Populasyon genetiği nedir? populasyon genetiği özellikleri, populasyon nasıl değişir, izolasyon ve alttürlerin oluşması, yeni türlerin, yeni tiplerin oluşması.
POPULASYON GENETİĞİ
Belirli bir bölgede yaşayan, genetik çeşitliliğe sahip, aynı türden canlıların oluşturduğu topluluğa populasyon denir.
Bir populasyonda bireyler rastgele evleniyorsa, bu populasyon “dengede”dir, denir Bir tavuk çiftliğindeki tavuklardan sadece belirli özellikleri taşıyanlar seçilip üretiliyorsa bu populasyon dengede değildir. Kentinizdeki insan populasyonu dengede mi?
Bir populasyondaki üreyen bireylerin taşıdığı tüm genler, o populasyonun gen kaynağını (gen havuzu) oluşturur. Bilirsiniz , genler erkek ve dişi üreme hücreleri aracılığıyla aktarılır. Bu nedenle gerçekte, sperm ve yumurtaların oluşturduğu iki kaynak vardır.
Gen kaynağında oluşan mutasyonlarla yeni genler ortaya çıkar. Böylece gen kaynağı değişir.
Gen kaynağındaki herhangi bir genin yüzdesine o genin frekansı denir. Mutasyonla oluşan yeni genler, genlerin frekansını değiştirebilir.
Bir an için populasyonda mutasyonların olmadığını kabul edelim. Bu durumda yeni genler oluşmayacaktır. Bu yüzden populasyonun taşıdığı genler, frekansları (yüzdeleri) değişmeden oğul döllere aktarılacaktır. Örneğin; populasyonda A geninin frekansı % 80 ve a geninin frekansı % 20 ise mutasyon olmadığı sürece bu böyle sürüp gider. Buna Hardy-Weinberg ilkesi denir.
Gerçekte Hardy—Weinberg ilkesine populasyonlar uymazlar. Çünkü mutasyonlarla her zaman yeni genler oluşabilir. Ancak bu ilkeden yararlanılarak bir populasyondaki genlerin frekansları hesaplanabilir.
Populasyonda bir karakteri iki gen belirliyorsa ve Y geni, y genine baskınsa, bu genlerin toplamı Y + y = 1 veya Y + y = %100 olur. Bunlardan birisini hesaplamak istersek Y = 1 — y ve y= 1 — Y şeklinde bulabiliriz. Bu genlerden ikisinin bir arada bulunması, yani genotipi homozigot olan bireylerin (YY ve yy) oluşma yüzdeleri olasılığın ikinci ilkesine göre bulunabilir : YY = Y.Y = Y² veya yy = y.y = y² gibi. Bunun içinde Y ve y genlerinin frekanslarını (yüzdelerini) bilmek gerekir.
Yy genotipine sahip heterozigot bireyler ise, Yy = 2 (Y.y) bağıntısı ile bulunur.
Populasyon genetiği ile ilgili problemlerin nasıl çözüldüğünü bir örnekle inceleyelim: 400 kişilik bir populasyonda 36 kişi 6 parmaklı (6 parmaklılık geni çekinik gen olarak kabul edilmiştir) ise;
a) 6 parmaklı kişilerin yüzdesini,
b) 6 parmaklılık geninin frekansını,
c) 6 parmaklı olmayan homozigot bireylerin yüzdesini,
d) 6 parmaklı olmayan heterozigot bireylerin yüzdesini bulunuz.
Çözüm: a) 400 kişide 36 kişi ise,
100 kişide x kişi olur.
x = 36. 100 / 400 = %9 kişi 6 parmaklıdır.
6 parmaklı kişiler çekinik fenotiplidirler. Çekinik fenotipli canlıların genotipi ho-mozigottur. Bu duruma göre
yy = 0.09 = %9 dur, diyebiliriz.
b) yy = y² = 0.09 olduğuna göre
y = √0,09 = 0,30 6 parmaklılık geninin frekansıdır.
c) Y = 1 – y den Y = 1 – 0,30 = 0,70 (Beş parmaklılık geninin frekansı)
YY = Y² = 0,70 . 0,70 = 0,49 homozigot altı parmaklı olmayanların yüzdesi
d) Yy = 2 (Y.y) = 2 (0,7 . 0,30) = 0,42 Heterozigot beş parmaklıların yüzdesidir.
POPULASYONLAR NASIL DEĞİŞİR?
Populasyonlarda yeni genler oluşmasaydı, bazı genler kaybolmasaydı;değişme, yani evrim olmazdı. Evrim, dünden bugüne sürdüğüne ve yarın da süreceğine göre populasyonların gen kaynağı değişmektedir. Populasyonların gen kaynağındaki genlerin frekanslarının değişmesine neden olan etmenleri şöyle sayabiliriz :
1) Populasyonların değişmesini mutasyon sağlayabilir. Mutasyonlarla yeni genler oluştuğundan, zaman içinde populasyonda yeni özellikte bireyler oluşur. Böylece populasyon giderek değişir.
2) Populasyondaki genlerin frekansını seleksiyon da değiştirir. Seleksiyonla, bazı genlerin frekansı azalırken, bazılarının frekansı artabilir. Çünkü seleksiyon yüzünden bazı genleri taşıyan canlılar yaşayamayacaktır.
3) İzolasyonlar da populasyondaki bir genin frekansını değiştirebilir.
İzolasyon : Bir populasyonun, aynı türden olan öteki populasyonlardan ayrı yaşamasıdır.
4) Populasyonlar arasındaki karşılıklı göçler her iki populasyonun gen kaynağını değiştirebilir. Örneğin, genellikle esmer olan Türk, Yunan, İtalyan ve İspanyol işçiler, genellikle sarışın insanların yaşadığı Almanya’nın sarı renk geni frekansını değiştirmiştir.
Yukarıda belirtilen etkiler altında kalan türler, giderek birbirlerinden farklılaşırlar ve çiftleşip üreyemezler. Böylece alttürler ortaya çıkar.
İZOLASYONLAR YENİ ALTTÜRLERİN OLUŞMASI
İki populasyon herhangi bir nedenle ayrıldığı zaman, bunların gen havuzları giderek değişir. Uzun zaman kesitlerinde, bu değişme o kadar ileri gider ki iki populasyonun üyeleri birbirleri ile çiftleşemez.
Bazen de, çok yakın akraba olan populasyonların üreme devreleri aynı zamana rastlamaz. Bu yüzden, çiftleşip gen alışverişinde bulunamazlar. Bunların gen havuzlan giderek ayrılır. Böylece, aynı türün alttürleri oluşur. Amerika’da yaşayan kuş türlerinin pek çoğunun alttürleri vardır. Alttürlerin oluşması, büyük populasyonlann giderek küçük parçalara bölünmesine sebep olur.
YENİ TÜRLERİN OLUŞMASI
Bir tür, iki ya da daha fazla populasyona ayrıldıktan sonra neler olabilir?
1— Ayrılmış populasyonlardan bireylerin bir araya gelip çiftleşmeleri çok ender olur.
2— Üremede, izolasyon başlaması ile iki populasyonun gen havuzu önemli ölçüde farklılaşır. Bunun sonucunda, iki populasyonun bireyleri çiftleşseler bile, taşıdıkları genler bir araya gelerek verimli oğul döl oluşturacak biçimde birleşemezler.
3— Yukarıda belirtilen nedenler yüzünden, iki tür yan yana yaşasa bile gen havuzları farklı kalacak ve belki de mutasyonlarla daha çok farklılaşacaklardır. Böylece yeni türler oluşacaktır.
Uzun zaman süresinde türler (spesyes) ; cinslere (genus), takımlara (ordo) ve öteki büyük gruplara farklılaşacaktır. Bugün ; türler, cinsler ve takımlara ayrılan grupların ortak veya akraba populasyondan oluştuklarını söyleyebiliriz. Örneğin, bugün ayrı türler olan kedi ve köpeklerin fosillerinden, 40 milyon yıl önce pek çok farklı olmadıkları anlaşılmaktadır.
YENİ TİPLERİN OLUŞMASI
İnsanlar, damızlık canlılar yetiştirerek yapay seleksiyonla istenmeyen genlerin oğul döllere iletilmesini önlemişlerdir. Böylece, bu canlıların gen havuzları değişmiştir.
Genetik ilkelere en iyi uyan çalışmayı, melez mısır yetiştiren George Shull, 1914’de yapmıştır. Araştırıcı, iki mısırı çaprazlayarak, hastalıklara dayanıklı ve ir; taneli mısırlar elde etmiştir. Bu gelişmeyi sağlayan etkiye “melez gücü” denir.
Bu tür çaprazlamalarla, hayvanlarda da hastalığa dayanıklı ve verimli tipler elde edilmiştir.
