Gen enzim ilişkisi, bağıntısı nedir? Yeni kalıtsal kalıplar, genlerin aktarılması hakkında bilgi, konu anlatımı
GEN – ENZİM İLİŞKİSİ
George Beadle ile Edward Tatum, ekmek küfü mantarı sporlarıyla (neurospora) yaptıkları deneylerle “Gen—Enzim” bağlantısını ortaya çıkardılar. Bu sporları X ışınlarına tutarak mutasyona uğrattılar. Sporlar, her zaman yetiştikleri kültür ortamında gelişemediler. Ortama aminoasitler ve vitaminler konunca, sporların gelişebildiklerini gördüler. “Bu sporlar hangi maddenin eklenmesi ile büyüyebiliyorlar?” sorusunu yanıtlayabilmek için de sporların bir kısmını aminoasitli, öteki kısmını vitaminli ortamda bıraktılar. Bir müddet sonra, aminoasitli ortamda büyüme olduğu saptandı. Bu sonuç “Hangi aminoasit büyümeyi sağlamıştır?” sorusunu ortaya çıkardı. Bunu anlamak için de ayrı tüplere konmuş 20 aminoasit üzerine mutasyona uğratılmış sporlar ilave edildi. Ekmek küfü mantarı sporlarının gelişmesi, arjinin aminoasitinin bulunduğu tüpte oldu.
Öyleyse ekmek küfü mantarlarının sporları, mutasyon yüzünden arjinin aminoasitini sentezleme yeteneğini yitirmişti.
Sonradan arjinine çok benzeyen ornitin, sitrülin aminoasitlerini yapamayan neurospora mutantları bulundu. Değişik mutantlara bakarak normal neurosporanın, bir ilk maddeden başlayarak sırasıyla ornitin, sitrülin ve arjinin aminoasitlerini yaptığını söyleyebiliriz.
Aminoasitlerin birbirine dönüştürülmesi değişik enzimlerin katalizlediği kimyasal tepkimelerdir.
Mutasyona uğrayan hücrelerde tepkime dizisi tamamlanamadığına göre, bazı enzimler yapılamamaktadır.
Bu durum şöyle açıklanıyor: DNA moleküllerinin belirli bölümleri, belirli enzimlerin sentezinden sorumludur. Bir enzimin sentezinden sorumlu DNA parçasına GEN denir. Neurosporanın taşıdığı Gen—1, ilk maddenin ornitine; Gen—2, ornitinin sitrüline; Gen—3 de sitrülinin arjinine çevrilmesini oluşturdukları enzimlerle sağlarlar.
Eğer Gen—1, X ışınları ile mutasyon geçirirse ornitini sentezleyemez. Bu durumda, ortama ornitin eklenirse normal büyüme olabilir. Aynı eksiklik sitrülin ve arjinin eklenerek de giderilebilir. Eğer Gen—2 mutasyona uğramışsa, sitrülin veya arjinin katılarak büyümesi sağlanabilir. Fakat ornitin verilerek yaşaması ve büyümesi sağlanamaz. Çünkü spor, ornitini kendisi zaten yapabilmektedir.
Her genin, belirli bir enzimin sentezinden sorumlu olduğunu ifade eden hipoteze “Bir gen—Bir enzim” hipotezi denir. Gen, mutasyon yüzünden değişirse enzim sentezi ve enzimin hücredeki etkinliği değişmektedir. Bu durumdaki organizma yaşamayı sürdüremez. Ancak çok ender hallerde, değişen gen, organizmaya özel bir çevrede yaşama şansı verebilir.
YENİ KALITSAL KALIPLAR
İlkel heterotrofta, bir DNA molekülünden sonra oluşan diğer bir DNA molekülünün, hücrenin öteki faaliyetlerini yönetmeye başladığı kabul edilir. Zamanla DNA’lar arasında işbirliği oluştu. İlkel heterotrofun başarılı olmasında, işbirliği yapan DNA’lar etken olmuştur.
Bugün farklı DNA’lar, proteinlerle birlikte zincirler şeklinde dizilirler. Bu zincirler önce bitki ve hayvanların hücrelerinde bulundu. Başlangıçta boyandıkları zaman görülebilen bu DNA ve protein zincirlerine, boyalı cisimcikler anlamında “kromozom ” dendi.
Bütün hücrelerde kromozomlar, hücre bölünmesinden önce kendi eşlerini yaparlar. Sonra mitoz bölünme ile yeni oluşan hücrelere eşit olarak geçerler. Mitoz bölünme, yeni hücrenin yaşamı için temel olan her DNA çeşidinin ana hücredeki ile aynı şekilde bulunmasını sağlamış olur.
GENLERİN AKTARILMASI
Hücre bölünmesi ile genler oğul hücrelere aktarılır. Bölünme dışındaki bir yolla da genlerin bir hücreden ötekine aktarılabildiğini Joshua Lederberg ve Edward Tatum gösterdiler.
Araştırıcılar herbiri üç maddeyi yapamayan iki bakteri mutantı elde ettiler.
Mutant hücrelerin mutasyona uğramış genleri şekillerde küçük harflerle gösterilmiştir. Bakterilerin mutasyona uğramış genleri yüzünden eskiden oluşturdukları maddeleri yapamadıklarını düşünürsünüz.
Bilim adamları bu mutantları, yapamadıkları maddeleri ekleyerek yaşattılar.
Bir süre sonra da kültürden aldıkları bakterileri besinsiz ortama bıraktılar. Bakteriler bu ortamda da yaşayıp ürediler. Demek ki bakterilerin artık beslenme eksiklikleri yoktu, yeniden besin sentezleme yeteneklerine kavuşmuşlardı.
Hücre karışımları incelenen bakterilerin arasında, DNA‘lardan oluşmuş bir köprünün varlığı keşfedildi. Bu köprü aracığıyla bir mutanttan ötekine DNA (gen) aktarılıyor ve böylece bakteriler mutasyona uğramış genlerinin yerine mutasyonsuz gen alıp, bu genle yapamadığı enzimi yeniden sentezleyebiliyordu.
