Şimdi protein neyi ifade ediyor anlatayım, protein kısaca polipeptit zinciridir, yani aminoasit zinciri. Gen ifadesinin vücutta işlev yapan bölümüdür, yani genin vücuttaki etkisidir, fenotip ile genotip arasındaki köprüdür. Dna dan üretilir ve birçok işlevde kullanılır. DNA'dan mrna yazılımına transkripsiyon denir. Önce gen ve DNA hakkında bilgi vermek konunun anlaşılırlığı bakımından önemli.
Bildiğiniz üzere DNA üzerindeki genlerin hepsi protein yapımına katılmıyor. Exon ve intron denilen diziler var. Exonlar rna olgunlaşmasından sonta protein üretimine giderken intronlar proteine karşılık gelmiyor ve bu intron bölgelerinin hakkında bilinmeyen çok şey var. Bakteri gibi daha basit canlılarda intron bölgeleri çok daha fazla, henüz anlaşılmış değiller.
Bir proteinin üretilmesi için tüm dna kendini eşlemiyor demiştik, belli bölümleri transkripsiyonu belirliyor mesela, promotor denen başlatıcı ve terminator denen translasyon sonlandırıcı kodonlar arasında kalan diziye de gen diyoruz ve bunlar herhangi bir proteine karşılık gelmiyor. Prokaryot canlılarda biraz daha farklı, ökaryotlardan farklı olarak operatör genleri ve baskılayıcı genleri var, bu baskılayıcı gen uygun olmayan koşullarda transkriptin olmasını önlüyor. Asıl rna üretildikten sonra olgunlaştırma ile intron bölgeler asıl rnadan çıkıyor ve exon bölgeler birleşik şekilde mRNA yı oluşturuyor.
Şimdi proteinin üretildiği yer ilan ribozomdan bahsedelim. iki alt birimi olan bu organel prokaryot ve ölaryotlarda farklı altbirimlerden meydana gelir. Sebebi ökaryot canlıların daha fazla proteine ihtiyacı olmasıdır. Buna göre evrilmiştir. Şimdi iki alt birimden oluşuyor dedik bu alt birimlerin isimleri var ancak mesela ökaryotlarda 40s ve 60 s bir araya gelerek 80s parçasını oluşturuyor. Neyse, ribozom mRNA yı tanır ve tRNA ile serbest amino asitler tRNA ile ribozoma taşınır, tRNA ile aminoasit birbirine ATP enerjisi ile bağlanır. Ribozoma giren tRNA aminoasitleri mRNA dan okunan bilgiye göre dizer, her tRNA önceki tRNA yi iterek kendi aminoasit​ini peptit ucuna bağlayarak protein oluşur, ribozomda protein oluşumuna translasyon denir. işte bir protein sentezlendi ancak bu protein hala kullanışlı değil, buna primer yapı deniliyor, düz bir zincir halinde. Sonra bu zincir bükülüyor ve merdiven gibi oluyor buna sekonder yapı deniliyor, sonra katlanıyor ve buna tersiyer yapı deniliyor son olarak işlevsellik kazanması için diğer proteinlerle bir araya gelmesine de kuaterner yapı deniliyor.
Enzimlerin de protein yapısını hatirlarsanız genin ne kadar önemli işlevleri kontrol ettiğini anlayabiliriz. Yine bu bölümde fazla ayrıntıya girmedim. Sonraki bölümde enzimleri anlatıp mutasyona geçeceğim ve konuyu evrin ile bağdaştıracağım

Şimdi gençler enzimler hakkında bilmeniz gereken ilk şey protein yapıda oldukları ve kofaktorlerinin olması. Kofaktor inorganik iyon veya organik ve metalloorganik kompleks olabilir. Ne iş yaptıklarına göre 6 sınıfa ayrılmış, bizin bu kısımla ilgimiz yok. Şimdi bildiğiniz gibi enzimler reaksiyonları katalizler, etkiledikleri moleküle de subsrat denir. Bu enzimler lisede hayal edebildiğinizin aksine bir tel yumağını andırır. Subsratı atomik çekim kuvvetleriyle kendine çeker, çektiği yere aktif bölge denir. Enzim çok küçük bölgesini oluşturur, enzimin diğer bölgeleri sadece ve sadece aktif bölgeye şekil vermek, şekli korumak ve katalizi gerçekleştirmek için vardır. Dimi burada bilmemiz gereken şey enzimlerin her molekül ile ilgilenmediği, subratın enzim ile kompleks oluşturması için aktif bölgede ilgili molekülü çekebileceği atomik çekim kuvvetlerini sağlayan dizilimin olması. Ancak bu değil ki enzimler ilgilenmediği molekül ile etkileşime geçmiyor. Molekülün belli noktalarını kendine çekebilir. Gençler buna bilim adamları enzik spesifikliği denen bir gruplandırmayı ortaya atmış. Bunlar kısaca;

Mutlak spesifiklik: adından da anlaşılacağı gibi sadece spesifik molekülü katalizliyor

Grup spesifikliği: gençler bunlarda benzer fonksiyonel gruplara sahip sınırlı sayıda molekülü katalizliyor.

Bağ spesifikliği: bunlar belli bağları etkileyip katalizi gerçekleştiriyor.

Stereospesifiklik: bunlarda D, L optik izomerleri arasında kataliz yapıyor.

Gençler enzmlerin ortamdan, metobolik ürünlerden dış etkenlerden ve kimyasallardan etkilendiğini bilmeniz gerek. Bu etmenlerin enzimin çalışma hızını etkilediğini biliyoruz, hatta denatürasyon ve renatürasyon kavramlarını liseden biliyorsunuz. Şimdi gençler burada püf noktamız enzimlerin inhibasyonu, gençler bildiğiniz üzere enzimler reversibl veya irreversibl olarak ortamdaki maddelerle etkileşime geçiyor. Şimdi panpalar çok kısa bunu anlatım çıkarımımızı yapıp mutasyona geçeceğim.

Şimdi hiç terim açıklamadan size işin özetini analatcağım, şimdi elimizi bir enzim olarak düşünelim avuç içiniz de aktif bölge olsun. Subsrat olarak bir bir domates kullalım. Şimdi normal koşulda domatesi kolayca sıkarız, şimdi domates yerine bir demir küre aldığınızı düşünün onu sıkabilir misiniz? Hayır işte bu demir kürenin yaptığı inhibasyona kompititif inhibasyon deniyor, şimdi de demirden çok az oynatabildiğiniz bir eldiven giydiğini düşünün. Domatesi çok ezemeyeceksiniz, buna da nonkompetitif inhibasyo deniyor. Şimdi bir demir düşünün ki elinizi hareket ettirmek istediğiniz kasların yerini almış, sonuçta elinizi kasamayacaksınız ve kataliz olmayacak buna da ankompetitif inhibasyon deniyor, buraya kadar reversibl inhibasyon deniliyor, mesela o top elinizden alındığında o eldiven çıktığında ve ya o kaslarınız tekrar işlevsel olduğunu varsayıp elimizi tekrar kullanabildiğimizi düşünürsek tekrar kataliz yapabiliyor olacağız. Şimdi ise çok çok ağır bir demir kütlesinin elinize düşüp elinizi parçaladığını düşünün, hiçbir zaman kataliz yapamayacaksınız buna da irreversibl inhibasyon deniyor. Ayrıca enzimlerin diognastik enzimoloji ile hastalık tanısında kullanıldığını söylemek yerinde olur.
Yani özet yapacak olursak,
Enzime, atomik çekim kuvvetleriyle subrat bağlandı
Subrat bağlanınca enzim iş yapabilir hale geldi, çünkü yapısı değişti.
Enzim aktivatör maddeler ile atomik çekim kuvvetleriyle Amino asitler arasında bağ açıları değişip mekanik bir kuvvet oluştu ve kataliz gerçekleşti.
Koparılan subratın açık kalan bağlarına ilgili moleküller geldi ve bağ yaptı
Yeni ürün enzime bağlanma özelliğini kaybetti ve enzmden ayrıldı
Bu anlattığımdan çıkarılacak sonuç, enzimlerin aslında küçük birer makine olduğu, çoğu zaman rastgele çalıştığı, bu rastgeleliğin içinden canlıların yaşdıbını sürdürdüğüdür. Aynı şeyi mutasyon da da göreceğiz ve insan canlı vücudunun aslında nasıl kaotik bir ortam olduğunu anlatacağım.

Mutasyon denilince aklınıza ilk önce ne geliyor diye sorayım, azıcık düşünüp sonra alt paragraftan okumaya başlayın.

Mutasyon denilince aklınıza süper kahraman filmleri geliyorsa beyniniz küçük;
Genetik bilginin değişimi geliyorsa beyniniz orta;
Evrim geliyorsa tebrikler kocaman bir beyniniz var.
Mutasyon, evrim bir bakıma göreli kavramlardır. Aslında mutasyon canlıyla çok içten bir olaydır. Önceki yazımda proteinin genotip ile fenotip arasındaki bağı anlatmıştım. işte mutasyon genotipteki değişimlerdir ancak her zaman fenotipi etkileyecek diye bir kural yoktur, bu yazımda bunu açıklayıp mutasyonun aslında sıradan bir olay olduğunu ve gün içinde bu olayla ne kadar sık rastladığımı ve vücudun buna karşı ne yaptığını yazacağım. Bu yazının sonrasında evrimin nasıl işlediğini öğreneceksiniz.

Mutasyon özetle kalıtsal bilginin değişimidir. Bildiğiniz gibi mutasyon olmuş birey, gen ürününe mutant denir. Mutasyonun etkisinin ender görünmesi kalıtsal bilginin mutasyona uğramadığı anldıbına gelmez ancak çoğu zaman mutasyonlar DNA nın sarmallı yapısı sayesinde önlenir.

Bildiğiniz gibi evrim teorisinin temelinde rekombinasyon vardır. Sizlere evrimin temeli olan rekombinasyon ile ortak çalışan mutasyonu anlatacağım.
Mutasyonları iki kapsamda incelemeliyiz. Kromozom sayısını etkileyen mutasyonlar, otozom ve gonozom kromozomların gametlerde ayrılmaması sonuncunda oluşan mutasyondur. Örnek olarak down sendromu kinelfelter turner gibi verebiliriz, sebebi yine hücre bölünmesi sırasında kromozomların taşınmasını sağlayan elemanların çalışmamasıdır veya yanlış çalışmasıdır.
ikinci olarak gen üzerinde olan mutasyonları inceleyeceğiz, bu kısım birinci bölümü de kapsıyor.
Simdi gençler DNA aslında bildiğiniz moleküllerden oluşuyor, dolayısı ile çevresel ve kimyasal olaylardan etkileniyor. Öncelikle mutasyonun olmasında etkili iki üç terimi açıklayalım,
delesyon: eksilme
Duplikasyon: çoğalma
inversiyon: parçaların dönmesi
Translokasyon: rekombinasyondan hatırlayacağınız gibi parça değişimi.

Şimdi bu bu mekanizmalar ile oluşan mutasyon fenotipte kendini gösterebildiği gibi göstermeye debiliyor. Şimdi bizim doğal DNA mıza wild type DNA denmekte, eğer mutasyon fenotipte etkisiz ise bunun ürününe missense mutant diyeceğiz, öldürücü olanlara ise nonsense mutant diyeceğiz.

Şimdi gençler haploid organizmalarda mutasyonun etkisi diploid organizmalara göre çok çok hızlı görülür ve kesin olarak mutant bireyler oluşturur. Diploid te ise hemen kendini göstermez ve ya hiç göstermeyebilir, bunuda önceki entry de açıkladım zaten.

Şimdi gençler gerçekten mutasyonu anlattığım kısma geldik.

Mutasyon baz çifti değişimi ile olabilir.

iki cins baz çifti değişimine neden olan olay vardır ilki transition'dur, pürinleri pürin ile değişmesi, pirimindlerin dee pirimidinlerle değişmesine denir.
Tranversion ise pürin ile pirimidinleri iki yönlü olarak değiştirir.
Bunların sonucunda gen ürünü değişecektir. Meydana geldiği ürünün özelliğine göre de fenotipte kendini gösterme olasılığı değişecektir.
Bir de geçici tautomerik değişimler var, bunda da baz halkalarında 1 ve 6 karbondaki hidrojen atomunun kararsız konuma geçmesi ile olur, DNA nın replikasyonu sırasında meydana gelecekse yavru DNA da yanlış eşleşmeler olur.
Yukarıda anlattıklarımın geri dönüşü olabilecek degişmeler bildiğiniz gibi enzimler vasıtasıyla oluyor bu değişimler.
Ancak her zaman bu değişimler geçici olmuyor. Ağır metaller dış etkenler (mutagenler) veya bazın kimyasını değiştirecek etkenler kalıcı değişimler olarak karşımıza çıkıyor
Yine bu anlattıklarım meydena geldikleri gen içinde etkiledikeri baz çiftinin önemine göre mutasyon fenotipte kendini gösteriyor. Protein kısmında bahsetmemiştim ama bildiğiniz gibi protein kodon denen 3lü baz çiftinin karşılık geldiği peptitlerin polimerizasyonu sonucu oluşmuştur. Bu kodonlarda bir baz değişimi gen ürünü aminoasiti değiştirmeyeceği için bu tür değişimler missense mutasyona örnektir. Eğer aminoasit değişimi olmuşsa bu yine de proteinin sekonder ve tersiyer yapısında etkili olmayabilir. Bunu anlamak için atom düzeyinde incelemek yeterlidir. Ancak bir ihtimalle de yapısı değişmiş bir aminoasit wild typede olağan aminoasitin yapısına benzerse buna da nötral mutasyon diyoruz.
Şimdiye kadar anlattığımız kısım sadece baz değişimleri ile ilgiliydi.

Şimdi size frameshift mutasyonu anlatacağım. Frameshift in türkçesi çerçeve kaymasıdır. iki şekilde olmaktadır, adisyon ve delesyon. Adisyon bazlar arasına yeni baz girmesidir, sonuçta bazlar kayacağından ve 4 lü bir kodon olmayacağında tüm kodonların ifadesi değişir. Aynı şey delesyonda da geçerlidir, tüm ifade değişir
Şimdi gençler neler öğrendik? Mutasyonun oluşuna göre etkilerini öğrendik, her mutasyonun zararlı olmayabileceğini mutasyonun geldiği kısmın önemli olduğunu öğrendik, zararlı ve yararlı mutasyon tanımını geliştirdik ve görelilik kattık.
Not olarak mutasyonun bir ve fazla noktada olabileceğini unutmayın.
Sonraki bölümde panpalar mutasyona devam edeceğiz ve mutasyonun vücut tarafından nasıl kontrol edildiğini göreceğiz, zararlı ve yararlı mutasyon tanımını daha da geliştirip evrimin mekanizması hakkında kafanızda mantıklı birşeyler oluşacak.