İçeriğe atla

Minisatelit (biyoloji)

Bir minisatelit, DNA içinde tekrar eden 10-60 bazlık bir dizidir. Bunlar insan genomunda binden çok konumda bulunur. Bazı minisatelitlerde DNA ipliklerinden biri pürin (adenin (A) ve guanin (G)) öbürü pirimidin (sitozin (C)ve timin (T))ağırlıklı olur, bazıları ise “GGGCAGGANG” bazlarından (N herhangi bir baz olabilir) oluşan bir merkez (veya "çekirdek") dizi içerirler. Bu dizinin kromozomlar arasında dizi takasına yol açtığı öne sürülmüştür. Başka bir görüşe göre ise, minisatelitlerde kopya sayısı varyasyonunun nedeni, yakınında bir çift iplik DNA kırılma noktasının bulunmasıdır. DNA ikileşmesi sırasındaki sorunlar, örneğin DNA ipliklerinden birinin öbürüne göre kayması sonucu hatalar olmakta ve minisatelitin tekrarlayan dizi sayısında bir değişiklik meydana gelmektedir. En çok değişkenlik gösteren lokus CEB1 (D2S90)'dir.[1]

Yapı

"Minisatelitler" tekrar eden, genelde GC-zengini, değişken sayılı tekrarlayan dizilerdir, uzunlukları 10 ila 100 baz çiftidir. Bu değişken tekrarlı diziler birbirileri arasında girerek karışabilirler.

Uygulama

İnsan minisatelitleri ilk defa tesadüfen 1980'de A.R. Wyman ve R. White tarafından keşfedilmiştir.[2] Alec Jeffreys bunlardaki aşırı çeşitliliğin DNA parmakizlemesi için mükemmel bir özellik olduğunu fark edince[3] bu dizilerdeki instabilitenin nedeni yoğun bir araştırma konusu olmuştur. DNA parmakizlemesinin yanı sıra, minisatelitler yaygın olarak bağlantı analizi ve popülasyon genetiği için genetik belirteç olarak da kullanılırlar.

Minisatelitkler ayrıca gen ifadesine (yani transkripsiyon, alternatif uçbirleştirme veya imprint kontroluna) etki ederler, protein kodlayıcı diziler içinde yer alan bazı minisatelitler ise protein yapısına etki edebilir.

Patoloji

Minisatelitler kromozomların kırılgan konumları ile ilişkilendirilmiştir ve bazı translokasyon noktalarına bitişik oldukları bulunmuştur.

Bazı insan minisatelitlerin aşırı derecede değişime uğrayabildiği gösterilmiştir. Germ hücrelerinde bu minisatelitlerin ortalama mutasyon oranının %0,5 ila 20'dir, bunlar insan genomunda bilinen en kararsız bölgelerdir. Fare, sıçan ve domuz genomlarında da minisatelit benzeri diziler olmakla beraber bunların hiçbiri insanda olabildiği kadar aşırı değişim göstermemektedir. Bu aşırı değişken minisatelitlerin hepsinin dahilî varyantları olduğu için, bunlarda meydan gelen değişimin yakından izlenmesi mümkündür. PCR ile minisatelit varyant haritalaması ile bu minisatelitlerin birbiri içinde yayılmaları ayrıntılı şekilde haritalanmış, böylece alellerin mutasyondan önceki ve sonraki yapıları belirlenebilmiştir.

Somatik ve germ hücrelerinde farklı mutasyon süreçlerinin olduğu çalışmalarda ortaya çıkmıştır. Kan DNA'sında tespit edilen somatik kararsızlık, spermde görülenden 2-3 mertebe (100-1000 kat) daha basit ve enderdir, mekanizma olarak alel-içi dönüşüm olayları şeklindedir. Buna karşın, germ hücrelerinde karmaşık aleller-arası dönüşüm olayları olmaktadır.[4]

İnsan minisatelitlerinin iki yanındaki DNA dizilerinin analizi sonucu görülmüştür ki, monosatelit dizilimlerinin kararsız (değişime eğilimli) tarafında, mayoz bölünme sırasında sıklıkla krosover olan bir konum (krosover hotspot) bulunmaktadır. Dolayısıyla, tekrarlı elemanların dönüşümü, tekrarlı dizilimin böğüründeki (bitişiğindeki) DNA'nın rekombinasyon aktivitesi tarafından kontrol edilmekte, bu süreç mutasyonun hangi tarafta meydana geleceğini (polaritesini) de belirlemektedir. Bu bulgulardan çıkan sonuç, minisatelitlerin insan genomundaki rekombinasyon hotspotlarının bir yan ürünü olduklarıdır.

Evrimsel boyutlar

Minisatelitlerin alel büyüklüklerinin zaman içinde bir denge dağılımına ulaştığı bulunmuştur. Minisatelitin yanındaki mutasyonlar DNA instabilitesini bastırarak onun rekombinasyon aktivitesini etkilemektedir. Bu süreç içinde, minisatelitin mayoz etkisiyle aşırı değişimi nihayet sona erer.

Tipler

Hiperdeğişken minisatelitler

Bunların 9-24 baz uzunluğunda çekirdek birimleri olur ve başlıca sentromerlerde bulunurlar.

Telomerik minisatelitler

Bunların 6 baz çiftlik çekirdek birimleri vardır ve telomerlerde binlerce tekrar eden birimlerden oluşurlar.

Konumları

İnsanlarda minisatelitlerin %90'ı kromozmların telomer-altı bölgelerinde bulunur. Telomerin kendisi de bir bitişik tekrarlı dizidir: TTAGGG TTAGGG TTAGGG ...

Ayrıca bakınız

Kaynakça

  1. ^ Buard J, Vergnaud G (Temmuz 1994). "Complex recombination events at the hypermutable minisatellite CEB1 (D2S90)". EMBO J. 13 (13). ss. 3203-10. PMC 395212 $2. PMID 8039512. 
  2. ^ Wyman AR, White R (Kasım 1980). "A highly polymorphic locus in human DNA". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 77 (11). ss. 6754-8. doi:10.1073/pnas.77.11.6754. PMC 350367 $2. PMID 6935681. 
  3. ^ Jeffreys AJ (Ekim 2005). "Genetic fingerprinting". Nat. Med. 11 (10). ss. 1035-9. doi:10.1038/nm1005-1035. PMID 16211029. 
  4. ^ Vergnaud G, Denoeud F (Temmuz 2000). "Minisatellites: mutability and genome architecture". Genome Res. 10 (7). ss. 899-907. doi:10.1101/gr.10.7.899. PMID 10899139. 

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Genetik</span> biyolojinin organizmalardaki kalıtım ve çeşitliliği inceleyen bir dalı

Genetik ya da kalıtım bilimi, biyolojinin organizmalardaki kalıtım ve genetik varyasyonu inceleyen bir dalıdır. Türkçeye Almancadan geçen genetik sözcüğü 1831 yılında Yunanca γενετικός - genetikos ("genitif") sözcüğünden türetildi. Bu sözcüğün kökeni ise γένεσις - genesis ("köken") sözcüğüne dayanmaktadır.

<span class="mw-page-title-main">DNA</span> Canlıların genetik bilgilerini barındıran molekül

Deoksiriboz nükleik asit veya kısaca DNA, tüm organizmaların ve bazı virüslerin canlılık işlevleri ve biyolojik gelişmeleri için gerekli olan genetik talimatları taşıyan bir nükleik asittir. DNA'nın başlıca rolü bilgiyi uzun süre saklamasıdır. Protein ve RNA gibi hücrenin diğer bileşenlerinin inşası için gerekli olan bilgileri içermesinden dolayı DNA; bir kalıp, şablon veya reçeteye benzetilir. Bu genetik bilgileri içeren DNA parçaları gen olarak adlandırılır. Bazı DNA dizilerinin yapısal işlevleri vardır, diğerleri ise bu genetik bilginin ne şekilde kullanılacağının düzenlenmesine yararlar.

Mutasyon ya da değişinim, bir canlının genomu içindeki DNA ya da RNA diziliminde meydana gelen kalıcı değişmelerdir. Mutasyona sahip bir organizma ise mutant olarak adlandırılır.

<span class="mw-page-title-main">Telomer</span>

Telomer, ökaryotik doğrusal kromozomların uçlarında bulunan, herhangi bir gen kodlamayan, özelleşmiş heterokromatin yapılarıdır.

<span class="mw-page-title-main">Krosover</span> Hücresel süreç

Crosover veya krossing over ya da parça değişimi mayoz bölünmenin profaz I evresinde görülen, çift halde bulunan kromozomların yaptığı parça değişimine verilen addır. Bunun sonucunda genetik rekombinasyon meydana gelir. Yani farklı kromozomlarda bulunan genlerin alelleri birbiriyle yer değiştirir.

<span class="mw-page-title-main">Transpozon</span>

Transpozonlar bir hücrenin genomunda farklı yerlere, transpozisyon olarak adlandırılan bir süreçle hareket edebilen DNA dizileridir. Bu süreç ile mutasyonlara ve genomdaki DNA miktarının değişmesine neden olurlar. Çeşitli hareketli genetik elemanlar mevcuttur, bunlar transpozisyon mekanizmalarına göre sınıflandırılırlar. Retrotranspozonlar bir RNA ara ürün aracılığıyla kendilerini kopyalayarak hareket ederler. DNA transpozonları bir RNA ara ürün kullanmaz. Tranpozonların kimi kendini kopyalayarak, kimi kendini çevreleyen DNA'dan kesip çıkarıp başka bir yere taşıyarak hareket eder. Bu özelliklerinden dolayı, bilim insanları transpozonları canlılardaki DNA'yı değiştirmek için bir araç olarak kullanırlar.

Moleküler biyolojide bir baz çifti, birbirine ters doğrultuda iki DNA veya RNA zinciri üzerinde bulunan, biribirine hidrojen bağları ile bağlanmış iki nükleobazdır. Standart Watson-Crick baz eşleşmesinde, adenin (A), timin (T) ile, guanin de sitozin ile bir baz çifti oluşturur. RNA içinde olan baz çiftlerinde timin'in yerini urasil (U) alır. Watson-Crick tipi olmayan ve alternatif hidrojen bağlarıyla meydana gelmiş baz çiftleri de oluşabilir, özellikle RNA'da; bunlara Hoogsteen baz çiftlerinde de rastlanır.

DNA metilasyonu DNA'nın bir kimyasal değişimdir, kalıtsal olup sonradan ilk dizi geri gelecek şekilde çıkartılabilir. Bu özelliği nedeniyle epigenetik koda aittir ve en iyi karakterize edilmiş epigenetik mekanizmadır. Metilasyon tüm virüslerde görülen, öz ile öz-başka ayrımına yarayan bir yetenek olduğu için epigenetik kodun, kadim viral enfeksiyon olaylarından kalma bir mekanizma olabileceği öne sürülmüştür.

Genetik bağlantı, belli genetik konumların (lokusların) veya gen alellerin beraberce kalıt olmaları durumdur. Aynı kromozom üzerindeki genetik lokuslar birbirine fiziksel olarak bağlıdırlar, bu yüzden mayoz bölünmede alellerin ayrışması sırasında, bunlar beraber kalma eğiliminde oldukları için bağlantılı oldukları söylenir. Farklı kromozomlardaki gen alelleri bağlantılı değillerdir, mayoz sırasında kromozomların bağımsız tertiplenmelerinden dolayı.

<span class="mw-page-title-main">İnsersiyon</span> Mutasyon türü

İnsersiyon veya ensersiyon genetikte bir DNA dizisine bir veya daha çok baz çiftinin eklenmesidir. İnsersiyon mutasyonu olarak da adlandırılır. DNA polimerazın kayma yapması sonucu insersiyonlar sık olarak mikrosatelit bölgelerinde olabilir. İnsersiyonlar, büyüklük olarak tek bir baz çiftinden tüm bir kromozoma kadar olabilir.

<span class="mw-page-title-main">Ters transkriptaz</span> RNA şablonundan DNA üreten bir enzim

Biyokimyada bir ters transkriptaz veya RNA'ya bağımlı DNA polimeraz, tek iplikli bir RNA molekülü okuyup tek iplikli DNA üreten bir DNA polimeraz enzimidir. Bu enzim, ayrıca, RNA tek iplikli cDNA şeklinde okunduktan sonra çift iplikli DNA oluşmasında da görev alır. Normal transkripsiyon DNA'dan RNA sentezidir; dolayısıyla ters transkripsiyon bu sürecin tersidir.

<span class="mw-page-title-main">Gen duplikasyonu</span>

Gen duplikasyonu, içinde bir gen bulunan bir DNA bölgesinin herhangi şekilde ikilenmesidir; homolog rekombinasyon sırasında bir hata sonucu, retrotranspozisyon olayı veya tüm bir kromozomun ikilenmesi sonucu meydana gelebilir. Genin kopyası selektif baskıdan yoksun olduğu için, ondaki mutasyonların organizma üzerinde zararlı etkisi olmaz. Dolayısıyla, organizmanın nesilleri boyunca, işlevsel tek kopyalı bir gene kıyasla daha hızlı mutasyona uğrar.

<span class="mw-page-title-main">Homolog rekombinasyon</span>

Homolog rekombinasyon, benzer veya aynı dizilere sahip DNA iplikleri arasında nükleotit dizilerinin birbiriyle yer değiştirdiği bir genetik rekombinasyon tipidir. Bu süreç sırasında DNA birkaç kere kesilir, sonra da birleştirilir. Homolog rekombinasyon, DNA'daki çift iplikli kırıkların hatasız tamirinde kullanılmanın yanı sıra, mayoz sırasında krosover yoluyla yeni DNA dizi bileşimlerinin (kombinezonlarının) oluşumunu da sağlar. DNA'daki yeni bileşimler genetik varyasyonlar oluşturur. Genetik varyasyonlar yeni, bir olasılıkla yararlı olabilecek alel kombinasyonlarıdır, bunların üreyen canlı topluluklarda oluşmaları, bu değişiklikleri taşıyan bireylerin değişen çevresel şartlara evrimsel adaptasyon göstermelerini sağlar.

<span class="mw-page-title-main">İnsan genomu</span>

İnsan genomu Homo sapiens'in genomudur. 23 kromozom çifti üzerinde bulunur, bunlardan 22 çifti otozomal kromozomdur, kalan çift ise cinsiyeti belirler. Haploit insan genomu toplam 3 milyar DNA baz çiftinden biraz fazla uzunluktadır. İnsan Genom Projesi ile elde edilen ökromatik insan genom referans dizisi biyomedikal bilimlerde kullanılmaktadır.

Satelit DNA çok kere tekrar eden nükleotit dizilerinden oluşan bir DNA'dır. Bu şekilde adlandırılmasının nedeni, kısa DNA dizilerinin tekrarlanması sonucu adenin, sitozin, guanin ve timin içeren nükleotitlerin sıklığının değişmesi ve bu bölgelerin yoğunluğunun geri kalan DNA'dan farklı olmasıdır. Bu olgu ilk defa genomik DNA küçük parçalara bölünüp sonra ultrasantrifüj ile bir yoğunluk gradyanında ayrıştırıldığında gözlemlendi. Genomdaki DNA'nın büyük bir bölümü belli yoğunlukta kalın bir bant oluştururken ana banttan ayrı bantlar da olduğu fark edildi ve bunlar uydu (satelit) bantlar olarak adlandırıldı. Bu bantlardaki DNA'ya da satelit (uydu) DNA adı verildi. Bu bantlar karakterize edildiği zaman tekrar eden kısa dizilerden oluştuğu gözlemlendi. Her tekrar eden dizi bu deneysel yöntemle uydu bantlar oluşturmuyordu ve bu uydu bantların her biri mutlaka tek bir tekrarlı diziden oluşmuyordu, ama satelit DNA terimi ile tekrarlı dizi kavramı baştan özdeşleştiği için sonradan tüm tekrarlı dizilere, uydu bant oluştursun veya oluşturmasın, satelit DNA adı verildi. Ancak, tekrar eden dizi birimlerinin büyüklüğüne göre bunlar mikrosatelit, minisatelit gibi gruplara ayrıldılar. Mikrosatelitler 2-10 nükleotitten oluşan bir dizinin tekrarlarından oluşur, minisatelitler ise genelde 10-60 nükleotit uzunluklu dizilerin tekrarlarından oluşur. Bu sınırlar yaklaşıktır, farklı uzmanlar mikrosatelitlerle minisatelitler arasındaki sınırı farklı çizerler.

Mikrosatelitler, Basit dizi tekrarları veya Kısa Bitişik Tekrarlar DNA'da bulunan, 1-6 baz çifti uzunluğundaki tekrar eden dizilerdir.

Seçici süpürme, yakın bir geçmişte, yararlı ve güçlü bir doğal seçilim sonucu oluşmuş bir DNA mutasyonun yakınlarında yer alan nükleotitler içindeki varyasyonların azaltılması veya ortadan kaldırılmasıdır.

<span class="mw-page-title-main">Genetik varyasyon</span> Genetikte popülasyonlar arasında ortaya çıkabilen, tür içerisinde veya gen alellerinde gözlemlenen farklılıklar

Genetik varyasyon, genetikte popülasyon içinde ya da popülasyonlar arasında ortaya çıkabilen, tür içerisinde veya gen alellerinde gözlemlenen farklılıklardır. Genetik varyasyon, doğal seçilim için "hammadde" sağladığından önem taşır. Genetik varyasyon, bir genin dizilimlerinde meydana gelen değişimler olan mutasyon sebebiyle meydana gelirler. Poliploidi veya poliploitlik kromozomlarda oluşan mutasyona bir örnek olarak verilebilir. Poliploidi, bir hücrenin ya da organizmanın, her bir kromozomununun ikiden fazla kopyasına sahip olması durumudur. Organizmalar çoğunlukla diploit olmakla birlikte, hücre bölünmesinin olması gerektiği gibi gerçekleşmemesi sonucu, poliploit hücre ve organizmalar ortaya çıkabilir.

Mikro evrim, tek bir canlı türü ve bu türün popülasyonları içinde çeşitli seleksiyonlar sonucu oluşan tüm küçük değişimler ve evrimleşme olayları. Bu anlamda mikro evrim, bir popülasyonun gen sıklığında küçük ölçekte oluşan değişimlerin evrimidir.

Moleküler evrim, nesiller boyu aktarılacak şekilde, DNA, RNA ve protein gibi hücresel moleküllerin diziliminin değiştirilmesi işlemidir ya da bununla ilgilenen bilim dalıdır. Moleküler evrimin alanı, bu değişimlerdeki kalıpları açıklamak için evrimsel biyoloji ve popülasyon genetiği ilkelerini kullanır. Moleküler evrim başlıca, nükleotid değişimlerinin oranları ve etkilerini, nötr evrimi, doğal seçilimi, yeni genlerin kökenlerini, karmaşık özelliklerin genetik yapısını, türleşmenin genetik temelini, gelişim evrimini ve evrimin genomik ve fenotipik değişikliklere neden olan etkilerini inceler.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.