Gen ne demektir? Genin özellikleri nelerdir? Gen ne işe yarar, yapısı nasıldır, gen bilgileri neyi anlatır, hakkında bilgi.
Gen;özgün bir proteinin sentezinden sorumlu olan ve bu sentezi denetleyen deoksiribonükleik asit (DNA) parçasıdır.
Canlıların kalıtımı, kromozonların taşıdıkları genetik yükler tarafından saptanır. Kromozomlar DNA ve proteinden oluşmuştur. Esas işlev yapan kesim DNA parçasıdır. DNA molekülü peşpeşe birbiriyle birleşmiş nükleotidin (baz+5 karbonlu şeker+fosfat) birleşmesinden oluşmuş, çift sarmal bir moleküldür. Bu binlerce nükleotidin belirli sayılardaki parçalarının her biri bir proteinin sentezini denetler ve dolayısıyla bunlardan her biri bir gendir. Bu nedenle bir kromozomun üstünde yüzlerce gen bulunabilir. Genetikçiler zaman zaman genin tanımı için değişik tanımlamalar yapmışlardır. Bunlara göre; gen, kromozomun mutasyona (ani ve kalıtsal değişmeler) uğrayabilen en kısa parçası ya da krossingover sonucunda her iki taraftaki komşularından ayrılabilen en kısa kromozom parçasıdır. Bu iki tanımda genin işlevi dikkate alınamamıştır. Oysa klasik anlamda gen, kromozomnda belli bir lokusu işgal eden ve özel bir fenotipik karakterden sorumlu olan bir işlev ünitesidir. Her gen bir ürünle kendini belli eder. Bu ürün ya bir enzim ya da özgün bir proteindir. Gen görevini normal yapıyorsa, bu genin yönetiminde olan enzim oluşabilir. Eğer gen, örneğin bir radyoaktif ışının etkisiyle zedelenir ve değişirse enzim de değişir. Kimi zaman bu değişim yararlı olup, canlıya çevresindeki canlılara oranla üstünlük kazandırır. Kimi durumlarda da zararlıdır. Organizma yaşamını sürdüremez. Genlerle enzimler arasında bir bağlantı olduğu öteden bu yana bilinir. Bu bağlantı “bir gen-bir enzim” kuramıyla açıklanmaktaysa da bu kuram tüm enzimler için geçerli değildir. Örneğin triptofan sentetaz enzimi yapısal olarak birbirinden değişik iki protein zincirinden oluşur (A ve B) ve her zincir birbirine bitişik iki DNA segmentinin biri tarafından belirlenir. Böylece daha önceleri öne sürülen “bir gen-bir enzim kuramı”, “bir gen-bir polipeptid zinciri” biçimine dönüşmüştür. Bu düşünceden hareketle bir tek polipeptid zincirini belirleyen DNA kesimine sistron adı verilir ve genin işleviyle eş anlamda kullanılır.
Günümüzde genlerin yapıları ve etki mekanizmalarına ilişkin bilgilerin büyük çoğunluğu mikroorganizmalarla yapılan deneyler sonucu elde edilmiştir. Özellikle bunlardan Escherichiacoli adlı bakterinin enzim sistemlerine ilişkin bilgiler, gen düzenleme mekanizmasının anlaşılmasında oldukça yararlı olmuştur. Buralardan elde edilen bilgilere göre, genler kabaca iki grupta toplanabilir: Yapısal genler, işlevsel genler. Hücre, herhangi bir maddenin ya da proteinin sentezine gereksinme duyduğunda yapısal genler (strüktürel) bu proteine ilişkin genetik şifreyi taşıyan haberci DNA moleküllerini oluşturur ve bunlar ribozomlara giderek açıklanan biçimde o protein molekülünün sentezlenmesini sağlar. Hücrelerde bazı genlerin çalışmalarını önleyen ve baskılayıcı (repressor) adı verilen proteinler bulunur.
Bu maddeleri oluşturan genlere düzenleyici (regülatör) gen adı verilir. Bir ya da birden fazla yapısal gene bitişik olarak bulunan çalıştırıcı (operatör) genler herhangi bir protein sentezletmez. Ancak birbirlerine bitişik olarak duran yapısal genlerin sentez etkinliğini, henüz yeterince anlaşılmamış olan bir mekanizmayla, bir çalıştırıcı gene bitişik olan bir de ilerletici bölge vardır; buraya RNA polimeraz enzimi yapışır. Bu çalıştırıcı genle onun denetimi altında bulunan yapısal genlerin oluşturduğu birime operon adı verilir. Bakterinin içinde bulunduğu ortama (represöre) özgün madde eklenirse bu madde baskılayıcı genin kendine özgü etken ucuyla birleşir ve onun yapısında bir değişmeye yol açar; bunun sonucu olarak öteki uç çalıştırıcıya bağlanamaz. Bu durumda daha önce baskılayıcı yardımıyla düzenleyici genin baskısı altında bulunan çalıştırıcı gen bu baskıdan kurtulur. O da denetimi altında bulunan yapısal genleri etkenleştirir. Bu da kendi haberci RNA’sını yaparak gerekli protein sentezini başlatır.
Günümüzde gen bilgilerinde birçok eksiklik olmakla birlikte gen mühendisliği alanında elde edilen büyük boyutlu gelişmelerle bir canlının geni değiştirilebilmektedir. Gen mühendisliğindeki son gelişmelerle, AİDS ve kanser gibi ölümcül hastalıkların gelecekte ortadan kaldırılacağı sanılmaktadır.
