Mutasyonlar Mutasyon nedir DNAnn nkleotid diziliindeki deimeler Somatik

Mutasyonlar

Mutasyon nedir? DNA’nın nükleotid dizilişindeki değişmeler Somatik hücrelerde meydana gelebilir (yavruya geçmez) Gametlerde (yumurta ve sperm) meydana gelebilir (yavruya aktarılır)

Mutasyonlar zararlı mı, yararlı mı? Mutasyonlar düzenli olarak gerçekleşir. Çoğu mutasyon etkisizdir (nötral). Kimyasallar, UV radyasyon vs. mutasyona neden olabilir. Çoğu mutasyon enzimler tarafından tamir edilir.

Mutasyonlar zararlı mı, yararlı mı? Bazı deri kanseri ve lösemi somatik mutasyonlar sonucu oluşur. Bazı mutasyonlar organizmanın hayatta kalma becerisini artırabilir.

Gerçekte mutasyonlara uğrama, genetik maddenin sahip olması gereken özelliklerden birisidir. Bu değişiklikler bir bazın ilavesi veya eksilmesi şeklinde olabileceği gibi, çok sayıda bazın eklenmesi veya çıkarılması şeklinde de olabilir. Mutasyonlar genetik çalışmalarda kullanılan önemli araçlardan bir tanesidir. Bazı genlerde meydana getirilen mutasyonlar o genin ifadesi hakkında bilgi edinilmesini sağlar. Mutasyonlar her zaman olmasa da genellikle spontandır (kendiliğinden). 5

Mutasyonlar birkaç şekilde sınıflandırılabilir ◦ 1. Kromozom Mutasyonları Kromozom yapısındaki değişiklikler ◦ 2. Genom mutasyonları Kromozom sayısındaki değişiklikler ◦ 3. Tek-gen mutasyonları Göreceli olarak küçük bir gen parçasındaki DNA da meydana gelir 6

GEN MUTASYONLARI Spontan mutasyonlar: Doğal olarak meydana gelir. Örn. DNA replikasyonu sırasındaki hatalar. Uyarılmış mutasyonlar: Kimyasallar, radyasyon, UV gibi etkenlerin neden olduğu mutasyonlardır. Gametik Mutasyonlar: Gamet hücrelerinde meydana gelen mutasyonlardır. Bu mutasyonlar yeni nesillere aktarıldıklarından çok daha önemlidir. Yeni neslin tüm hücrelerinde ifade potansiyeli bulunur. Otozomal dominant mutasyonlar ilk nesilde fenotipik olarak görülecektir. Dişilerin gametlerinde oluşan X’e bağlı resesif (çekinik) mutasyonlar, etkilenmiş X kromozomunu alan homozigot erkeklerde ifade edilebilir. 7

Somatik mutasyonlar: somatik hücrelerde meydana gelen mutasyonlardır. Bu hücrelerde çekinik aleller oluşturan mutasyonlar genelde önemli değildir. Bu mutasyon dominant (baskın) alel tarafından baskılanır. Somatik mutasyonlar dominant ya da X kromozomuna bağlı ise hemen ifade edildikleri için daha büyük bir etkiye sahiptir. Eğer gelişimin erken dönemlerinde meydana gelirse, farklılaşmamış hücrelerdeki mutasyonlar doku ve organlara farklılaştıklarında daha da önemli olacaktır. Yetişkin dokularda oluşan mutasyonlar genellikle mutasyon geçirmemiş milyarlarca hücrenin etkisi ile maskelenecektir. Erkek ve dişilerin herhangi birinin gametlerinde olusan Otozomal resesif mutasyonlar, heterozigotluk nedeni ile o alel populasyonda yayılana kadar nesiller boyunca dikkat çekmeden aktarılabilir. Şansa bağlı olarak bu iki mutant alel bir araya gelirse, yani homozigot olursa fenotipik olarak bireyleri etkiler. 8

Zararlı mutasyonlar • Mutasyonların çoğunun kodlanmayan geniş genom kısmında ya da intron bölgelerinde yer alması olasıdır. Bu bölgelerde meydana gelen mutasyonlar nötral mutasyonlardır. • Zararlı mutasyon sıklığı her nesil başına her birey için en azında 1. 6 zararlı genetik değişikliktir ki bu oldukça yüksek bir rakamdır. 9

a. YANLIŞ ANLAMLI MUTASYON (Missense Mutasyon) Bu tip mutasyonlarda kodondaki nükleotit değişikliği, amino asit değişikliğine neden olur. Etkisi kodon ya da nükleotit tipine göre farklı olabilir. Örneğin, polipeptitteki değişiklik benzer kimyasal özelliğe sahip bir amino asit olarak gerçekleşmişse etkisi daha az, kimyasal özelliği farklı bir amino asit yer almışsa etkisi daha fazla olabilir. DNA-----TGT TGG ACA ACC m. RNA- UGU UGG Protein—Cys Trp 10

b. ANLAMSIZ MUTASYON (Nonsense Mutasyon) Kodondaki nükleotitd değişikliği, normal bir kodonun yerine m. RNA’dan translasyonun (protein sentezini) sona ermesini sağlayan “dur” kodonlarından (UAA, UAG ve UGA) birinin oluşmasına neden olur. Polipeptit sentezi erken sonlanır. İşlevsiz bir ürün oluşur. DNA------TGT TGA ACT m. RNA---UGU UGA Protein---Cys Dur 11

c. SESSİZ MUTASYON (Silent Mutasyon) Çok hücreli organizmalardaki nokta mutasyonlarının tamamına yakını fenotipik yönüyle nötraldir (insanlarda % 93 -97). İnsan DNA’sının yaklaşık %90 -97 kadarı “hurda DNA”dan oluşur. Geriye kalan şifre konumunda olan kodonlardaki değişikliklerin 1/3 kadarı sessizdir; kodondaki mutasyonal değişiklik amino asit değişikliğine yansımaz. Çünkü DNA’dan m. RNA’ya yansıyan değişiklik, yine aynı amino asiti kodlayan diğer bir kodona dönüşmüştür. DNA------TGT TGC ACA ACG m. RNA--- UGU UGC Protein-- Cys 12

Mutasyon tipleri

Kromozom mutasyonları ◦ Kromozomun yapısını değiştirebilir. ◦ Kromozoma bir parça ekleyebilir veya kaybettirebilir.

Kromozom mutasyonları Beş çeşit kromozom mutasyonu vardır: ◦ ◦ ◦ Silinme (Delesyon ) Tersine dönme (İnversiyon) Yer değişimi (Translokasyon ) Ayrılmama (Nondisjunction) Eşlenme (Duplikasyon)

Delesyon Parçanın kopmasıdır. Kromozomun bir parçası kaybedilir.

İnversiyon Kromozom segmenti koparak ayrılır Segment kendi etrafında tersine döner Tekrar yapışır.

Duplikasyon Bir gen dizilişinin tekrarlanması ile ortaya çıkar.

Translokasyon Birbirinin homoloğu olmayan iki kromozom arasında meydana gelir. Kromozomlardan birinin bir bölümü diğer kromozoma aktarılır.

Translokasyon

Ayrılmama (nondisjunction) Mayoz sırasında kromozomların ayrılamamasıdır. Gametin fazla sayıda ya da az sayıda kromozom içermesi durumudur Hastalıklar: ◦ Down Sendromu – 21’inci kromozomdan 3 tane bulunması ◦ Turner Sendromu – Tek X kromozomu ◦ Klinefelter Sendromu – XXY kromozomları

Kromozom mutasyonu animasyonu

Gen Mutasyonları Bir genin nükleotid dizilişindeki değişmelerdir Tek bir nükleotidde meydana gelebilir. Replikasyon hataları, kimyasallar, virüsler vs. gen mutasyonlarına neden olabilir.

Gen Mutasyonu Tipleri ◦ ◦ ◦ Nokta mutasyonları Yer değiştirme (Substitutions) Ekleme (Insertions) Silme (Deletions) Çerçeve kayması (Frameshift)

Nokta Mutasyonu Tek nükleotid değişikliğidir Bir genin dizilişinde tek nükleotidin eklenmesi, silinmesi yada baz yer değiştirmesidir.

Nokta Mutasyonu Orak hücre hastalığı bir nükleotid yer değişimi sonucu oluşur. Hemoglobin geninde meydana gelir.

BLAD (Bovine Leukocyte Adhesion Deficiency Sığır lökosit yapışma yetersizliği)

Çerçeve kayması mutasyonu Bir ya da daha fazla nükleotidin eklenmesi veya çıkarılması sonucu oluşur. “Okuma çerçevesi”ni değiştirir bu da m. RNA’nın okunma sırasını değiştirmiş olur. Proteinlerin yapımında hata meydana getirir.

Çerçeve kayması mutasyonu

Amino asit dizilişinde değişme

Gen Mutasyonu animasyonu

Normal Erkek 2 n = 46 34

Normal Dişi 2 n = 46 35

Erkek, Trisomy 21 (Down sendromu) 2 n = 47 36

Dişi Down Sendromu 2 n = 47 37

Klinefelter Sendromu 2 n = 47 Klinefelter syndrome (KS) also known as 47, XXY or XXY, is the set of symptoms that result from two or more X chromosomes in males. The primary features are infertility and small testicles. Often, symptoms may be subtle and many people do not realize they are affected. 38

Turner Sendromu 2 n = 45 Turner syndrome is a chromosomal condition that affects development in females. The most common feature of Turner syndrome is short stature, which becomes evident by about age 5. An early loss of ovarian function (ovarian hypofunction or premature ovarian failure) is also very common. 39