Mutasyon ve Modifikasyon

Canlıların DNA dizilimlerinde ve genetik yapılarında veya sadece dış görünüşlerinde çeşitli iç ve dış faktörlere bağlı olarak bazı değişiklikler meydana gelebilir. Bu değişikliklerin bazıları geçici ve zararsızken, bazıları ise canlının genetik kodunu sonsuza dek değiştiren kalıcı ve ölümcül sonuçlar doğurabilir. Biyoloji biliminde canlılarda meydana gelen bu değişimleri "Mutasyon" ve "Modifikasyon" olmak üzere iki temel başlık altında inceliyoruz.

Mutasyon Nedir?

Canlıların hücrelerindeki genetik materyalin (DNA, gen veya kromozom) diziliminde, yapısında veya sayısında meydana gelen kalıcı değişikliklere mutasyon denir. Mutasyonlar, DNA'nın kendini eşlemesi sırasında karşılıklı nükleotid zincirlerinde meydana gelen onarılamaz hatalar sonucunda ortaya çıkar. Mutasyona uğramış gene "mutant gen", mutasyon geçirmiş canlıya ise "mutant" adı verilir.

Mutasyona Neden Olan Faktörler (Mutajenler): Doğal ortamlarda mutasyonlar çok nadir ve yavaş gerçekleşse de, bazı çevresel faktörler mutasyon hızını ve ihtimalini büyük ölçüde artırır. Mutasyona yol açan bu etkenlere mutajen denir. - Zararlı Işınlar: Radyasyon, X-ışınları, morötesi (ultraviyole) ışınlar. - Kimyasal Maddeler: Tarım ilaçları, katkı maddeleri, cıva, kurşun gibi ağır metaller, uyuşturucu ve sigara dumanı. - Aşırı Sıcaklık ve Bazı Virüsler.

Mutasyonların Kalıtsallığı (Kuşaktan Kuşağa Aktarımı): Bir mutasyonun kalıtsal (nesilden nesile aktarılabilir) olup olmaması, mutasyonun hangi hücrede meydana geldiğine bağlıdır: 1. Üreme Hücrelerindeki Mutasyonlar: Sperm, yumurta veya polen gibi üreme hücrelerinde (veya bunları üreten ana hücrelerde) meydana gelen bir mutasyon kesinlikle kalıtsaldır. Yavruya geçer ve o neslin genetik havuzunu tamamen değiştirir. 2. Vücut Hücrelerindeki Mutasyonlar: Deri, karaciğer, yaprak, kas veya kemik gibi vücut hücrelerinde meydana gelen mutasyonlar kalıtsal değildir. Sadece mutasyonu geçiren o canlıyı etkiler, yavrularına aktarılmaz. (Örneğin güneş altında çok kalarak cilt kanseri olan bir insanın çocuğu cilt kanseri olarak doğmaz.)

Mutasyon Örnekleri: Mutasyonların çok büyük bir kısmı canlılar için zararlıdır ve genetik hastalıklara yol açar. Çok nadiren de olsa canlıya avantaj sağlayan (yararlı) mutasyonlar da görülebilir. - Zararlı Mutasyonlar: Albinoluk (renk pigmenti eksikliği), Down sendromu (46 yerine 47 kromozom bulunması durumu), Altı parmaklılık, Hemofili (kanın pıhtılaşmaması), Kanser hastalığı, Orak hücreli anemi, Çift başlı yılan veya dört boynuzlu keçi oluşumu. - Yararlı Mutasyonlar: Van kedisinin gözlerinin farklı renkte olması (tür içi genetik çeşitliliği artırdığı için yararlı kabul edilir), bazı bakterilerin antibiyotiklere karşı direnç kazanması (bakteri açısından yararlıdır), bitkilerin tohumlarında görülen ve meyve verimini artıran bazı özel mutasyonlar.

Modifikasyon Nedir?

Çevre şartlarının etkisiyle canlının dış görünüşünde (fenotipinde) meydana gelen ve genlerin yapısını değil, sadece genlerin işleyişini (çalışma şeklini) değiştiren kalıtsal olmayan geçici değişikliklere modifikasyon denir.

Modifikasyonlarda canlının DNA diziliminde, genetiğinde veya kromozomlarında hiçbir kopma, bozulma veya değişiklik olmaz. Çevresel etki (sıcaklık, beslenme, ışık vb.) ortadan kalktığında, canlı genellikle eski haline döner veya meydana gelen değişiklik yeni nesillere kesinlikle aktarılmaz.

Modifikasyona Neden Olan Çevresel Faktörler ve Örnekleri: 1. Sıcaklık Etkisi: - Çuha Çiçeği: Çuha çiçeği tohumları 15-20°C sıcaklıkta yetiştirilirse kırmızı çiçek, 30-35°C sıcaklıkta yetiştirilirse beyaz çiçek açar. Bu bitkiden alınan tohumlar tekrar düşük sıcaklığa ekilirse yine kırmızı açar (Genetik bozulmamıştır). - Himalaya Tavşanı: Himalaya tavşanlarının ayak, burun ve kulak kısımları siyah, gövdeleri beyazdır. Eğer sırtındaki beyaz tüyler tıraş edilip üzerine buz torbası bağlanırsa, o bölgeden siyah tüyler çıkar. Soğuk etki, kıl rengini belirleyen genin işleyişini değiştirmiştir. 2. Beslenme Etkisi: - Arılar: Dişi arı larvaları eğer özel ve besleyici bir madde olan arı sütü ile beslenirse kraliçe (ana) arı olurken; sıradan çiçek tozları (polen) ile beslenirlerse kısır işçi arılar olurlar. Genleri aynıdır, beslenme şekli işleyişi değiştirmiştir. 3. Işık Etkisi: - Bitki Yaprakları: Işıklı ortamda yetiştirilen bir bitki klorofil ürettiği için yeşil yapraklı ve sağlıklı olurken; karanlık ortamda yetiştirilen aynı genetiğe sahip bitki sarımtırak, cılız ve soluk renkli yapraklara sahip olur. 4. Çevre ve Kullanım Etkisi: - Yazın güneş altında uzun süre güneşlenen bir insanın teninin bronzlaşması. - Spor yapan (ağırlık kaldıran) haltercilerin kaslarının aşırı gelişmesi. - Karahindiba bitkisinin ovada yetiştiğinde uzun boylu, dağda (yükseklerde) yetiştiğinde kısa boylu olması. - Tüm bu örneklerde DNA bozulmaz, kazanılan özellik çocuğa aktarılmaz. Sadece genin o anki protein üretim şekli değişir.