in , , ,

Bir türün geleceğini etkileyen değişim: Genetik Mutasyon

Credit: Getty / ktsimage

Giriş

Tek bir bazda meydana gelen değişim, yıkıcı bir genetik bozukluğa veya faydalı bir adaptasyona neden olabilir veya herhangi bir etkisi de olmayabilir. Peki nasıl olur da mutasyonlar bir türün geleceğini etkilerler?

Haploid insan genomu, 3 milyar nükleotit içermesine rağmen tek bir baz çiftindeki değişiklik bile belirgin fiziksel aksaklıklara sebebiyet verebilir. Örneğin, Orak hücre anemisi (Eng: Sickle-cell anemia), en küçük genetik değişikliklerin neden olduğu bir hastalıktır. Hemoglobin proteininin beta zincirini kodlayan gendeki tek bir nükleotidin değiştirilmesi normal bir hemoglobin genini, orak hücreli bir hemoglobin genine dönüştürmek için yeterlidir. Tek bir nükleotidin değişimi, protein zincirinde sadece bir amino asidin değişmesine yol açar ancak sonuçlar yıkıcıdır.

Beta hemoglobin (Beta globin), 147 aminoasitlik tek bir zincirden meydana gelir. Daha önce de belirtildiği gibi, orak hücre anemisinde beta globin geni mutasyona uğrar. Elde edilen protein hala 147 amino asitten oluşur, ancak tek bazda meydana gelen mutasyon nedeniyle, zincirdeki altıncı amino asit glutamik asit değil, valindir. Bu ikame Tablo 1’de gösterilmiştir.

Reklam
Tablo 1: Orak hücre anemisi ile ilişkilendirilmiş nokta mutasyonu.

Orak hücreli hemoglobin molekülleri birbirine yapışarak kaskatı çubuklar oluştururlar. Bu çubuklar, hastanın kırmızı kan hücrelerinin deforme olmasına ve şeklinin orağa benzer bir hal almasına neden olur, hastalığın ismi de buradan gelir. Kaskatı ve şekilsiz kan hücreleri, oksijeni iyi bir şekilde taşıyamazlar ve ayrıca kılcal damarları tıkama eğilimindedirler. Öyle ki, bu tıkama sonucunda kalp ve beyin de dahil olmak üzere çeşitli dokulara giden kan akışı kesilebilir. Bu nedenle, bu hastalığa sahip olan insanlar, tıkanıklığın olduğu bölgede en ufak bir fiziksel güç kullanımı sonrasında korkunç acılar yaşayabilirler ve bunun sonucunda kalp krizi veya felç geçirebilirler. Üstelik bunların hepsine yalnızca bir nokta mutasyonu sebebiyet verir (Şekil 1).

Şekil 1: Orak hücreli anemi, şekli bozuk kan hücreleri ile nitelendirilmiştir.
Bir grup sağlıklı kırmızı kan hücresinin arasında orak şeklinde bir kırmızı kan hücresi gösterilmiştir. Hemoglobin proteinlerinden birinde, tek bir amino asitte meydana gelen değişiklik, bu kırmızı kan hücresinin şeklinden sorumludur.
(Creative Commons: EM Unit, UCL Medical School, Royal Free Campus, Wellcome Images.)

Orak hücreli anemi, 3 milyar A, T, C veya G’lerden sadece birindeki değişiklikten kaynaklandığı bilinen, hayatı tehdit eden yüzlerce genetik bozukluktan biridir. Birçok hastalık mutasyonlarla ilişkili olduğundan, mutasyonların olumsuz bir çağrışım göstermesi yaygındır. Yine de, birçok mutasyon gerçekten zararlı olsa da, diğer mutasyonlar “sessizdir”; bunun anlamı, bir bireyin fenotipi üzerinde herhangi bir etkisi yoktur ve bir moleküler biyolog, DNA dizi analizi için DNA örneği almadığı sürece fark edilmeden kalır. Ek olarak, bazı mutasyonlar gerçekten faydalıdır. Örneğin, etkilenen bireylerde orak hücre anemisine sebep olan mutasyon resesiftir. Bunun anlamı, bir kişinin Orak hücre anemisine sahip olabilmesi için bir genin her iki alelinin de aynı nokta mutasyonuna sahip olması gerekmektedir. Orak hücre anemisine sahip insanlar (Aynı genin her iki mutant aleline de sahip olanlar), sıtma (Malaria) karşısında orak hücre anemisi taşıyıcı bireylerine (aynı genin bir sağlıklı yani yabanıl tip ve bir mutant aleline sahip olanlar) karşı hayatta kalma avantajına sahip olabilirler. Sonuç olarak, orak hücre mutasyonu, sıtmanın endemik olduğu popülasyonlarda varlığını sürdürür.

Bireysel düzeyin ötesinde, belki de mutasyonun en çarpıcı etkisi, evrimdeki rolü ile ilgilidir; Mutasyon olmadan evrim asla mümkün olmazdı! Bunun nedeni, mutasyonların, doğal seçilim mekanizmalarının etki edeceği “hammadde’yi” sağlamasındır. Bu süreç sayesinde, değişen çevresel koşullara daha iyi uyum sağlayan özelliklere sahip bireysel organizmaları meydana getiren mutasyonlar, artan bir oranda yavrulara geçerek türlerin geleceğini etkiler.

Reklam

Mutasyon ve polimorfizm arasındaki ilişki nedir?

Bir mutasyon, DNA dizisindeki herhangi bir değişiklik olarak tanımlanırken, biyologlar popülasyonda yaygın olan tek bir baz çifti değişikliğini belirtmek için tek nükleotid polimorfizmi (SNP) terimini kullanırlar.

Spesifik olarak polimorfizm, en az 2 farklı DNA dizisine sahip ve her bir DNA dizisinin, popülasyonun en az %1’inde bulunduğu herhangi bir genetik lokasyon olarak tanımlanır.

(Twyman, 2003)

Ek olarak, “Polimorfizm” teriminin genellikle normal bir varyasyona veya doğrudan hastalığa sebep olmayan bir varyasyona atıfta bulunduğunu unutmamak gerekir. Dahası, polimorfizm olarak sınıflandırılacak bir varyasyon için en az %1 yaygınlık sınırlaması biraz keyfidir; frekans bundan düşükse, alel genellikle mutasyon olarak kabul edilir. Bilim insanlarının, hastalıklar da dahil olmak üzere bireyleri, belirli özelliklere yatkın hale getiren genetik değişiklikleri bulmak amacıyla, organizma popülasyonlarına baktıklarında SNP’ler, belirteç veya kılavuz görevi görürler. Ortalama olarak SNP’ler, insan genomundaki her 1000 – 2000 nükleotidde bulunurlar ve Uluslararası HapMap Konsorsiyumuna katılan bilim insanları, bu değişikliklerin milyonlarını haritalandırmıştır (International Human Genome Sequencing Consortium, 2001).

DNA’da meydana gelen mutasyon tipleri nelerdir?

Herhangi bir hücrede bulunan DNA, belirli kimyasallar ve ultraviyole radyasyon gibi çevresel faktörlere maruz kalarak ya da Replikasyon (Eşleme) sırasında meydana gelen hatalar yüzünden değişikliğe uğrayabilir. Eğer bir üreme hücresinde (Eng: Germ-line cell) bir mutasyon meydana gelirse bu mutasyon, o organizmanın yavrularına da geçirilebilir. Bunun anlamı, gelişmekte olan embriyodaki her hücre bu mutasyonu taşıyacaktır. Germ-line mutasyonlarının aksine, vücudun herhangi bir yerinde bulunan hücrelerde de somatik mutasyonlar meydana gelir. Bu tip mutasyonlar, mitoz ile yavru hücrelere geçerler ama mayoz (eşeyli üreme) ile organizmanın yavrularına geçmezler (Şekil 2).


Şekil 2: Germ-line mutasyonları, üreme hücrelerinde (sperm veya yumurta’da) meydana gelir ve mayoz (eşeyli üreme) sırasında organizmanın yavrularına aktarılır. Vücut hücrelerinde ise somatik mutasyonlar meydana gelir; bu mutasyonlar mitoz aracılığıyla yavru hücrelere aktarılır ancak eşeyli üreme sırasında gelecek nesle aktarılmazlar.
(Credit: Nature Education Adapted from Pierce, Benjamin. Genetics: A Conceptual Approach, 2nd ed – Yerelleştirme: Biyolojizm)

Yukarıda da bahsettiğimiz üzere orak hücre anemisi, tek bir nükleotidde meydana gelen bir değişikliğin sonucudur ve nokta mutasyonları olarak adlandırılan bir mutasyon sınıfını temsil eder. DNA dizisindeki değişiklikler, kromozomların büyük bölümlerinin değiştirildiği kromozom düzeyinde de meydana gelebilir. Bu durumda, kromozomların bölümleri silinebilir, tekrarlanabilir, ters çevrilebilir, başka kromozomların bölümlerine taşınabilir veya yeniden düzenlenebilir. Bunun sonucunda gen dozajı değişebilir, gen komple ortadan kalkabilir veya gen dizisinin değişmesi gibi değişiklikler gözlemlenebilir. Gen kopya sayısı ya da tam türkçesiyle Kopya sayısı varyantları (Eng: copy number variation, CNV) adı verilen tüm kromozom bölgeleri tekrarlandığında (Eng: Duplication) veya silindiğinde (Eng: Deletion), ortaya çıkan varyasyonun türü, insan hastalıklarında veya evriminde önemli etkilere sahiptir. Tablo 2, mutasyon tiplerini özetlemekte ve her biri ile ilişkili çeşitli hastalıklara örnekler vermektedir.

Reklam
Tablo 2 – A: Nokta mutasyonları
Tablo 2 – B: Kromozomal mutasyonlar
Tablo 2 – C: Gen kopya sayısı & Kopya sayısı varyantları

Mutasyonlar, mayoz bölünme sırasında yaşanan dengesiz crossing-over da (parça değişimi) dahil olmak üzere bir dizi olaydan kaynaklanabilir (Şekil 3). İlaveten, genomun bazı bölgeleri mutasyona diğer bölgelerden daha yatkın görünmektedir. Bu “sıcak noktalar”, DNA dizisinin kendisinin mutajenler için daha erişilebilir olmasının bir sonucudur. Sıcak noktalar, üç nükleotit dizisinin birçok kez tekrarlandığı trinükleotit tekrarları gibi oldukça tekrarlanan dizilere sahip genom bölgeleri içerir. DNA replikasyonu sırasında bu tekrarlanan bölgeler sıklıkla değiştirilir çünkü polimeraz enzimi, DNA ipliğinden ayrılıp yeniden bağlandıkça ‘kayabilir’. Evet bu tanım pek bir anlam ifade etmiyor gibi gelebilir ancak daha net şekilde açıklamak gerekirse, her bir kelimenin bir önceki kelime ile aynı olduğu bir metin okuduğunuzu düşünün. Sayfanın tamamında sadece “Gen” (“Gen Gen Gen …”) kelimesinin kopyaları olduğunu varsayalım. Şimdi, sayfayı okurken kısa bir süreliğine uzaklara dalın (tıpkı kitap okurken yaptığınız gibi) ve daha sonrasında metne tekrar baktığınızı hayal edin. Yerinizi kaybetmiş olmanız muhtemeldir. Sonuç olarak, sayfadan yanlış sayıda kopya okuyabilirsiniz. Benzer şekilde, DNA polimeraz da bazen tekrarları okurken kayar ve hata yapar.

Şekil 3: Mayoz sırasında meydana gelen dengesiz crossing-over.
Homolog kromozomlar, mayoz bölünme sırasında yanlış hizalandığında, eşit olmayan bir geçiş gerçekleşir. Bunun sonucunda bir kromozomda DNA dizileri kaybedilirken diğer bir kromozomda bu DNA dizileri kazanılır.
(Credit: Adapted from Pierce, Benjamin. Genetics: A Conceptual Approach, 2nd ed. – Yerelleştirme: Biyolojizm)

Diğer durumlarda mutasyonlar, bir genin okunma şeklini tek bir bazın eklenmesi veya silinmesi değiştirir. Çerçeve kayması mutasyonu olarak yukarda da adlandırdığımız mutasyonlarda tüm proteinler, silme (delesyon) veya eklenme (insersiyon) yoluyla değiştirilir. Bunun nedeni, nükleotitlerin, kodon adı verilen üçlü gruplar halinde ribozomlar tarafından okunmasıdır. Dolayısıyla, bir genden çıkarılan ya da o gene eklenen bazların sayısı üçün katı değilse, proteinin geri kalanı için okuma çerçevesi atılır. Bu durumu daha iyi kavrayabilmek için tamamı üç harfli kelimelerden oluşmuş aşağıdaki cümleyi düşünün:

SİZ BİZ HEP VAR, SEN BEN PEK YOK AMA AŞK VAR İSE ÇOK İYİ BAK

Yukarıda görmüş olduğunuz bu cümlede bir mutasyon meydana gelmiş olsun ve sol baştan başlayarak okuduğunuzda gördüğünüz ilk P harfi, bir mutasyon tarafından ortadan kaldırılmış olsun. Artık cümlemiz aşağıdaki gibi olacaktır:

SİZ BİZ HEV ARS ENB ENP EKY OKA MAA ŞKV ARİ SEÇ OKİ YİB AK

Aynı şey bir proteinde de olacaktır, örneğin bir protein aşağıdaki kodlama dizisine sahip olabilir:

AUG AAA CUU CGC AGG AUG AUG AUG

Bu mRNA dizisinin, aşağıdaki proteini kodlayacağını belirlemek için bir kodon çeviri tablosu (Şekil 4) kullanılabilir:

Met-Lys-Leu-Arg-Arg-Met-Met-Met

Şimdi, bir mutasyonun dördüncü nükleotidi çıkardığını varsayalım. Sonuç olarak üçlü kodonlara ayrılmış kod, aşağıdaki gibi okunur:

AUG AAC UUC GCA GGA UGA UGA UG

Bunun sonucunda proteinimiz değişikliğe uğrar ve ribozom aşağıdaki proteini kodlar:

Met-Asn-Phe-Ala-Gly-DUR-DUR

DUR kodonlarının her biri ribozoma, o noktada protein sentezini sonlandırmasını söyler. Bu nedenle, mutant protein, silme nedeniyle tamamen farklıdır ve erken durdurma kodonu nedeniyle daha kısadır.

Şekil 4: Her bir mRNA kodonu tarafından belirtilen aminoasitler, birden fazla kodon aynı aminoasidi kodlayabilir.
Kodonlar, mRNA’da göründükleri gibi 5 ‘ila 3’ şeklinde yazılır. AUG bir başlangıç kodonudur; UAA, UAG ve UGA sonlandırma (durdurma) kodonlarıdır. (Credit: Nature Education – Yerelleştirme: Biyolojizm)

Mutasyonlar nasıl meydana gelir?

Daha önce belirtildiği gibi, herhangi bir hücredeki DNA, çevresel etkiler, belirli kimyasallar, spontan mutasyonlar ve replikasyon sırasında meydana gelen hatalar dahil olmak üzere bir dizi faktör yoluyla değiştirilebilir. Bu mekanizmaların her biri aşağıdaki bölümlerde daha ayrıntılı olarak ele alınmaktadır.

Mutasyonlar ve Çevre

DNA, çevre ile etkileşime girer ve bu etkileşim bazen genetik bilgiye zarar verebilir. Aslında, her dışarıya çıktığınızda DNA’nızı tehlikeye atarsınız, çünkü Güneş’ten gelen Ultraviyole (UV) ışık, cilt hücrelerinizde mutasyona neden olabilir. UV’nin meydana getirdiği bir mutasyon tipi, bir hidrat formuna hidrolizini içerir, bu da sitozin bazının, bir sonraki replikasyon turu sırasında adenin ile yanlış eşleşmesine ve nihayetinde timin ile yer değiştirmesine neden olur. 2001 yılında Hannes Seidl ve ekibi tarafından gerçekleştirilen araştırma sonucunda araştırmacılar, bir deri kanseri tipi olan bazal hücreli karsinom ile ilişki genlerinde UV ışığın sebep olduğu C-to-T (Sitozin’den Timin’e) parmak izi mutasyonunun son derece yüksek bir oluşumunu buldular.

UV ışığı ayrıca bir DNA ipliğindeki bitişik pirimidin bazları arasında kovalent bağların oluşmasına neden olabilir ve bu da pirimidin dimerlerinin oluşumuyla sonuçlanır. DNA tamir makineleri, bu mutasyonlarla başa çıkmak için varlar ancak bu makineler de hataya biraz eğilimlidirler bu da bazı dimerlerin tamir edilmediği anlamına gelir. Ayrıca bazı insanlar, UV-ışık hasarının onarımında yer alan proteinleri kodlayan genlerdeki mutasyonları içeren, xeroderma pigmentosum (XP) adı verilen kalıtsal bir genetik bozukluğa sahiptir. XP hastalığına sahip kişilerde, UV ışığına maruz kalma, cilt hücrelerinde yüksek bir mutasyon sıklığını tetikler ve bu da cilt kanserinin yüksek bir oluşumuna neden olur. Sonuç olarak, bu tür kişiler gündüz saatlerinde dışarıya çıkamazlar. Ultraviyole ışığa ek olarak, organizmalar kozmik ışınlar, gama ışınları ve X-ışınları şeklinde daha güçlü iyonlaştırıcı radyasyona da maruz kalırlar. İyonlaştırıcı radyasyon DNA’da çift sarmallı kırılmalara neden olur ve sonuçta ortaya çıkan onarım aynı şekilde kusurlu bir şekilde gerçekleştirilirse, mutasyonlara neden olabilir. UV ışığın aksine, yukarıda bahsedilen radyasyon tipleri dokulara çok daha iyi nüfuz ederler ve vücudun herhangi bir yerinde mutasyona neden olabilirler.

Kimyasalların sebep olduğu mutasyonlar

Yaygın olarak serbest radikaller olarak bilinen oksitleyici ajanlar, nükleotidleri baz eşleştirme kapasitelerini değiştirecek şekilde kimyasal olarak değiştirebilen maddelerdir. Örneğin dioksin, baz çiftleri arasında araya girerek DNA sarmalının bütünlüğünü bozar ve bu bölgeyi insersiyonlara ve delesyonlara daha yatkın hale getirir. Benzer şekilde, bilinen bir kanserojen ve sigara dumanının bir bileşeni olan Benzo[a]piren, tümör baskılayıcı bir gen olan P53‘teki 157., 248. ve 273. kodonlarındaki guanin bazlarında, lezyonları indüklediği gözlemlenmiştir. Bu kodonlar, insan akciğer kanserlerinin klinik çalışmalarında görülen ana mutasyonel sıcak noktalardır. Bunlar gibi belirli mutajenlere özgü olan mutasyonlara imza mutasyonları denir. Burada bahsedilenlerin ötesinde çeşitli kimyasalların bu tür mutasyonları indüklediği bilinmektedir.

Spontan (kendiliğinden gerçekleşen) mutasyonlar

Mutasyonlar da kendiliğinden ortaya çıkabilir. Örneğin depürinasyon, şeker-fosfat omurgası değişmemiş olmasına rağmen bir pürin bazının hidroliz yoluyla bir nükleotidten kopması, çevreden kaynaklanan belirgin bir hasar olmadan meydana gelebilir. Eğer depürinasyon, DNA tamir enzimleri tarafından düzeltilmezse replikasyonun bir sonraki basamağında yanlış baz eklenmesiyle sonuçlanır (Şekil 5).

Şekil 5: Depürinasyon, bir nükleotit pürin bazını kaybettiğinde ortaya çıkan bir spontan (kendiliğinden gerçekleşen) mutasyondur. DNA’nın iki ipliği, replikasyon sırasında birbirinden ayrılır. Bir iplikçik üzerindeki bir nükleotit bir pürin bazını kaybetmişse, bu iplikçik üzerindeki apürinik bölge, yeni sentezlenen iplikçik üzerinde tamamlayıcı bir baz için bir şablon sağlayamaz. Şablon iplikteki apürinik bölgenin karşısındaki yeni sentezlenmiş ipliğin içine yanlış bir nükleotit (genellikle Adenin) yerleştirilir. Elde edilen iki iplikten biri Normal çift sarmallı bir DNA molekülü iken diğer iplik Mutant çift sarmallı bir DNA molekülüdür. Mutant DNA kendini eşlemek için replikasyona başladığında bir önceki replikasyonda elde edilen, yanlış yerleştirilmiş baz olan Adenin, yeni DNA’yı sentezlemek için şablon olarak kullanılır. Elde edilen her iki çift sarmallı DNA molekülünün her iki ipliği de kalıcı mutasyon içerir.
(Credit: Adapted from Pierce, Benjamin. Genetics: A Conceptual Approach, 2nd ed. – Yerelleştirme: Biyolojizm)

Deaminasyon veya bir amin grubunun bir bazdan çıkarılması da meydana gelebilir. Sitozinin deaminasyonu, onu bir sonraki replikasyonda guanin yerine adeninle eşleştirecek ve bir baz ikamesiyle sonuçlanacak olan urasile dönüştürür. DNA tamir enzimleri, çoğunlukla urasilin DNA’ya ait olmayan bir baz olduğunu tanır ve bu lezyonu onarır. Ancak, söz konusu sitozin kalıntısı metillenirse (gen düzenlemesinde yer alan yaygın bir modifikasyon, bknz: Metilasyon) deaminasyon, bunun yerine timine dönüşümle sonuçlanacaktır. Timin, DNA’nın normal bir bileşeni olduğundan, bu değişiklik DNA tamir enzimleri tarafından tanınmayacaktır (Şekil 6).

Şekil 6: Deaminasyon, azotlu bir bazdan bir amin grubu çıkarıldığında meydana gelen spontan (kendiliğinden gerçekleşen) bir mutasyondur. Azotlu bir baz olan sitozin, bir amin grubunun kaybından sonra başka bir azotlu baz olan urasile dönüşür. Urasil, adenin ile sitozin, guanin ile baz çiftleri oluşturduğundan sitozinin, urasile dönüşmesi DNA’da baz ikamelerine neden olur.

DNA’nın replikasyonu sırasında gerçekleşen hatalar

DNA replikasyonu sırasında meydana gelen hatalar, özellikle Trinükleotit tekrar genişlemesi (TNR) gibi bazı mutasyonlarda önemli bir rol oynar. Replikasyon sırasında, tekrar dizilerinin “Eng: intrastrand hairpin” gibi ikincil yapılar oluşturma yeteneğinin, DNA polimerazın kaymasına katkıda bulunabileceği ve bu enzimin geriye kaymasına ve önceki segmentin replikasyonunun tekrarlanmasına neden olabileceği düşünülmektedir. Bu hipotezin desteklenmesi gecikmeli ipliğin sentezinin özellikle tekrar genişlemeye duyarlı olduğunu göstermiştir. Örneğin bir TNR DNA’sının ikincil yapısının, gecikmeli ipliğin replikasyonu sırasında üretilen Okazaki parçalarının uygun şekilde çözünürlüğü için gerekli bir enzim olan FEN1’i inhibe ettiği gösterilmiştir. Sonuç olarak FEN1 mutasyonuna sahip maya hücreleri, CAG (sitozin, adenin, guanin) tekrarlarının genişlemesinin arttığını kanıtlamışlardır.

Yukarıda da belirttiğimiz gibi bu tekrarlar, mitotik olmayan dokuda da meydana gelir ve ayrıca CAG tekrarlarının, özgün DNA tamir yolları için defektif farelerde biriktiği gösterilmiştir; bu durum da DNA tamir mekanizmalarının, çoğalmayan hücrelerde tekrar genişlemesinde etkili olması gerektiğini göstermektedir (bknz: Pearson et al., 2005). Bu hipotez ile uyumlu olarak yapılan çalışmalar, çift sarmallı kırılmaların indüklenmesinden sonra tekrar dengesizliğinin (Eng: repeat instability) arttığını ve bir DNA tamir mekanizması olan “Eng: nucleotide excision repair” ile düzeltilen UV kaynaklı indüklenmiş lezyonları ortaya çıkarmıştır.

Tekrar dengesizliği, bir dinamik mutasyon mekanizmasıdır. Hastalık yapıcı tekrar dengesizliği, 40’tan fazla nörolojik, nörodejeneratif ve nöromüsküler hastalıkla ilişkilendirilmiş önemli ve benzersiz bir mutasyon şeklidir. DNA tekrar genişleme mutasyonlarının her biri dinamiktir, dokular içinde ve nesiller boyunca devam eder.

Pearson CE, Nichol Edamura K, Cleary JD (2005)

Bugüne dek, TNR’lerle ilişkilendirilmiş tüm genetik hastalıklar, genellikle cinsiyete özgü bir şekilde, ebeveynlerinden yavrulara geçtikten sonra tekrar dengesizliği içerir. Örneğin, huntington hastalığını karakterize eden CAG tekrarları, babadan tarafından devralındığında sıklıkla daha fazla genişleme gösterir. Bu genişlemenin, germ-line hücreleri çoğalırken, mayozdan önce meydana geldiği gösterilmiştir. Diğer TNR’lerin büzülmesi, germ-line DNA metilasyon kalıplarındaki cinsiyete özgü farklılıklarla ilişkilendirilmiştir (Pearson et al., 2005).

Mutasyonlar, DNA’nın onarımı ve Evrimi

Böylelikle mutasyonlar, daima çevrede karşılaşılan mutajenlerin bir sonucu değildir. DNA replikasyonu sırasında meydana gelen doğal bir hata oranı vardır. Yapılan araştırmaların gösterdiğine göre; DNA polimeraz, E.coli bakterisinde saniyede 700+ baz çiftini işleyebilmektedir ve böylesine yüksek bir hıza rağmen hata oranı, sizleri hayrete düşürebilecek kadar düşüktür. DNA polimeraz’ın ilk geçişindeki hata oranı, her on milyon nükleotitte 1’dir. 3 milyar baz çifti içeren DNA için bu bile büyük bir hata oranıdır, bu sebeple DNA polimeraz, replikasyon sırasında bir kez de geriye döner ve böylelikle hata oranı çok daha düşük miktarlara çekilir. Bu oran 1 milyarda 1’dir.

Reklam

Çoğu durumda, hücrede bulunan geniş DNA tamir makineleri ağı, yanlış yerleştirilmiş bir nükleotit yerine oturtulmadan ve tamamlayıcı şeritte bir uyumsuzluk yapılmadan önce hücre bölünmesini durdurur. Bununla birlikte onarım makineleri, tamamlayıcı iplik oluşmadan önce hatayı yakalayamazlarsa, mutasyon o hücrede kalıcı hale gelir. Bu mutasyon daha sonra yavru hücrelerde veya embriyoda görülebilir (eğer mutasyon germ-line hücrelerinde meydana gelmişse).

Kaynaklar ve İleri Okuma: