May 8, 2013

Krossinq-over

Bu yazımızda sizlərə Təkamülün əsas olmasa da, ikinci mexanizmləri hesab olunan, amma əhəmiyyətli dəyişikliklərə səbəb olan proseslərdən bəhs edəcəyik. Dərhal izaha keçək.

Bu mexanizmlər, yazımızın içərisində görəcəyiniz kimi, eynilə mutasiyalar kimi təbiətə canlılıq baxımından müxtəliflik və vəsait təmin edən mexanizmlərdir. Hər hansı bir seçmə xüsusiyyətləri yoxdur. Lakin bildiyiniz kimi Təkamül, təbii proseslər içərisində canlılar arasındakı fərqliliklərin təbiət şərtləri daxilində "seçilməsi" və ya "ayırd edilməsi" nəticəsində meydana gəlir. Bu səbəbdən bu ikinci mexanizmlər və mutasiyalar olmasaydı, hər hansı bir canlı müxtəlifliyi təmin edilə bilməzdi və Təkamül baş verməzdi. Mutasiyaların yüzlərlə fərqli növünü bilirik. Üstəlik, bundan çoxunu da, bu yazımızda toxunacağımız ikinci mexanizmləri də biləcəyik.

Bu səbəbdən Təkamül biologiyasını anlamaq baxımından bu mexanizmlərin bilinməsi də çox böyük əhəmiyyət kəsb edir. Təkamüldən bir az anlayışı olan insanlar təkamül müddəti üçün müxtəlifliyi təmin edən tək ünsürün mutasiyalar olduğunu zənn edirlər. Halbuki bundan daha çoxu var və bu yazımızda sizə bunlardan bəhs etmək istəyirik. Ümid edirik ki faydalı olacaq.


Krossinq-over (Chromosomal Crossover ya da Gen Ötürülməsi), homoloji xromosomlar arasında meydana gələn genetik material (gen) ötürülməsidir. Bu nöqtədə homoloji xromosomları təyin etməkdə fayda görürük:

Homoloji xromosomlar, eyni uzunluqda, eyni sentromer (xromosom mərkəzi) mövqesinə sahib olan, eyni boyama naxışını daşıyan və hər bir lokusda (gen bölgəsi) eyni xarakterə sahib olan genləri daşıyan xromosom siyahısına deyilir. Homoloji xromosom cütləri daxilində, cütlərdən biri anadan, digəri atadan gəlir. Hər xromosomdan, iki ədəd xromatid olur və bunlara qardaş xromatidlər adı verilir. Aşağıda bunu görə bilərsiniz:




Meyoz bölünmə zamanı, Profaz-I mərhələsində sinapsis deyilən bir hadisə meydana gəlir (aşağıdaki fotoşəkildə göstərilmişdir) və homoloji xromosomlar bir-birləriylə düyünlənirlər. Bu düyün, Profaz-I mərhələsinin ortalarında başlayır və sonuna qədər davam edir. Bu müddət ərzində, homoloji xromosomların bir-biriylə bölgələri yer dəyişdirə bilər. Bu hadisəyə krossinq-over deyilir. Aşağıda bu hadisə göstərilmişdir:




İndi, çox irəli getmədən bir məlumatı vurğulamaq istəyirik: DNT dediyimiz molekul son dərəcə sıravi atomlar kolleksiyasıdır. Yalnız bu atomlar kolleksiyasının milyonlarla illik seçmə müddəti nəticəsində ona qatdığı biokimyəvi vəzifələr insanı heyrətləndirir və fövqəltəbii bir molekulmuş kimi düşünməsinə səbəb olur. Halbuki daha əvvəl də izah etdiyimiz kimi DNT də adi fizika və kimya qaydalarına tabedir, normal biokimyəvi reaksiyalar nəticəsində istehsal olunur və bütün funksiyasını bu biokimyəvi reaksiyalar sayəsində görür. Yəni onu "təsirli" edəcək heç bir əlavə xüsusiyyəti yoxdur. Bu vəziyyət, crossing-over hadisəsiylə daha da dəqiqləşir: Homoloji xromosomlar üzərindəki genlər də DNT-ni meydana gətirən atomlar və molekullar yığınıdır. Genlər bir araya gələrək DNT-ni və xromosomları meydana gətirirlər. Bu genlərin quruluşu da, olduqca sıravi biokimyəvi molekullar olduğu üçün və hər hansı bir şüura sahib olmadıqları üçün bölünmə zamanı yan-yana gəldiklərində və bir-birlərinə deydiklərində hansı xromosoma aid olduqlarının "fərqində ola bilməyəcəkləri" üzündən sıravi fizika və kimya qanunları daxilində (itələmə-çəkmə qüvvələri kimi ) bir xromosomdan digərinə keçə bilirlər. Çünki genlərin "oturduqları" bölgələr, bildiyimiz fiziki və kimyəvi bağlarla tutulur və yer dəyişdirən genlərin quruluşu bir-birinə olduqca bənzər olduğu üçün, yer dəyişmə nəticəsində xromosomda bir uyğunlaşmama meydana gəlir. Yəni irəli bir texnologiyayla krossinq-over'ə hər an müdaxilə etsək, əvvəldən hazırlamaq istədiyimiz gen kombinasiyasını, yer dəyişdirmə bölgəsinə yerləşdirə bilərik və xromosomların təbiri yerindədirsə "ruhu belə duymaz". Nəticədə fiziki və kimyəvi xüsusiyyətləri uyuşduqdan sonra, orada olan maddənin məzmunu hər hansı bir əhəmiyyət kəsb etmir.

Daha çox uzatmadan davam edək. Krossinq-over hadisəsi ilk dəfə 1909-cu ildə Frans Alfons Janssens tərəfindən müşahidə edilmişdir və "chiasmatic" olaraq adlandırılmışdır. Lakin sonradan, 1916-cı ildə, məşhur Amerikalı təkamülçü bioloq Thomas Hunt Morgan tərəfindən detalları da ortaya çıxarılmış, təcrübi olaraq göstərilmiş və "Təkamül Nəzəriyyəsinin Bir Tənqidi" (A Critique of the Theory of Evolution) adlı məqaləsində "krossinq-over" hadisəsini izah etmişdir. Hal-hazırda "chiasma" krossinq-over hadisəsi zamanı dəyişdirilən genlərin bir-birinə toxunduğu bölgə olaraq xatırlanır. Aşağıdakı fotoşəkil, Morganın krossinq-over'i izah etmək üçün istifadə etdiyi fiqurdur:




Krossinq-over'in çox da mürəkkəb olmayan biokimyası vardır: Spo11 adlı bir zülalın DNT ilə görüşməsi sonrasında meyotik rekombinasiya əməliyyatı dediyimiz bir əməliyyat başlayır. DNT-nin cüt spiralvari quruluşu helikaz kimi fermentlər vasitəsilə açılır. Eqzonükleaz fermentlərindən bir neçəsi sayəsində DNT-nin 5 'ucları həzm etdirilir və 3' ucları çıxarılmağa başlanır. Dmc1 və Rad51 zülalları tək lentli DNT hissələrini örtür və nükleoproteinlər formalaşır. Rekombinaz fermentləri sayəsində DNT lentlərindən birinin qırıq ucları, qarşı xromatidi işğal edir. Tək lentli DNT-nin 3 'ucunda olan DNT-Prime tamamlayıcı lentin genetik quruluşunun digər tərəfdəki lentə keçməsinə səbəb olurlar. Bu sırada meydana gələn xromatid ucları görüşdüyü bölgələrə chiasma, dəyişmə hadisəsinə isə crossing-over deyilir. Krossinq-over'i və parçaları izah edən gözəl bir digər vizual əlavə edək:





Daha yuxarıda da ifadə bildirdiyimizkimi, eukariotların hamısında hər bir hüceyrə bir genin iki fərqli kopiyasını daşıyır. Bu nüsxələrin hər birinə allel deyilir. Hər bir bala, hər hansı bir xüsusiyyətlə əlaqədar olaraq, ana və atasından bir allel alır. Bu səbəbdən meyoz bölünmə zamanı bir fərdin çıxardığı qametlər (artım hüceyrələri), bir sıra allelə malikdir. Bu fərdin, cütləşəcəyi fərdin artım hüceyrələri də, digər bir allel sırasına sabibdir. Bunlar, döllənmədən sonra bir araya gələrək hər bir fərddəki genetik vəsaiti meydana gətirirlər. Bu sayədə hər bir fərddə, ana və atasından gələn bir gen dəsti (allel seti) olur. Aşağıda, bu anlayışlar gözəl bir şəkildə göstərilmişdir:




Əgər krossinq-over olmasaydı, hər bir qamet tək tip allel seti daşayır olacaqdı. Krossinq-over sayəsində bu allel arasında dəyişmə meydana gəlir, beləcə saysız fərqli kombinasiya əldə edilir. Bu da, demək olar ki, hər bir spermanın və yumurtanın bir-birindən fərqli olmasını təmin edir (təbii ki mutasiyalar və daha sonra bəhs edəcəyimiz digər ikinci mexanizmlər ilə birlikdə). Qısaca krossinq-over, allellərin təsadüfi qarışığına səbəb olan təbiət hadisəsidir.

Krossinq-over əsnasında, genlərin mövqeləri dəyişmir. Bir xromosom üzərindəki bütün genlər, olması lazım olan yerlərində qalırlar. Yalnız, qarşı homoloji xromosomu meydana gətirən xromatidlərdən birindən (hər bir xromosomda iki ədəd qardaş xromatid olur) allel alınır ya da ona allel verilir. Bu sayədə, baladan ana-atanın genlərinə aid hər hansı bir kombinasiya nəzəri olaraq tapılır. Sıralamada deyil, daşınılan xüsusiyyətlərdə dəyişiklik meydana gəlir. Bu, Mendelin 3-cü qanunu:Sərbəst Paylaşma Qanunudur
.

Burada əhəmiyyətli bir məsələ də, krossinq-over'in hər gendə eyni ehtimalla yaranmadığıdır. Bunun səbəbi genetik məsafə dediyimiz və yuxarıda bəhs etdiyimiz təkamülçü bioloq Morganın şərəfinə, vahid olaraq Morgan (Mo) ilə ölçülən məsafədir. Bu məsafə bir xromosom üzərindəki genlərin bir-birindən uzaqlığını təyin edir. Çox sadə olaraq, krossinq-over'də hər genin yer dəyişdirmə şansının eyni olmama səbəbi, bir-birinə yaxın genlərin, bərabərcə ötürülmə şanslarının daha yüksək olmasındandır. Məsələn ABCDEFGHIJKLMNOPR şəklində genlər olduğunu fərz etsək və chiasma bölgəsinin mövqesindən ötəri B qarşı tərəfə köçürüləcəksə, A ilə C-dən də onunla birlikdə köçürülmə ehtimalı, P'nin köçürülmə ehtimalından çox daha yüksəkdir. Bunun səbəbi, əlbəttə, DNT-nin bir tam olması və fiziki, kimyəvi qüvvələrlə genlərin bir-birinə bağlı olmasıdır. Köçürmə zamanı köçürülən parça, qonşularını da özü ilə aparmağa çalışacaq.

Təbii ki, DNT "mükəmməl" bir molekul olmadığı üçün, tez-tez bu mexanizmdə səhvlər meydana gəlir və bunun nəticəsində krossinq-over'lər bir mutasiyaya çevrilə bilirlər. Yer dəyişdirmək üzrə qopan hissələr bəzi hallarda qarşı tərəfə çata bilmir. Və ya qarşıya keçən parçalara, mühitdə olan bəzi nükleotidlər yapışaraq artıq və səhv parçaların meydana gəlməsinə səbəb ola bilər. Bütün bunlar, çox vaxt problemli fərdlərin meydana gəlməsinə səbəb olsa da, bəzi hallarda uc dərəcədə amma sağlam fərdlərin var olmasına səbəb olur. Tamamilə sağlam ilə tamamilə xəstə arasındakı sonsuz ehtimal canlıların müxtəlifliyinə səbəb olur.

Bütün bunlardan aydın ola biləcəyi kimi, krossinq-over sayəsində canlılar arasında çox müxtəlif tiplər var olurlar. Bu tiplər həyata gəldikdən sonra, daha əvvəl açıqladığımız seçmə mexanizmlərinə tabe tutulurlar. Və bunlar arasında, həyata gəldikləri mühit şərtlərinə ən uyğun olanlar həyatda qalıb varlıqlarını davam etdirə, nəsl artıra biləcək və özlərini güclü edən kombinasiyaları balalarına ötürəcəkdir. Mühit şərtlərinə uyğun olmayan genetik kombinasiyalara sahib olanlar, daha doğrusu sahib olduğu genetik kombinasiyaya görə əldə etdiyi fiziki xüsusiyyətlər həyata gəldiyi təbiət şərtlərinə uyğun olmayanlar isə məğlub olduqları üçün bu "pis" kombinasiyaları balalarına ötürmürlər. Ən azı, yalnız Təbii Seçmə yolu ilə olan Təkamül təkcə bu şəkildə işləyir.

Göründüyü kimi, əslində başa düşülməsi çətin heç bir şey yoxdur. Fərd istəsə, bu təbiət qanunlarını asanlıqla anlaya bilər və hadisələrin meydana gəlmə zəncirini kiçik parçalara bölərək necə təkamülləşdiyini görə bilər. Bu sayədə, təbiətdəki hər bir fenomen açıqlana və Təkamül sayəsində canlılarda meydana gələn hər cür müxtəliflik asanlıqla izah oluna bilər.
Yazını dostlarla bölüş

0 şərh var:

Post a Comment

 
Copyright © 2014 Həyatın Təkamülü • All Rights Reserved.
Distributed By MyBloggerThemes | Design By Templateure
back to top