting’e bağlı olarak ortaya çıkar. Bu fenomende, bir allelin ekspresyonu, anneden veya babadan köken almasına bağlı olarak yönetilebilir. Baskılanan alleller otozomlarda yer alırlar, fakat katkıda bulunan ebeveynin cinsiyeti ile belirlenirler. Baskılamanın kimyasal temeli, allel nükleotidlerine metil (-CH3) gruplarının ilave edilmesine bağlıdır ve etkisinin allelin sessizleştirilmesi, dolayısıyla eksprese olmaması olduğu düşünülür. Bazı genlerde maternal (anneye ait) alleller sessizleştirilirken diğerlerinde paternal (babaya ait) alleller sessizleştirilir. Bir çocuk 2 alleli de aldığı zaman, çocuğun cinsiyetine bakılmaksızın alleller bu damgaları içerirler. Bununla beraber, bir çocuk kendi sperm ya da yumurtasını yaptığı zaman, çocuğun kendi baskılama mekanizması allelleri damgalar ve buna bağlı olarak alleller cocuğun kendi cinsiyetine uyarlar. Bu yüzden, belirli bir allel birbirini izleyen jenerasyonlar boyunca, erkekten bayana ve tekrar diğerine geçiş yaparak açılıp kapatılabilir.

Dominant bir allelin anneden aktarıldığı zaman aktif, fakat babadan aktarıldığı zamansa baskılandığını düşünelim. Annenin erkek ya da kız çocuklarından her biri hastalığın belirtilerini geliştirecektir. Kız çocuğun da çocukları belirtileri geliştirecekken erkek çocuğun çocukları ise aynı genotipe sahip olduğu halde hastalığı geliştirmeyecektir. Bu eksik penetransın bir örneğidir. Prader-Willi sendromu ve Angelman sendromu baskılanmış genlerden ortaya çıkan hastalıklardır.

Poligenik, Multifaktöriyel ve Kompleks Kalıtım

Proteinler, fenotipi meydana getirmek üzere karmaşık yollarla birbiriyle bağlantıda olan, gen ürünlerileridir. Boy, normal metabolik seviye ya da zeka gibi gözlemlediğimiz çoğu karakter aslında genlerin ürünleridir. Çoğu karakter de çevrenin etkilerine bağlı olarak değişkenlik gösterir. Böyle karakterlere; tek gen tarafından yönetilen basit karakterlerden ayrımak için kompleks karakterler denir.

Poligenik bir karakter, çevrenin etkisi olmaksızın bir ya da daha çok genin allellerinin kontrol ettiği kompleks bir karakterdir. Multifaktöriyel karakter genlerin yanında çevrenin de etkilediği bir karakterdir. Zeka, hem genlerin, (sinir hücrelerinin büyümeleri ve bağlanmalarının kontrolü gibi)hem de çevrenin (erken yaşlardaki beslenme ve eğitim gibi) güçlü bir şekilde etkilediği multifaktöriyel bir karakterdir.

Etkilerin sayısı arttıkça olası fenotiplerin sayısı da artar. Bu yüzden kompleks karakterler sadece birkaç fenotip değil, devamlı ve aralıksız bir bütünü gösterirler (insan boy uzunluğunun olası geniş dağılımında görülebileceği gibi). Bir populasyondaki dağılım, çoğu insanın orta sınıf fenotip gösterdiği durumlarda genellikle çan eğrisi şeklinde tanımlanır.

Pleiotropi ve Epistazi

Çoğu gen tek başına birden fazla gözlenebilen karakteri etkiler. Bu
pleiotropi olarak bilinen bir fenomendir. Örneğin; melanin pigmenti allelleri deri rengi,göz rengi ve saç rengini etkiler. Kistik fibrozda, etkilenmiş olan iyon kanalı geni akciğerlerde, pankreasta ve diğer geçiş yerlerinde rol oynar ve hatalar bu organlarda olduğu kadar vücudun diğer yerlerinde de semptomlar oluşmasına neden olur.

Proteinlerin kompleks metabolik yolların düzenlenmesinde önemli rolleri vardır. Örneğin ‘upstream’ bölgede meydana gelen herhangi bir hata ‘down-stream’ allelerin ekspresyonunu maskeleyebilir veya engelleyebilir. Bu durum epistazi (standing-upon) olarak bilinir ve ‘upstream’ genin ‘down-stream’e göre epistatik olduğu söylenir. Örneğin, kan hücrelerinde bulunan ABO markörleri aslında hücre yüzeyinde bulunan proteinlere bağlı dallanmış şekerlerdir. Hücrenin bu şekerleri bağlayabilmesi için, öncelikle fukoz adı verilen ve bütün kan gruplarında bulunan bu şekeri bağlayan fukosiltransferaz geninin eksprese olması gerekmektedir. Fonksiyonel fukosiltransferazin yokluğu ABO allel ekpresyonunu engellemektedir.

 

Başa Dön

 
 
 

 

 

Copyright © 2008 Gen Klinik Genetik Hastalıkları Tanı ve Araştırma Merkezi | Her Hakkı Gen Klinik'e Aittir.