BİYOTEKNOLOJİ VE GENETİK�MÜHENDİSLİĞİ

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

• İnsan genomunun haritalanması ve dizi analizi , rekombinant DNA yapımı metotlarının

geliştirilmesi ile başlayan DNA teknolojisindeki ilerlemelerle mümkün olmuştur.

​

• Rekombinant DNA yapım yöntemleri , aynı zamanda , pratik amaçlar için genlerin

doğrudan değiştirlmesi ile uğraşan genetik mühendisliği için de temeldir.

​

• Bilim adamları , DNA teknolojisi kullanarak rekombinant DNA yapabilir ve daha

sonra bu DNA’yı replike eden ve DNA daki genleri , istenen bir proteini üretmek

üzere başka hücrelere aktarabilir.

​

• Geniş bir terimle biyoteknoloji , canlıların ya da onların öğelerinin yararlı ürünler

yapmada kullanılmalarıdır.

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

DNA KLONLANMASI

• Bilim adamları özgül genleri doğrudan çalışabilmek için , iyi tanımlanmış gen

boyutundaki DNA parçalarının çok sayıda benzer kopyasının elde edildiği yöntemlerin

geliştirilmesine gereksinim duymuştur.Buna gen klonlanması adı verilir.

​

• Bir insan geni , bir kromozomal DNA molekülünün sadece 1/100.000’ini oluşturacak

derece de küçüktür.

​

• DNA parçalarının klonlanması için günümüzde bakteri plazmitleri kullanılmaktadır.

Plazmitler bakterilerde bulunan ana kromozomdan başka ek genleri içeren

küçük DNA parçalarıdır.

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

• Bilim adamı, bakteriden plaz

mid DNA yı ve istenen geni

içeren DNA yı diğer hücreden

izole eder.

​

• Geni bulunduran DNA parçası

plazmide takılır ve rekombi

nant DNA yapılır.

​

• Rekombinant plazmid tekrar

bakteri hücresine aktarılır.

​

• Bu hücre kültürde çoğaltıla

rak klonlanmış olur.

​

• Gen klonlanmasında kritik

aşama istenen geni taşıyan

bakteri klonlarının tespitidir.

• Klonlanmış bakteriler değişik amaçlarla kullanılabilirler.Örneğin büyümeden sorumlu

hormonun büyük oranlarda üretimi , bu hormondan sorumlu geni taşıyan bakteriler

tarafından yapılmaktadır.

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

Restriksiyon enzimleri , rekombinant DNA yapımında kullanılır

• Restriksiyon enzimi altı baz çiftlik özel bir diziyi

tanır ve bu dizi içerisindeki şeker-fosfat iskeletin

de kesimler yapar.

​

• Komplementer “ yapışkan uçlar” her iki zinciri

hidrojen bağları ile bir arada tutacak ve bu

zincirler orjinal şekillerinde veya yeni , rekom

binant düzenlemelerde geçici olarak tekrar bir

araya gelecektir.

​

• DNA ligaz ise , kovalent bağ oluşumunu katalize

ederek zincirleri uçlardan birbirine bağlar.Eğer

birleşen parçalar farklı kaynaklardan geliyorsa

sonuçta rekombinant DNA meydana gelir.

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

Genler , rekombinant DNA vektörleri içerisinde klonlanabilir

• Bakteriyel plazmitler klonlama vektörü olarak kullanılır.Bakteriler DNA’nın kolaylıkla

izole edilebilmesi ve benzeri hücrelere tekrar aktarılabilmesi ile ilgili kolaylığı nedeniyle

yaygın şekilde gen klonlanması amacıyla kullanılırlar.

​

• Bakteri kültürleri aynı zamanda hızlı bir şekilde çoğalarak taşıdıkları genleri replike

ederler.

​

1)Vektör ve gen kaynağı DNA’nın izolasyonu

Gen kaynağı olarak insan doku hücrelerinden elde edilir.Plazmit ise E.coli bakterisin

den elde edilir ve daha sonra doğrulamada kullanılacak iki gen bulundurur: amp ,

konukçusu olan E.coli hücresine ampisilin antibiyotiğine karşı direnç kazandırır ve

lac Z , laktoz şekerinin hidrolizini katalizleyen B-galaktozidaz enzimini kodlar.Plazmit

kullanılan restriksiyon enzimi içi tek bir tanıma dizisi bulundurur ve bu dizi lacZ

geni içerisinde yer alır.

​

2)DNA’nın vektöre takılması

​

Enzim, plazmid DNA’yı tek bir restriksiyon bölgesinden lacZ genini bozarak keser.

İnsan DNA’sını beinlerce DNA parçası oluşturacak şekilde keser , bu parçalardan biri

istediğimiz geni taşır.

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

Ampisilin varlığında

gelişebilen ve beyaz

koloni oluşturan rekombinant

plazmit içeren klon hücrelerin

belirlenmesi

Klon

(Bakteri kolonisi)

1)

2)

3)

4)

5)

Daha sonra DNA parçaları karıştırılır.Bazı

plazmitler istenen genle birleşir.DNA’ları

kovalent olarak bağlamak için DNA ligaz

eklenir.

​

3)Klonlama vektörünün hücrelere aktarılması

​

Bu aşamada bakteri hücreleri rekombinant

plazmitleri transformasyonla içeri alır.Bak

teriler LacZ- olup , lacZ genindeki bir mutas

yon nedeniyle laktozu parçalama yeteneğine

sahip değildir.

​

4)Hücrelerin klonlanması

​

Transforme edilen bakterileri , ampisilin ve X

gal olarak adlandırılan bir şeker içeren katı

besiyeri yüzeyine ekeriz.Çoğalan her bir

bakteri , besiyerinde koloni olarak görülen

bir hücre klonu oluşturur.Bu esnada plazmit

ler tarafından taşınan insan genide klonlanmış

olur.

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

Besiyerinde ampisilin bulunuşu sadece plazmit bulunduran hücrelerin gelişme

sine izin verir.Besiyerinde bulunan X-gal da yabancı DNA taşıyan plazmitleri

bulunduran bakteri plazmitlerinin tanınmasında kolaylık sağlar.B-galaktozidaz

ile hidroliz edilen X-gal nedeniyle mavi bir renk oluşacaktır.Oysa gen’le birleşen

plazmitlerde B-galaktozidaz geni bozulacağıdan X-gal parçalanamaz ve bu

hücreler beyaz renkte görünür.

​

5)İstenen geni taşıyan hücre klonlarının ayrımı

​

Hedeflenen insan geninden başka birçok gende klonlanmış olabilir.En zor

yöntem istenen geni taşıyan koloninin diğerlerinden ayrılmasıdır.Genin kendisini

veya gen ürünü olan proteini arayabiliriz.

​

• Gen DNA’sının doğrudan aranmasına dönük tüm metodlar nükleik asit hibridizasyonu

adı verilen gen ve diğer bir nükleik asit molekülündeki komplementer dizi arasındaki

baz eşleşmesine dayanır.

​

• Komplementer molekül ,DNA ya da RNA olabilen kısa , tek zincirli bir nükleik asit

olup nükleik asit probu olarak adlandırılır.Eğer istenen genin en azıdan bir kısmı

biliniyorsa bir prob sentezlenebilir.

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

• İstenen genin komplementer tek zincirine

hidrojen bağıyla özel olarak bağlanan probu

radyoaktif bir izotopla işaretleyerek izleriz.

1)

2)

3)

4)

5)

1)Agar filtre üzerine aktarılır

​

2)DNA tek zincirli hale getirilmek için dena

türe edilir.

​

3)Prob molekülün bulunduğu bir solusyon

filtre kağıdı ile birlikte inkübe edilir.Prob

DNA , filtre üzerindeki komplementeri olan

her DNA ile melezleşme yapar.

​

4)Bu filtre , fotoğraf filmi üzerine yerleştirilir

ve radyoaktif bölgelerin ışınlanması için

beklenir.

​

5)Banyo edilen film , yani otoradyograf iste

nen geni taşıyan kolonilerin belirlenmesi

için master kültür petri kutusu ile

karşılaştırılır.

Master petri kutusu

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

• Ökaryotik DNA’nın bakterilerde klonlanması ve ifadesi ile ilgili bir problem , pek çok

ökaryotik gende kodlama yapmayan uzun bölgelerin(intron) bulunuşudur.İntronlar

ökaryotik bir genin oldukça uzun ve kullanışsız olmasına neden olur ve RNA-splays

makinesine sahip olmayan bakteriler tarafından bu genin doğru okunmasına engel

olurlar.

​

• Bu olayı engellemek için cDNA yapımı yolu kullanılmaktadır.

​

• Başlangıç materyali olarak mRNA kullanılır , mRNA da intronlar doğal olarak çıkartılmış

tır ve asıl gen parçasını ifade olunmaktadır.Bu mRNA yı hücreden izole edebilir ve

DNA yapmak için kullanabiliriz.

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

• mRNA dan reverse transkriptaz enzimi

kullanılarak tek zincir DNA yapılır.

​

• İkinci zincir sentezlendikten sonra

elde edilen DNA lar intronları taşımayan

sadece gerekli şifreleri içeren DNA

molekülleridir.

​

• DNA lar vektör DNA ya bağlanarak

bakteri sitoplazması içinde genlerini

ifade edebilirler.

​

• Bu DNA’lar cDNA olarak adlandırılır.

​

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

• Moleküler biyologlar , istenen ökartotik genin klonlanması amacıyla konukçu olarak

bakterilerin yerine ökaryotik hücreleri kullanarak ökaryotik-prokaryotik uyumsuzlukdan

uzak durmaya çalışırlar.Tek hücreli maya kültürleri plazmitlere sahiptirler.Bilim

adamları maya ve bakteri DNA’larının bir araya getirildiği rekombinant plazmitler

geliştirmişlerdir.

​

• Ökaryotik bir kromozomun temel bileşenlerini , yabancı DNA ile birleştirerek elde

edilen ve maya yapay kromozomları(YACs) olarak adlandırılan vektörler yapılmıştır.

Bu kromozomlar normal olarak mitozdaki gibi davranır ve maya hücresi bölündükçe

yabancı DNA klonlanmış olur.

Genomik Kütüphaneler

​

• Her biri başlangıçtaki genomun belirli bir segmentinin kopyalarını taşıyan binlerce

rekombinant plazmidin tümü genomik kütüphane olarak adlandırılır.Plazmitlerin

dışında , bazı bakteriyofajlarda genomik kütüphanelerin yapımında klonlama vektörü

olarak kullanılırlar.

​

• Plazmitte olduğu gibi , yabancı DNA segmentleri , bir restriksiyon enzimi ve ligaz

kullanılarak faj genomu içerisine yerleştirilebilir.Rekombinant faj DNA’sı daha sonra

in vitro koşullarda kapsit içerisinde paketlenir ve normal enfeksiyon olayıyla

bir bakteri hücresi içine sokulur.

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

• Hücre içerisine girdiğinde faj DNA’sı

replike olur her biri yabancı DNA

taşıyan yeni faj partikülleri oluşturur.

Faj kullanılarak yapılan genomik

kütüphane , faj klonu koleksiyonu

olarak saklanır.

​

• Klonlama vektörü ne olursa olsun

restriksiyon enzimleri genomik

DNA da kesilen gen sınırlarına uygun

luk göstermez , bu yüzden bazı genler

genomik kütüphanede iki veya daha

fazla klona ayrılmış olabilir.

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

Polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) DNA’yı tamamen hücre dışı koşullarda klonlar

• Belirli bir genin ya da diğer DNA dizisinin büyük miktarlarda hazırlanması için en iyi

metot , hücrelerdeki DNA’nın klonlanmasıdır.PCR yani polimeraz zincir reaksiyonu

herhangi bir DNA parçasınının hücreyi kullanmadan kısa bir süre içerisinde çoğal

tılabileceği bir tekniktir.

​

• Bu teknikte DNA özel bir DNA polimerazın , nükleotitlerin ve DNA sentezinde primer

olarak kullanılan sentetik tek zincirli kısa DNA parçalarının bulunduğu bir test tüpü

içerisinde inkübe edilir.

​

• PCR plazmid veya faj vektörünün kullanıldığı gen klonlamaya göre çok daha

hızlıdır ve tamemen hücre dışı ortamda gerçekleştirilir.

​

• PCR aleti , üç aşamalı döngüyü hedef dizi çok sayıda duplike oluncaya kadar

ard arda tekrar eder.

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

• Başlangıç maddesi hedef nükleotit dizi

sini içeren bir çift zincir DNA solusyo

nudur.Bu solusyona , sıcaklığa dirençli

bir DNA polimeraz , dört tip nükleotit

ve primerler eklenir.

​

• PCR’de DNA sentezini başlatmada kulla

nılan primerler, hedef DNA sonlarına

komplementer olan kısa , tek zincirli

sentetik DNA molekülleridir.Bu şekilde

primerler çoğaltılacak olan belirli bir

DNA segmentini belirler.

​

• PCR uygulanmasının her bir döngüsü

yaklaşık 5 dakika sürer.Döngü sonunda

hedef DNA dizisi çift zincire dönüşür.

​

• Solusyon tekrar ısıtılır, zincir ayrılmasıy

la bir sonraki döngü başlar , primer

bağlanır ve DNA sentezi yapılır.

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

DNA ANALİZİ VE GENOMİKS

• İstenen insan genini taşıyan bir DNA segmenti klonlandıktan sonra , kişiler arası

farklılıkları saptamak , kalıtsal bozukluk olup olmadığını anlamak , genin ne zaman

ifade olunacağını saptamak için nükleotit dizisinin belirlenmesi gerekir.

​

• Genomiks , mevcut tüm genom bilgisine sahip olmak olarak tanımlanabilir.DNA

molekülünün elektrik yükü ve diğer fiziksel özelliklerine göre ayrılması jel elektroforezi

olarak bilinir.Bu yöntem , karışık haldeki DNA moleküllerini , her biri aynı büyüklük

teki DNA molekülleri biçimde ayırma prensibine dayanır.

​

• Restriksiyon fragment analizi , restriksiyon bölgelerini etkileyen DNA farklılıklarını

saptar.Elektroforez ile ayrılan DNA molekülü , başlangıç molekülüne ve kullanılan

restriksiyon enzimine özgü bir band modeli oluşturacaktır.

​

• Ökaryotik kromozomlarındaki gibi büyük DNA molekülleri , belirgin ayrı bantlar

olarak görülen çok sayıda fragment meydana getirir.

ANİMASYON

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

• Jel elektroforez , makromolekülleri , elektrik alanı altında , jeldeki hareket hızlarına göre

ayırır.DNA için hareket hızı –akım altında molekülün ne kadar uzağa gittiği- molekülün

büyüklüğü ile ters orantılıdır.

​

• Negatif yüklü olan DNA molekülleri pozitif elektroda yani anoda doğru hareket eder.

Elektrik kapatıldığında , her bir örnek içerisinde bulunan DNA molekülleri , büyüklük

lerine göre hat boyunca bantlar halinde ayrılırlar.En uzağa giden en kısa moleküller

jelin alt kısmındanki bantlarda bulunurlar.

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

• DNA jelden zarar vermeden geri kazanaıldığı için bu yöntem aynı zamanda her bir

fragmentin saf örneklerini hazırlamak için kullanılır.Örneğin bir genin iki farklı allelleri

karşılaştırılabilir.Önce her bir DNA örneği aynı restriksiyon enzimiyle kesilerek işe

başlanır.

​

• Bunlar az da olsa DNA dizisindeçok az da olsa farklılıklar gösterir.Bundan dolayı jel

elektroforezde farklı band modeli oluştururlar.

​

Bir sonraki şekil

​

• A)Allel 2 deki tek baz çiftlik bir farklılık , belirli bir restriksiyon enzimine karşı tanıma

dizisinin bir adet azalmasına neden olur.Bu enzim allel 1’e ait DNA’yı üç parçaya(w,x

ve y) ayırırken , Allel 2’ye ait DNA’yı sadece iki parçaya(z ve y) ayırır.

​

• B)Elektroforez , her bir allelden ortaya çıkan restriksiyon fragmentlerini ayırır.İki allel

arasındaki kesin farklılık , jeldeki bant modelleriyle gösterilmiştir.Alle 1 ,w, x ve y ol

mak üzere üç banta , allel 2 ise z ve y fargmentlerine karşılık olan iki banda sahiptir.

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

a)

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

b) c)

c)DNA ya bağlanan bir boyanın ilave edilmesinden

sonra , bantlar ültraviyole ışık altında pembe

renk verir.Pembe bantlar , farklı büyüklüklerdeki

DNA’nın restriksiyon fragmentlerine karşılıkdır.

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

Southern blotting ile restriksiyon fragmenti analizi

• Elektroforez sonucu bireysel olarak birbirinden ayırt edilemeyecek kadar çok sayıda

band oluşmasına rağmen , bizim hedeflediğimiz genden gelen bantları ayırt edici

şekilde işaretleyen özgül bir probla yapılan nükleik asit hibridizasyonunu kullanabiliriz.

​

• İşlemin tümünü özetleyen şekilde üç farklı bireyden alınan DNA örneklerinin karşılaştı

rılmasında nasıl kullanılabildiğini göstermektedir.

​

• a)Test edilecek DNA örnekleri uygun olan kaynaklardan elde edilir , DNA’dan restriksi

yon fragmentleri oluşturulur.

​

b)Herbir örneğe ait restriksiyon fragment karışımı elektroforezle ayrılır.Her bir örnek

karakteristik bir bant modeli meydana getirir.

​

c)Alkali bir solüsyon , jelin üst tarafına doğru kapiler etkiyle çekilir ve DNA denatüre

halde jelin üstünde bulunan nitroselüloz kağıt tabaka üzerine aktarılır.Tek zincirli

DNA lar tamamen jeldeki konumlarında kağıt üzerine tutunurlar.

​

d)Kağıt blot , radyoaktif olarak işaretlenmiş prob içeren bir solusyona maruz bırakılır.

Prob , istenen DNA dizisine komplementer dizinin restriksiyon fragmentlerine baz

eşleşmeleriyle bağlanır.

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

c) Transfer

e) Bir tabaka fotoğraf filmi kağıt üzerine yerleştirilir.Bağlanan probdaki radyoaktivite

özgül DNA bandlarının karşısında görüntü oluşturmak üzere filmi ışınlar-probla baz

eşleşmesini yapan DNA’yı içeren bantlar.Örneğin 1 ve 2’nin band modelleri

birbirinin aynısıdır , fakat 3 farklıdır.

Film

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

Tüme genom , DNA seviyesinde haritalanabilir

• Tüme genom haritasının çıkarılması için bir fiziksel harita , her bir kromozomun DNA’sı

belirli sayıda ve teşhis edilebilen restriksiyon fragmentlerine kesilip ve daha sonra

bu parçaların , kromozom DNA’sında orjinal sırasının saptanmasıyla yapılır.

​

• Burada esas, üst üste gelen fragmentlerin yapılması ve daha sonra da üst üste gelen

dizileri bulmak için probları ya da uçların otomatikleşmiş nükleotit dizilerinin kullanılma

sıdır.Kromozom yürümesi adı verilen bu yöntemde , problar kullanılır ve oldukça

faydalıdır.

​

• Fiziksel haritalama da kullanılan DNA fragmentleri klonlamayla hazırlanır.İlk klonlama

vektörü genellikle , bir maya yapay kromozomudur(YAC) ; bu kromozom , bir milyon

baz çifti uzunluğundaki araya sokulan fragmentleri taşıyabilir.Ayrıca bakteriyel yapay

kromozomlarda vektör olarak kullanılabilir.

​

• Kromozom yürümesi , bilinen bir gen ya da DNA segmenti ile başlanır.Çakışan restrik

siyon fragmentlerinin bir haritasını yapmak üzere ,kromozomal DNA üzerinde iki ayrı

örneğinin farklı restriksiyon enzimleri ile keser ve daha sonra iki ayrı kütüphane

oluşturmak üzere iki fragment setini ayrı ayrı klonlar.

​

​

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

Haritası yapılacak olan DNA

a)Bilinen genin 3’ ucuna bağlanan bir prob

hazırlanır.

​

b)Başlangıç DNA’sı iki farklı restriksiyon enzi

mi ile kesilir ve iki farklı kütüphane şeklinde

fragmentler klonlanır.

​

​

c)Bilinen genle çalışan DNA fragmentlerini

belirlemek için 2 numaralı kütüphane , Prob

1 ile taranır.

​

d)Etiketlenmiş klondan DNA izole edilir ve bu

segmentin 3’ ucuna bağlanan prob 2 hazır

lanır.

​

e)Daha ilerideki çalışan fragmenti belirlemek

için 1 numaralı kütüphane prob 2 ile taranır.

​

f)DNA üzerinde ilerlemek için yeni prob ve

alternatif kütüphaneler kullanarak 4 . ve 5.

basamaklar tekrarlanır.Sonuçta , sırası bilinen

ve bilinen mesafelerde birbirinden ayrılmış

olan bir seri bilinen işaretleyicilerle, DNA

haritası elde edilir.

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

DNA dizi analizi

• Moleküler biyolog J.Craig Venter 1992 de tüm genomun dizi analizi için bir metod

geliştirmiştir.Bu yöntemde , temel olarak , genetik haritalama ve fiziksel haritalama

aşamalarını atlayarak işe rastgele alınan DNA fragmentlerinin dizi analiziyle doğrudan

başlamaktır.Bilgisayarlar yardımıyla sonuçta ortaya çıkan oldukça fazla sayıdaki üst üste

gelen kısa diziler bir adet devamlı dizi şeklinde bir araya getirilecektir.

​

• Bu yöntemdeki ilk aşama 1) DNA fragmentinin zincirlerinden birini içeren bir örnek

dörde ayrılır ve her biri, komplementer zincir sentezi için gerekli tüm bileşenlerle birlikte

inkübe edilir.Bunlar işaretli bir primer,DNA polimeraz ve dört tip deoksiribonükleozit

trifosfat.Bunlara ilaveten her bir reaksiyon karışımında , dört farklı nükleotidin modifiye

formu olan dideoksi(dd) tiplerinden birisi bulunur.

​

• 2)Yeni zincirlein sentezi primerde başlar ve bir dideoksiribonükleotit gelinceye kadar

devam eder , bu noktada itibaren sentez engellenir.Arada bir rastgele normal nükleotit

yerine dideoksinükleotit takılır.Sonuçta , farklı uzunluklarda bir seri işaretli zincir

meydana gelir.Burada sadece ddATP’nin bulunduğu , reaksiyon karışımı gösterilmiştir.

​

• 3)Her bir reaksiyon karışımındaki yeni DNA zincirleri , bir nükleotitlik farklılıkları bile

ayırabilen poliakrilamid jel elektroforez ile ayrılır.Daha sonra radtoaktif olan bandları

belirleyebilmek için otoradyografi uygulanır.

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

1)

​

​

​

​

​

​

2)

3)

​

​

​

​

​

4)

• 4)Yeni sentezlenen zincirin dizisi

otoradyografi üzerindeki bantlar

dan doğrudan okunur ve bundan

orjinal kalıp zincirin dizisi çıkarı

lır.Bu örnekte , en uzun fragment

ddG ile sonlandığından , G yeni

DNA zincirindeki en son baz

olmalıdır.İkinci sıradaki en uzun

fragment ise ddA ile sonlanır,

bunun anlamı sondan ikinci baz

A dır.

​

​

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

Genom dizisi , önemli biyolojik soruların cevaplanmasına ipucu sağlar

• İnsan genomunda , süpriz olarak daha az sayıda genin bulunmasıdır.İnsanda 30.000 ile

40.000 arasında gen bulunur.İnsan genomunun büyük bir kısmı kodlama yapmayan

genlerden oluşmuştur ve bu DNA’nında büyük bir kısmı tekrarlamış DNA dır.

​

• Kodlama yapan genler ,diğer canlılara oranla farklı kombinasyonlar yapmaya müsaittir.

İnsan genomunda daha basit canlılardakine göre ekzonlar ve protein domainler gibi

modüler elamanların daha fazla karışım ve eşleşme yaptığı görülmektedir , ve bu

olay genelde omurgalıların bir özelliğidir.

​

• İnsan genomu ve bu genomun kodladığı protein kompleksliliğine rağmen , genom

dizilerinin karşılaştırılmasıyla , çok uzaktan akrabalık ilişkisi olan canlılar arasındaki

evrimsel bağlantılar çok güçlü bir şekilde onaylanır.

​

• Araştırmacılar , gelişimin farklı evrelerinde farklı dokularda ya da sağlık açısından

farklı evrelerdeki dokularda hangi genlerim aktivite gösterdiğini tespit edebilirler.

Bu yönteme DNA mikroarray işlemi denir.

​

• Farklı genlere ait olan çok sayıda tek zincirli DNA parçalarını içeren çok az miktardaki

örnek, bir cam lam üzerinde çok sıkı aralıklı dizi şeklinde tespit edilmiştir.(DNA çip)

İdeal olanı bu fragmentlerin bir canlının tüm genlerini temsil etmesidir.

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

Flöresan olarak

İşaretlenmiş nükleotitler

İşaretlenmiş

cDNA molekülleri

(Tek zincir)

Bir mikroskop lamı üzerine

tespit edilen, her bir leke,her

bir lekede farklı gen olacak

şekilde , canlının bir genini

İfade eden kısa, tek zincirli

DNA molekülünün kopyalarını

içerir.

Herbir flöresan leke, doku

örneğinde ifade edilen

geni içerir.

Fazlalık DNA yıkanır;

flöresan için mikroarray

taranır

Hibridizasyon:cDNA karışımı

bir DNA mikroarrayına

uygulanır

• Bu fragmentler , flöresan boyalarla işaret

lenmiş cDNA molekülleri ile hibridizasyo

na uğratılarak test edilir.

​

• Flöresan lekeler dokulardan oluşturulan

cDNA moleküllerinin DNA çiplerdeki DNA

ile birleştiğini gösterir.Bu da bize genin

alınan örenkte aktif olduğu sonucuna

götürür.

​

• Bu yöntem sayesinde kanserli genlerin

doku hücrelerinde aktif olup olmadı

tespit edilebilir.

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

Genomikste gelecek

• Genom haritalaması ve dizi analizindeki başarı , bilim adamlarını , genom tarafından

kodlanan tüm protein takımlarının sistematik olarak çalışması anlamına gelen

proteomikse yönlendirmiştir.

​

• Genetiğe ve diğer biyolojik bilgilere , bilgisayar biliminin ve matematiğinin uygulan

ması olan biyoinformatikte ki ilerlemeler, aşırı derecede fazla olan bilgi yığınları

ile uğraşırken önemli rol oynayacakdır.

​

• İnsan türünün tarihi oldukça kısa olmasıyla nedeniyle , insan DNA’sındaki

varyasyon miktarı diğer türlere kıyaslandıkça oldukça küçüktür.Farklılıklarımızın

büyük bir bölümünün , genomdaki tek bir baz çifti varyasyonu olan tek nükleotid

polimorfizmleri (SNPs) şeklinde olduğu görülür.İnsan genomunda SNP’ler ortalama

olarak 1.000 baz çiftinde bir kez ortaya çıkar.

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

DNA TEKNOLOJİSİNİN PRATİK UYGULAMALARI

• Belirli patojenlerin izlenerek bulunmasında özellikle PCR’ı ve işaretli nükleik asit

problarını kullanan DNA teknolojisi sayesinde bulaşıcı hastalıkların tanısında yeni

bir sayfa açılmıştır.

​

• Hemofili , sistik fibrosis ve Duchenne kas bozukluğu dahil çeşitli insan hastalıklarından

sorumlu genler klonlanmıştır.

​

• Genin henüz klonlanmadığı durumlarda bile , eğer yakın olarak bağlanan bir RFLP

markörü bulunmuşsa , anormal allel önemli bir doğrulukla belirlenebilir.

​

• Temel prensip , markörün gene olan yakınlığı olup gamet oluşumu sırasında markör ve

gen arasında ortaya çıkacak CO’in oldukça oldukça olasılık dışı olmasıdır, bu yüzden

markör ve gen , kalıtıldığında hemen hemen devamlı olarak bir arada kalacaktır.

​

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

• Eğer bir aile bireyi iki adet restriksiyon bölgesine sahip sahip RFLP marker tipine

kalıtsal olarak sahipse , bu bireyin aynı zamanda hastalık nedeni allele de sahip

olma olasılığı yüksek olacaktır.

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

Gen tedavisi

• Zararsız hale getirilmiş bir retrovirüs vektörü

bir genin normal allelini buna sahip olmayan

bir hastanın hücreleri içerisine sokulmasında

kullanılır.

​

• Eğer viral nükleik asit yabancı bir gen

bulunduruyorsa ve bu gen ifade ediliyorsa

bu hücre ve hücrenin nesilleri , gen ürününe

sahip olacak ve iyileşecektir.

​

• Kemik iliği hücreleri gibi yaşam boyu çoğalan

hücreler , gen tedavisi için ideal hücrelerdir.

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

DNA teknolojisinin adli uygulamaları

• Şiddet içeren suçların işlendiği bölgede bulunan dokunun RFLP ve STR analizinden

elde edilen DNA parmak izleri yargıda delil oluşturur.Bu parmak izleri aynı zamanda

analık-babalık davalarında da kullanışlıdır.

​

• Günümüzde , RFLP yerine DNA parmak izi için satellit DNA uzunluğundaki varyasyonlar

marker olarak kullanılmaktadır.Mikrosatellitler , birkaç baz çiftlik tekrarlar halinde

olup kabaca 10-100 baz çifti uzunluğundadır ve kişiden kişiye oldukça değişkenlik

gösterir.

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

• Zanlının giyecekleri üzerindeki kan lekelerinden elde edilen DNA, kurbanın DNA parmak

izine uymakta , ancak zanlının DNA parmak izinden farklılık göstermektedir.Bu , zanlının

giyecekleri üzerindeki , kanın kurbandan geldiğinin , zanlıya ait olmadığının kanıtıdır.

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

• Bitkilerde genetik mühendisliği uygulamaları için vektör olarak T plazmidi kullanışlıdır.

T plazmidi Agrobacterium tumefaciens bakterisinden elde edilir ve satmdart rekombi

nant DNA teknolojisiyle , yabancı bir DNA fragmenti plazmidin T bölgesine takılır.

​

• Rekombinant plazmid kültür bitki hücrelerine aktarıldığında , T DNA bitkinin kromozo

mal DNA’sına katılır.

​

• Bitki hücresi bölündükçe , yeni oluşan hücreler T DNA ve taşıdığı yabancı genlerin bir

kopyasını alacaktır.Eğer buradan tüm bir bitki elde edilirse tüm hücreler yeni ve ifade

edilebilir genleri taşıyacaktır.

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI