Ünite 3 Özet Temel Veteriner Genetik
Mendel’in hayatını ana hatlarıyla tanımak
Gregor (Johann) Mendel, Temmuz 1822 Silezya eyaletindeki Heinzendorf ’da dünyaya gelmiştir. Ailesinin maddi zorluklar içerisinde okuttuğu Gymnasium’dan 1840 yılında mezun olan genç bilim adamı; 1841 yılında Olomouc’taki Felsefe Enstitüsüne yazıldı. 1843’te ise Bruno’daki Aziz Thomas manastırına yaptığı başvuru başvuru kabul edilerek rahip olma yolunda adım attı. “Gregor” ismini aldığı rahipliği sırasında boş vakitlerinde bahçe işleriyle uğraşmaya başlayan Mendel, botanik konusunda okuduğu kitaplar ve Bruno Felsefe Enstitüsü’nden aldığı derslerle kendisini ziraat konusunda eğitti. Ayrıca öğretmenlik için Zynojmo köyündeki bir okulda görevlendirilen Mendel; öğretmenlik mesleğini de çok sevmiştir. 1851-1853 yılları arasında Viyana Üniversitesi’ne fizik ve botanik çalışmak üzere gönderildi. 1856 yılında yapmaya başladığı, bezelyeler üzerindeki birleştirme çalışmalarını, 1865 yılında ilk kez bilimsel bir kongrede sunmuştur. Sunduğu bilgileri 1866’da “Bitki melezleri ile çalışmalar” başlıklı bir makalede yayınlayarak o günden genetiğin temellerini atan bilim adamı, 1884 yılında hayata gözlerini kapamıştır.
Bezelye bitkisinin özelliklerini ve Mendel’in deneylerinde bezelye bitkisini kullanmasının avantajlarını açıklamak
Bezelye bitkisi oluşum itibariyle hermafrodittir. Hermafrodit yapısından dolayı içerisine başka çiçeklerin polenlerinin girmesi olanaksızdır. Bu bitkiler kendileşme yoluyla ve eşeyli olarak çoğalmaktadır. Erkeklik organı olan anterler, çiçek henüz tomurcuk halinde iken olgulaşıp çatlayarak bitkiyi (yumurtayı) döllemektedir. Bu özellik sayesinde, bitki henüz tomurcuk halinde iken açılıp erkeklik organı (anter) uzaklaştırılarak kastrasyon işlemi gerçekleştirilebilir. Kastre edilen bitkiye zıt özellikte olan başka bir bitkinin polenleri kullanılarak suni yoldan tozlaştırılabilir. Böylece kendileşme engellenmiş olur. Bu bitkide tohum kabuğu rengi, çiçek rengi, tohum rengi, tohum şekli, tohum zarfı rengi, tohum zarfı şekli, çiçek konumu ve gövde yüksekliği gibi pek çok zıt karakter mevcuttur. Bu zıt karakterler meydana gelen yavru kuşakta oluşacak olan özelliklerin birbirinden ayrılması ve matematiksel oranlara dayandırılmasında kolaylık sağlamaktadır. Bezelye bitkisinine ait tüm bu özellikler, Mendel’in çalışmalarında tercih sebebi olmasının nedenleri arasında yer almaktadır.
Monohibrit birleştirme yöntemini ve yapılan birleştirme neticesinde elde edilen sonuçlarını değerlendirmek
Monohibridismus tek karakter için yapılan çaprazlamaya verilen isimdir. Parental nesil arasında yapılan birleştirme sonucu ortaya çıkan kuşağa F1 denilmektedir ve F1’deki gamet sayısı 2 adettir. F1 melezlerinin kendi aralarında yaptıkları birleştirmeler sonucu elde edilen nesile F2 adı verilmektedir ve F2’de 4 adet yeni birleşim oluşmaktadır. Bunlardan üç tanesi dominant genin etki ettiği fenotipi gösterirken, geriye kalan biri resesif genin kodladığı özelliği fenotipte göstermektedir. F2’de elde edilen 3 adet genotipten az önce bahsedildiği gibi biri anne diğeri ise babaya benzemek üzere 2 farklı fenotip elde edilmektedir.
Mendel’in birinci yasası olan segregasyon ilkesini açıklamak
Parental nesil arasında yapılan monohibrit birleştirmeler sonucu oluşan F1 nesli kendi arasında melezlendiğinde; F2 neslinde birbirinden farklı özellikler, yani her iki ebeveynin de karakterleri fenotipte görülmektedir. Bu durum; gametler ayrılırken, hem anadan hem de babadan yavruya geçen ve nesiller boyu birbirine karışmadan saklanabilen iki tane kalıtım faktörünün etkisiyle olmaktadır. Bu faktörler rastgele seçilerek yavruya geçmektedir. Kısaca; bir ortaya çıkan fenotip, biri anneden diğeri babadan gelen iki katılım faktörünün etkisiyle (dominant ya da resesif) meydana gelmektedir. Yavru (F1) genotipinde bu iki faktörü de taşımakta ve kendi yavrularına da (F2) tesadüfî olarak sadece birini geçirmektedir. Mendel’in yaptığı deneyler sonucunda bu çıkarım tarihe, Mendel’in Birinci Yasası- Ayrışma (Segregasyon) İlkesi olarak geçmiştir. Bu kanuna göre de; dominant gen etkilerinin fenotipte görülmesinin, resesif gen etkilerinin fenotipte görülme oranı her zaman 3:1 şeklindedir.
Yapılan deneylerin doğruluğunu saptamak için Mendel tarafından bulunan test birleştirmelerini saptamak
Mendel’in gerçekleştirdiği deneylerin kontrolünü yapmak üzere bulunmuştur. Yapılan geriye melezlemenin prensibi; heterozigot genotipli F1 nesli bitki ya da bireyin, homozigot resesif ebeveynler ile birleştirilmesi ilkesine dayanmaktadır. Böylelikle; meydana gelen kuşakta tüm bireyler homozigot resesif ebeveynin özelliklerini taşıyorsa, bilinmeyen genotipin homozigot resesif olduğu sonucuna varılmaktadır. Şayet oluşacak bireylerin fenotipleri, bir kısmı anneye, bir kısmı ise babaya ait özellikleri gösteriyorsa; genotipi bilinmeyen bireyin, heterozigot yapıda olduğu söylenebilmektedir. Diğer bir durumda ise; yavrunun fenotipi sadece genotipi bilinmeyen kuşağa benzerse; bilinmeyenin homozigot dominant olduğu söylenebilmektedir. Çünkü kontrol için kullanılan bireyin genotipi resesif özellikte olduğundan, etkisini yavru fenotipinde göstermesi, yanına gelecek resesif bir genle mümkündür. İki veya daha fazla karakter için yapılan test birleştirmelerinin de prensibi aynı temellere dayanmaktadır ve aynı metodla bulunmaktadır. Genotipi bilinmeyen F1 bireyler, atasal kuşaktaki homozigot resesif bireylerle çaprazlanarak, bilinmeyen genotipin homozigot ya da heterozigot yapıda olduğu belirlenmektedir. Yapılan birleştirmede fenotipik dağılım oranı 1:1:1:1 şeklinde ise; bireyin her iki karakter açısından heterozigot olduğuna karar verilir. Fakat dağılım oranı 1:1 şeklinde ise bu, bilinmeyen genotipin bir karakter yönünden homozigot iken, diğer karakter yönünden heterozigot olduğu anlamına gelmektedir.
Dihibrit birleştirme yöntemini ve yapılan birleştirme neticesinde elde edilen sonuçlarını değerlendirmek
Farklı ebeveynlerin, iki karakter açısından birleştirilmesine dihibrit birleştirme, meydana gelen olaya ise dihibridimus adı verilmektedir. Yapılan çaprazlama sonucu F1’deki gamet sayısı 4 adettir. F1 melezlerinin kendi aralarında yaptıkları birleştirmeler sonucu elde edilen F2 kuşağında 16 adet yeni birleşim yani yeni birey oluşmaktadır. Bu birleşimlerde; dihibrid birleştirme metoduna göre dağılım oranı 9:3:3:1 şeklinde bulunmaktadır. Yani F2’de bir grupta 9, diğer ikisinde 3 ve sonuncusunda 1 birey olmak üzere 4 farklı fenotip oluşmaktadır. Oluşan fenotiplerden ikisi ebeveyn neslinin karakterlerini gösterirken, diğer iki fenotip oluşmaktadır.
Mendel’in ikinci yasası olan Bağımsız Dağılım/ Bağımsız tertiplenme’yi açıklamak
Yapılan dihibrit birleştirmelerde elde edilen F2 neslindeki bazı bireylerin, parental nesle benzediği gözlenmektedir. Ancak fenotipik olarak ebeveyn kuşağına benzemeyen bireylerin de açığa çıktığı görülmüştür. Yani ayrı özelliklere sahip gen çiftleri bağımsız davranmaktadır. İki özellik birbirinin kalıtımına etki etmemektedir. İki farklı karakteri oluşturan allel genler yeni birleşimler yaparak, birbirlerini etkilemeden bağımsız davranarak yeni kuşaklara geçmektedir. Mendel’in keşfettiği bu sonuçlar da tarihe Mendel’in İkinci Yasası- Bağımsız Düzenlenme İlkesi- Bağımsız Tertiplenme- Bağımsız Dağılım olarak geçmektedir.
Trihibrit/ Polihibrit birleştirme yöntemini ve yapılan birleştirme neticesinde elde edilen sonuçlarını açıklamak
Farklı iki canlı arasında, üç karakter açısından yapılan birleştirmeler; trihibrit birleştirmeler şeklinde adlandırılmaktadır. F1’de elde edilen yavru kuşağın tümü parental bireylerdeki dominant karakterlerin özelliklerini taşımaktadır. F1’de oluşacak gamet sayısı 2n şeklinde bulunmaktadır. F1 kuşağındaki gametler birbiriyle çaprazlandığında F2 kuşağında meydana gelen yavru sayısı/ yeni birleşim sayısı da 2n x 2n formülüyle elde edilmektedir. F2 kuşağında fenotipik dağılım oranı ise her zaman aynı olmak kaydıyla; 27:9:9:9:3:3: 3:1 şeklindedir. F2 kuşağında oluşacak genotip sayısı 3n formülüyle, fenotip sayısı ise 2n formülüyle belirlenebilmektedir.