Konu: Kromozom Nedir? Kromozomların Yapısı ve Özellikleri

[kardelen]

Kromozom, (Yunanca'dan: chromos = renk + soma = vücut)
Her canlı gibi insan da trilyonlarca hücreden meydana gelir. Hücre, bitkisel ya da hayvansal her türlü yaşam biçiminin en küçük birimidir. Her hücre bir sitoplazma ve çekirdekten meydana gelir. Çekirdeğin içinde ise kromozom adı verilen ipliksi parçalar bulunur. İnterfaz evresinde kromatin ağı şeklinde bulunan DNA, mitoz bölünmenin profaz evresinde kısalıp kalınlaşmaya başlar ve metafaz evresinde en kısa duruma gelir. yaklaşık 10.000 kat kısalmış haliyle ışık mikroskobunda 100 lük objektifte incelenebilir.



Kromozomlar, İ, V, J harfleri gibi biçimlerde görünür ve boyutları mikronla ölçülür. Kromozomların sayısı canlı türleride değişiklik gösterir. Örneğin sirke sineğinde 8, kurbağada 26, farede 42, köpekte 78 kromozom vardır.


İnsanın kromozom sayısı ise 46'dır. 22'si çift otozom kromozomdur. İnsan hücresinde 1 çift de eşeysel kromozom bulunur ve toplam sayı 46 eder. Eşey kromozomları kadınlarda XX, erkeklerde XY dir. Kromozomlar, molekül yapıları çok iyi bilinen DNA (deoksiribonükleik asit) zinciri ile histon denilen protein zincirinden oluşur. DNA zincirleri de özgül proteinleri sentezlemekle görevli gen adı verilen birimlerden oluşur.




Döllenme sırasında annenin yumurtasındaki 23 kromozom, babanın spermindeki 23 kromozomla birleşir. İşte bu 46 kromozom insanın yaşamında belirleyici rol oynar. Kromozomlarda yer alan ve sayıları 25 bin ile 30 bin arasında olduğu tahmin edilen genlerin oluşturduğu zincir, kişinin göz renginden boyuna, yaşam süresinden yakalanacağı hastalıklara kadar pek çok şeyi programlar. Bu genetik programlar, nükleotid denen (A, T, C, G) yapıların farklı dizilimleriyle şifrelenir.








Kromozomların mikroskop altında incelendiği bilim dalına sitogenetik adı verilir. Bu şekilde kromozom sayısında (Ör. Down Sendromunda 47, Turner sendromunda 45) veya yapısındaki değişiklikler(Parça eksilmesi -delesyon veya iki kromozom arasında parça değişimi translokasyon gibi)bu şekilde saptanabilir. Ancak kromozomlardaki bir değişikliğin mikroskopta görülebilmesi için en az 3milyon nükleotidlik bir kısmın değişmesi gerekir, daha küçük değişiklikler ancak moleküler genetik yöntemlerle incelenebilir.

Her insan hücresinde yaşamın yapı taşları kabul edilen 23 çift kromozom bulunuyor. Gen bilgilerini taşıyan ip biçimindeki kromozomlar uç uca eklenseydi 1,8 metrelik bir kordon oluştururdu. Kromozomların bozuk oluşumu sonucu, insanın yaşamında değişik dönemlerde, çeşitli hastalıklar ortaya çıkıyor. Bilim adamları, hangi kromozomun bozuk olduğunda hangi hastalığa neden olduğunu biliyorlar.

Kromozomlar, çok düzenli olarak, kendi üstüne sarmallanmış devasa DNA molekülleridir. Bu moleküllerin dizilmesindeki en ufak bir hata, hücrelerin bölünmesini engelleyebiliyor. 46 kromozoma dağılmış olan DNA’nın iki omurgasını oluşturan 3 milyar 200 milyon baz var. Her gen ,yaşamın olmazsa olmaz işlevlerini yerine getirmek üzere, hücrelere gerekli komutları veren 10-20 bin bazdan oluşuyor.

DNA şeridinin büyük kısmı çöp DNA olarak değerlendiriliyor. Bu iş görmeyen bu kısım,genleri bir bobin gibi sarmallayarak, onların DNA kopyalaması sırasında kırılmaları önlemektedirler.İnsanlığın geleceğinin yazılı bulunduğu kromozomlar bizlerin kimlik kartlarını olusturur.Her bir kromozonun üzerinde hangi gen setlerinin bulunduğu ve işlevleri üzerindeki çalışmalar yeni yeni bilgiler vermekte.İnsanın hangi hastalıklara yakalanabileceği,ne kadar uzun yaşayacağı,zeka kapasi,korkaklık,saldırganlık gibi tüm özelliklerin belirlendiği emir kipleridir kromozomlar.Aşağıda bu kromozomlarda meydana gelebilecek bozuklukların yol açabileceği bazı hastalıklar ve kromozomun etkileri belirtiliyor.

1.kromozom: En büyük kromozom...Alzheimer hastalığı,prostat kanserine eğilim,baskın sağırlık,doğuştan katarak,Rh faktörü,akciğer kanserine yatkınlık
2.Kromozom: Sık görülen birçok hastalığa neden oluyor.belleğin oluşumuyla ilgili bilgiler,kolon(kalın bağırsak) kanseri,kas gelişimini engelleyen gen,doğuştan gece körlüğü,2 tip şeker hastalığı.
3.Kromozom: Cinsel yaşam için çok önemli bir kromozom.kolon kanseri,obezite(ciddi şişmanlık),şizofreniye yatkınlık,doğuştan ilerleyici olmayan gece körlüğü.
4.Kromozom: Cücelik(akondroplazi),huntington koresi(40 yaşından sonra titremeleri izleyen bunama),baskın sağırlık,diabet,alkol bağımlılığına eğilim,manik depresif psikoz,sedef hastalığı,parkinson hastalığı.
5.Kromozom: Duygusal zekaya ilişkin kromozom.Dikkat kusuru,akne,saç dökülmesi,ilerleyici işitme kaybı
6. kromozom: Şizofreniye eğilim,bağışıklık sistemi ,disleksiye yatkınlık,kroner damar sertliği,epilepsi
7.Kromozom: Kolon kanseri,sinir sistemi tümörü,otizm(içedönüklük),şizofreniye yatkınlık,kronik akciğer iltahabı,şişmanlık
8.Kromozom: Erken sara,Werner hastalığı(çocuğun erken yaşlanması),kalıtsal kellik,şizofreniye yatkınlık,genel saraya yatkınlık,guart
9.Kromozom: Kötü huylu deri kanseri,galaktozemi (çocukta sütü sindirememe durumu),hirsutizm(aşırı kıllanma),ABO kan sistemi
10.Kromozom: Yarık dudak damak,işitsel belirtilerle kısmi sara,vitiligo(deride bölgesel pigment yokluğu),obezite,retinanın atrofisi
11.Kromozom: Diyabet,hemoglobin hastalığı),drepanositoz(kan hastalığı),manik depresif psikoz,kalp aritmisi,iris tabakası yoğunluğu
12.Kromozom: İltihaplı bağırsak hastalıklarına yatkınlık,vitamine bağlı raşitizm(D vitamini metabolizmasında kusur),astım,alkol etkenli yüz kızarması,diabet
13.Kromozom: Baskın sağırlık,göğüs kanseri,retina kanseri(retinablastom),kalıtsal gece işemesi,erken meme kanseri(BRCA2 geni)
14.Kromozom: Alerjiye yatkınlık(egzama),Sağırlık(dil gelişiminden sonra),siroz,alzheimer
15.Kromozom: Doğuştan beyin özrü,Disleksiye eğilim,Marfan hastalığı(basketciler gibi uzun el ve ayak ile çok uzun boy),Kroner damar sertliği.
16.Kromozom: Manik depresif psikoz,hemoglobin hastalığı,katarak,iltahaplı bağırsak hastalığı(Crohn hastalığı),yüksek tansiyon
17.Kromozom: Meme kanserine eğilim(BCCR geni),Tüm kanserlere eğilim,ağır astım,yumurtalık kanserine eğilim(BRCA 1 geni),cücelik,sedef hastalığına yatkınlık,bunama,diabet
18.Kromozom: Manik depresif psikoz,erken obozite,kızıl saç,yüksek miyop,kolon kanseri.pankreas kanseri
19.Kromozom: Migren,baskın sağırlık,geç dönem alzheimer hastalığı,kroner damar sertliği,auralı ve beyin lezyonlu migren krizleri
20.Kromozom: Boy uzunluğu belirleyicisi,uykusuzluk,diabet,baskın gece sarası,birleşik bağışıklık yetmezliği
21.Kromozom: Alzheimer hastalığı,amyotrofik lateral skleroz(Stephen Hawking’in hastalığı),manik depresif psikoz,Down sendromu,ilerleyici miklonik sara,parkinson,lösemi.
22 Kromozom: doğumsal kalp hastalığı,Kedi gözü sendromu,Şizofreniye eğilim,otizm(içe dönüklük),zeka geriliği,glikoz ve galaktoz sindirim bozukluğu,kemik iliği oluşumunu düzenliyor
23.Kromozom( Y): Erkeklik cinsiyetini belirliyor,cinsel organların gelişimini düzenliyor.
24.Kromozom: İki adet kromozomu taşıyan bebek kız oluyor.Bu kromozomdaki dejenerasyon;kas erimesi ve cüceliğe yol açıyor.

KROMOZOM HASTALIKLARI
Prof. Dr. M.adnan ÖZTÜRK
Kromozomlar, hücre nukleuslarında bulunan ve genetik yapıyı taşıyan oluşumlardır.
Bilindiği gibi insan hücreleri 46,XX kadın ve 46,XY erkek kromozomuna sahiptir.
1960 yılında Denver klasifikasyonuna göre (sentromer pozisyonuna, kısa kol(p) ve uzun kol (q) durumuna göre aşağıdaki şekilde gruplandırılılr.

1-3. kromozomlar A grubu
4-5. kromozomlar B grubu
6-12. X kromozomlar C grubu
13-15. kromozomlar D grubu
16-20. kromozomlar E grubu
21-22. Y kromozomlar G grubu

Kromozomlar sentromer pozisyonuna göre de 3’e ayrılır.

Metasentrik kromozomlar: 1,3,16-19,20
(üst ve alt kolları eşit kromozomlar)

Submatasentrik kromozomlar: 2,4,5,6-12,X
(üst kol kısa, alt kol uzun kromozomlar)
Akrosentrik kromozomlar 13-15,21-22,Y
(Uzun kolun effektivitesi belirgin)

Terminaloji (Nomenklatür)

p: Kısa kol
q: Uzun kol
(-): materyal kaybı 5p(-)
(+): Ek mataryel
t: Translakosyon t(14q,21q)

Kromozomanomalileri, yenidoğanda 1/200 olarak gözlenirken, erken doğum ve düşüklerde bu oran daha yüksektir. Spontan düşüklerde bu oranın %50-60 arasında olduğunu gösteren çalışmalar vardır.
12. haftaya kadar gebelik materyali incelendiğinde %50,
12-20. haftalar arasında %20
Ölü doğumlarda %5 oranında kromozom anomalileri saptanmıştır.

Spontan düşüklerin kromozomları incelendiğinde
% 52 oranında trisomi
% 18 oranında 45 X (Turner sendromu)
% 17 oranında Triploidi
% 2-4 oranında translokasyon tipi kromozom analizi bulunmuştur.




Kromozom anomali sıklığı 1000 yenidoğanda ,
Otozomal trisomi % 0.17
Dengeli translokasyon % 0.19
Seks kromozom anomalisi
Erkeklerde % 0.3
Kızlarda % 0.18’ dir.


Kromozom anomalilerinin toplumda görülme sıklığı (her 1000 canlı doğumda)
Trisomi 21 1.5
Trisomi 18 0.12
Trisomi 13 0.07
XXY(Klinifrelter) 2.00
45 X (Turner send) 0.4
XXY 1.5
XXX 0.65


Spontan abortuslarda karşılaşılan major anomali sıklığı
Trizomi %52
45X %18
Triploidi %17
Translokasyon %2-4


Günümüzde çeşitli tekniklerle insan dokularından elde edilen kromozomların yapısal ve sayısal anomalileri tesbit edilir. Buccal mukoza, deri fibroblast, amnion mayi hücre ve lokosit kültürlerinden kromozom elde edilebilir.Mikroskop altında incelenebilir.


Kromozom hastalıkları:

    Sayısal kromozomal sendromlar

Otozomal kromozom anomalileri

Homolog kromozomlarda fazlalık
Trizomi 21
Trizomi 13
Trizomi 18

Triploidi (69 kromozom)

Tetraploidi (92 kromozom)

Homolog kromozomlarda eksiklik
Monozomiler



Seks kromozom anomalileri


Trizomik sendrom
XXX
XXXY
XXXXXY

Monozomik sendrom
45 XO Turner sendromu

    Yapısal kromozomal sendromlar


Translokasyon: Kromozomun bir parçasının kırılarak başka bir kromozomun kopan parçasına yapışmasıdır.
Delesyon: Kromozomun küçük bir segmentinin kopmasıdır.
Duplikasyon: Kırılma sonucu kopan parçanın kendi homolog kromozomuna yapışmasıdır.
İnversiyon: Kırılan segmentin kendi ekseni etrafında 180 derecelik dönüşle tekrar eski yerine yapışmasıdır.
Ring kromozom: Kromozomun kırılan 2 ucunun birbirine yapışması ile oluşur.
İzokromozom: Kromozomun sentromerden yatay bölünmesi ile oluşur.

3. Mozaik kromozom anomalisi


Kromozom çalışması endikasyonları

    Nedeni belli olmayan birden fazla malformasyon ve mental retardasyonu olan vakalar
    Tekrarlayan düşük ve ölü doğumlar
    Mental retardasyon, makroorşidizm, davranış bozukluğu (frajil X sendromu)
    yenidoğan populasyon çalışmalarında
    spesifik kromozom anomalilerine bağlı klinik bulgulara sahip kişilerde
    Perinatal tanı konulan vaka guruplarında
    Ailevi kromozom taşıyıcılığı olma ihtimali olan vakalarda (anne, baba vs.)
    Kromozomal kırılşma sendromu olan vakalarda

Ataksi telanjiektazi
Fankoni aplastik anemisi
Kseroderma pigmentozum
Bloom sendromu

    Boy kısalığı olan kız vakalarda
    Bazı X’e bağlı giden hastalıklarda fetusun cinsiyetini öğrenmek ve spesifik biyokimyasal çalışmaları yapabilmek için amniyosentez ve kromozom çalışmas yapılır.

Yalnız aile isteği ile fetus cinsiyeti için prenatal kromozom çalışması yapılmaz ve yapılmamalıdır.
BİYOLOG SERDAR ÖZDEMİR

Mendel ‘in bezelyelerle yaptığı deneylerden elde ettiği sonuçlar, ona katılımın bağımsız faktörler tarafından kontrol edildiği fikrini vermiştir. Bir bitkinin tohum şekli çiçek durumu veya boyu gibi kalıtsal her karakterini bir çift faktör tarafından kontrol edildiği düşünülüyordu. Bu gün bu faktörlere gen diyoruz.
Mendel, farklı karakterleri taşıyan faktörlerin, gametler oluşurken, bağımsız olarak ayrıldıklarını varsaymıştır. Farklı faktörler kapsayan gametler döllenme sonucu çok çeşitli kombinasyonlar ortaya çıkmıştır.
Mendel ‘in prensipleri ve varsayımları, bezelye üretiminde elde ettiği nedensel verilerini çok güzel açıklıyordu. Yinede önemli sorular cevapsız kalmıştı. Mendel ‘in düşündüğü gibi, gerçekten gen veya faktör olarak adlandırılan yapılar var mıdır? Eğer varsa nerede bulunurlar ve yapıları nasıldır?

MENDEL ‘İN PRENSİPLERİNİ AÇIKLAMA ÇABALARI

1) MANDEL ‘İN ÇALIŞMASI 35 SENE SONRA ORTAYA ÇIKIYOR

Mendel bezelyelerle yaptığı çalışmalarını 1865 ‘de yayınlamıştır. Bunu izleyen yıllarda, birçok çeşitli bitkiler ve hayvanlar üretim deneylerinde kullanılmıştır. Her ne kadar biyologlar elde ettikleri sonuçlar bir anlam vermeye çalışmışlarsa bunda başarılı olamamışlardır. Bir çok bitki ve hayvan üreticisi Mendel ‘in yayınlarından uzun süre habersiz kalmıştı. Bu yayınlardan haberdar olanlar da bu çalışmaların önemini anlamamışlardı. Bunlar bir çok soruların cevaplarının Mendel ‘in çalışmalarında bulunduğunu bilmiyordu.
Mendel ‘in çalışmalarını uzun süre dikkat çekmemesi bilim tarihinde ilginç bir olaydır. Mendel ‘in çalışmalarını bilen birkaç biyolog da bitki üretimi gibi biyolojik bir olayın matematikle açıklanabileceğini kabul edemiyordu. Bir bakıma; Mendel, yaşadığı zamanın bilim ortamına göre çok ilerdeydi. Hatta, Mendel bulgularının evrim çalışmaları için de önemli olduğunu ifade etmiştir. Biyologlar onun bu önemli buluşunu anlamaya ve değerlendirmeye hazır değillerdi.
Ancak Mendel ‘in çalışmalarının yayınlamasından 35 yıl, ölümünden ise birkaç yıl sonra, 1900 yılında, üç biyolog bu çalışmaların önemini ortaya çıkarmıştır. Bu üç biyolog birbirlerinden habersiz olarak, Mendel ‘in daha önce incelemiş olduğu üretim problemlerine benzer problemlerle çalışıyorlardı. Her biri Avrupa ‘nın farklı bir ülkesinde araştırma yaparlarken, Mendel ‘inkine benzer sonuçlar elde etmişlerdir. Bu üç araştırıcı, Almanya ‘da KARLCORRENS (Karlcorrens ), Hollanda ‘da HUGODEVRİES (GügodöVrie) Avusturya ‘da ERİÇH TAÇHERMAK ( Erih çermak ) kendi deneylerinin sonuçlarını yazarlarken Mendel ‘in çalışmalarıyla karşılaşmışlardır. Bu üç araştırıcının her biri, bu yoldaki çalışmaları nedeniyle öncülük şerefini Mendel ‘e vermişlerdir. Bundan sonra modern genetik bilimi artık gelişmeye başlamıştır.

DNA’NIN YAPISI NASIL ÇÖZÜLDÜ ?
1950 yılından itibaren DNA yapısının kısa süre içinde çözüleceği kuvvetle tahmin ediliyordu.
Bilimle uğraşanlara göre bu işi başaracak kişi Linus Pauling’ten başkası olamazdı.
Zira Pauling, moleküllerin birbirleriyle ilişkisi ve dizilişleri konusunda dünya çapında uzmandı.
Ancak ününe ün katmasını önleyen şey,bilimsel yönden sabit fikirliliği oldu.
DNA yapısının üçlü sarmal şeklinde olduğunu kabul etmişti ve bu noktada yoğunlaşmıştı.
*
Aslında DNA’nın bilim literatürüne girişi 1869 yılında başlar.
İsviçre’li J.F.Miescher,mikroskopla yaptığı gözlemlerde,önceden bilmediği bir madde görmüştü.
Bu madde hücrenin çekirdeğinde olduğu için ona nüklein adını verdi,ama daha öteye gidemedi.
Sonraları bu maddenin kalıtımla olan ilgisi kabul edildi,ama tam anlamıyla fonksiyonu anlaşılmadı.
1900’lü yılların başında Morgan,meşhur sirkesineği deneyleri ile genlerin kalıtımdaki rolünü anladı.
Daha sonra O.Avery, DNA’nın kalıtım olayında birinci derede rol oynadığını kesinlikle kanıtladı.
Ancak yapısının ne şekilde olduğu 1953 yılına kadar bilinemeyecekti.
*
Maurice Wilkins,savaş sırasında atom bombasının tasarlanma aşamasında yardımcı olarak görev almıştı.
Rosalind Franklin, kömür madenlerini inceleyerek hükümete yardım eden bayan bilimci idi.
Francis Crick,savaş yıllarını mıknatıslı mayınlar konusundaki çalışmaları ile tamamladı.
Biyokimya dalında resmi öğrenim görmemişti.
James Watson ise doktorasını daha 22 yaşında iken almış bir kişiydi.
Bir yıl sonra,yani 1951 ‘de Cavendish Laboratuvarı’nda işe başladı.
Onun da biyokimya ile ilgili resmi öğrenimi yoktu.
*
Bir DNA molekülü yaptığı işleri nasıl yapar?
Bu sorunun cevabını bulmak için gereken ilk şey,onun şeklini belirlemektir.
Cevabını aradıkları konu hem kimya hem de biyoloji ile doğrudan doğruya ilişkili idi.
Watson,kimyayı kapsamlı olarak bilmiyordu ama kristalografi ihtisası yapmaktaydı.
Crick ise o sıralar X-ışınımı konusunu almış,tezini yazmakla meşguldü.
Wilkins ve bayan Franklin bu proje üzerine çalışmakta idiler.
Her ikisi de Watson ve Crick’in rakibi konumundaydılar.
*
Kristalografi,atom ve molekülleri üç boyutlu haliyle dizilişlerini inceler.
X-ışını kullanılarak yapılan bu tekniği Pauling geliştirmişti.
Ancak DNA yapısını ortaya çıkaracak görüntüleri bu teknikle elde eden kişi bayan Franklin oldu.
Üstelik başardığı iş,mineral kristallerindeki atomların dizilişini görüntülemekten daha zordu.
Ama elde ettiği sonuçları kimseye açıklamıyor,kendine saklıyordu.
*
Wilkins ,bayan Franklin’in bu tutumundan oldukça rahatsızdı.
Onun bu ketumluğunu çalışmalarındaki ortaklık ilişkisi ile bağdaştıramıyordu.
Diğer taraftan Watson ve Crick çalışmalarında daha uyumlu idiler.
Ama onların da bayan Franklin’in bulgularına ihtiyaçları vardı,bu yüzden ona bir nevi baskı yapıyorlardı.
Gelgelelim bayan Franklin’in bildiklerini paylaşmaya niyeti yoktu,üstelik DNA’nın sarmal olduğuna inanmıyordu.
1950’li yıllarda İngiltere’de kadın akademisyenler hala gelenekleşmiş şekilde hor görülürlerdi.
Erkek akademisyenlerin odalarına giremezler,yemeklerini bile ayrı yerlerde yerlerdi.
Belki de bayan Franklin yirminci yüzyılın ikinci yarısında bile terk edilmeyen bu geleneği protesto ediyordu.
*
Ama sonraları durum değişti.1953 yılının ocak ayında Wilkins DNA görüntülerini bayan Franklin’den alabildi.
Ve bu görüntüleri Watson’a gösterdi.Tabii o da bu bilgileri hemen Crick ile paylaştı.
Wilkins’in DNA görüntülerini bayan Franklin’in rızasını alarak mı Watson’a gösterdiği şüpheli kalmıştır.
Artık Watson ile Crick’in DNA molekülünün temel biçimine ve boyutlarına ait önemli klavuzu olmuştu.
Çalışmalarını yoğun bir tempo ile sürdürmeye başladılar.
DNA’nın adenin,guanin,sitozin ve timin olarak adlandırılan 4 tane kimyasal bileşeni olduğu zaten biliniyordu.
Bunlar da belirli çiftler halinde bir aradaydılar.Ama nasıl ve ne şekilde idiler?
*
Watson ile Crick molekül şekillerine göre kartonlar kestiler.
Tıpkı yapboz oyununda olduğu gibi bu karton parçalarının hangisinin hangisine uygun olduğunu araştırdılar.
Deneye deneye DNA’nın sarmal oluşturacak şekilde modelini yaptılar.
Başlangıçtan o güne dek DNA hakkında bilinen herşey yaptıkları bu modele tıpatıp uygulanabiliyordu.
Bu başarılarını bütün dünyaya ilan ettiler.
*
DNA’ya ait bilinmeyen özelliklerin ortaya çıkarılışı tümüyle Watson ile Crick’e mal edilmişti.
Aslında yaptıkları buluş,rakipleri tarafından yapılan çalışmalar sayesinde olmuştu.
Bilim dünyasında böyle olaylar sık sık görülür,başarı ödülü tümüyle bir veya iki kişiye verilir.
Ancak Nobel Ödülü’nü düzenleyen yetkililer Wilkins’i ihmal etmediler.
1962 yılı Nobel Tıp Ödülü Watson, Crick ve Wilkins arasında paylaştırıldı.
Bayan Franklin ortak edilmedi.1958 yılında ölmüştü.


Eşey Kromozom
İnsanların somatik hücrelerinde 46 kromozom bulunur. Dişideki 23 çift kromozom, mayoz bölünmede 22A+X şeklinde belirir. Yani her bir yumurta 22 otozom ve bir X kromozomuna sahiptir. Erkekte ise, 46 kromozom mayoz sırasında 22 çifti birbirlerine benzer kromozomlar ve bir çifti de birbirine eş olmayan büyük bir X kromozomu ile daha küçük bir Y kromozomu şeklinde belirir. Yani meydana gelen spermatozoonlar 22A+X ve 22A+Y genomlarına sahiptir.

İşte bu X ve Y kromozomları eşeyi tayin eden, eşey hücrelerinde bulunan kromozomlardır ve bunlara eşey kromozomları ya da gonozomlar denir.

Genetikte 1912 yılında Tomas Morgan tarafından yeni bir dönem başlatılmıştır. Morgan, sirke sineği olan Drosophila melanogaster'in genetik çalışmalar için çok avantajlı olduğunu belirtmiştir. Küçük olduklarından binlercesini laboratuvarda tutmak mümkündür. Bu sinekler kısa sürede erginliğe ulaştıkları için pek çok dölü birbiri arkası takip edilebilir. Haploid sette 4, diploid sette 8 kromozomlarının bulunuşu da diğer avantajlarından biridir. Bu nedenle 46 kromozomlu insan ve diğer pek çok canlıya tercih edilmektedir. Morgan'ın Drosophila deneylerinde ilk çözmeye başladığı konu eşey tayin mekanizmasının nasıl gerçekleştiğiydi. Döllenmiş yumurtanın erkek ve dişi zigot olarak gelişmesi üzerine de araştırmalar yaptı. Mikroskobik çalışmalar erkek ve dişi hayvanların kromozom setlerinde küçük bir farklılığın olduğunu göstermiş ve X ve Y kromozomları öğrenilmiştir.

KROMOZOMLARIN YAPISI

ilk defa 1840 yılında botanikçi HOFMEİSTER tarafından Tradescamia bitkisinin polen ana hücrelerinde görülmüş ve 1888 yılında VVALDEYER tarafından da "K r o m o z o m" ismi verilmiştir.
Hiçbir zaman yeniden yapılmazlar ya eskiden varolan kromozomun bölünme-sinden ya da tamamlama sentezleri ile yapılırlar. Yaşamın sürekliliği kromozomların devamlılığına dayanır. h-ler canlıda kromozomlann şekli farklı olmasına karşın, aynı türde aynı kromozomların şekilleri birbirine benzerdir.
Örneğin, 3. kromozom bir türde aynı şekle sahip olmasına karşılık, aynı türde 3. ile 8. kromozomların şekilleri birbirinden farklıdır. Sayıları, türden türe farklı olur. Sayısı ile organizasyon derecesi arasında herhangi bir bağlantı yoktur.

Küçük bir kromozom daha fazla gen taşıyabilir. Örneğin, Ascaris megalocephala un/va/ens'öe 2n = 2 (bilinen en az sayıda kromozom taşıyan canlı), Drosophila melanogaster'öe 2n = 8, insanda 2n = 46, keçide 2n = 60, bir tür istakozda 2n = 200, Ophyoglos-sum vulgatum (bir çeşit eğrelti otul'da 2n = 500 (canlılar arasında bilinen en fazla kromozom sayılı bitki) kromozom vardır. Normal vücut hücreleri anadan ve babadan gelen birer kromozom takımına sahiptir. Ana ve babadan gelen eş kromozomların şekilleri ve büyüklükleri (eşey kromozomları hariç) birbirine eşittir. Bu çift kromozom takımı bütün vücut hücrelerinde bulunur. Böyle hücrelere "S o m a t i k h ü c r e-l e r" adı verilir. Kromozom sayısı bakımından da "D ı p l o i f'tir denir ve 2n ile gösterilir. Fakat eşey hücrelerinde, ergin gametlerde ve bazı ilkel canlıların bütün hayat devrelerinde (yalnız zigot halinde diploit) kromozomlar eşlerinden yoksundur. Partenogenetik çoğalan bazı hayvanlarda, örneğin, erkek arılarda, vücut hücreleri-nın kromozom sayısı dişilerinin somatik hücrelerindekinin yarısı kadardır. Ya erkek ya da dişi eşey kromozomunu bulunduranlara "G e r m i n a t i f H ü c r e l e r " denir. Eşi olmayan kromozomlara da "H a p l o i t" denir ve "n" simgesiyle gösterilir. Kromozom sayısı sabit olmakla beraber bazı özelieşmiş hücrelerde örneğin, böcek-lenn, özellikle bazı sineklerin tükrük bezlerinde bu sayı 2n'nin katları şeklinde bir artış gösterir. Burada kromozomlar çekirdek zan parçalanmaksızın çoğalırlar. Buna "E n d o m i t o z i s" ve kromozom durumuna da "P o l i p l o i d i" denir. Çekir-dek büyüklüğü kromozomların miktarına bağlı olduğundan, poliploidide çekirdek hacminde büyüme görülür.
Normal bir hücrede kromozomlar gözükmez. Profazın başlangıcından başla-***** gittikçe yay şeklinde kıvrılan ve kalınlaşan ince kromatin ağı şeklindedir. Sonunda türlere özgü kromozom şeklini alıncaya kadar kıvrılma devam eder. Dino-f/age/lata'öa kromozomlar her zaman gözükür. Çünkü bunlarda çekirdek zan yoktur ve DNA bazik proteinlere bağlı değildir. Bu tip hücreiere "M e z o k a r y o t i k" hücreler denir. Bir kromozomu kaba taslak dıştan incelemeye başlarsak şu kısımlar (Şekıl 10.3 ve 4) görülür: Aralarında genel olarak açı bulunan iki koldan oluşur. Kol-lar, primer boğumla birbirinden aynlmıştır, buna S e n t r o m e r " (Kinetokor) denir. iki kolu birbirine eşit olan kromozomlara "****sentrik", eşit olmayanlara ise "Sub****sentrik" denir. Bir kollu gibi görünen kromozomlara da "Akrosentrik" (buniann sentromeri kromozomların ucundadır) (Şekil 10.5) kromozomlar denir. Bazı hayvan grupları bu üç tipten yalnız birine sahiptir. Örneğin amfibiler yalnız ****sentrik kromozomlara sahiptir.

Kromozomlar üzerinde bu primer (birincil) boğumlardan başka, sekonder (ikin-cil) boğumlar da bulunabilir (Şekil 10.3 ve 4). Bazen (genellikle) kromozomun uç kıs-mında uydu "S a t e l l i t" denilen yuvarlak ya da uzunca bir yapı bulunur. Uydu, kromozoma ince bir kromatin ipliğiyle bağlıdır. Bu tip kromozomlara SAT kromo-zomlar denir. Sentromerler kromozomların iğ ipliğine takılmasını sağlar. Sentromeri olmayan bir kromozom bölünmeye katılamaz ve tasfiye olur. Bu boğulma yerlerinde bulunan genler, rRNA'ları ve dolayısıyla çekirdekcikleri organize ederler. Bu genler çok defa yüzlerce kopya halinde bulunur ve buna 'Gen Amplifikasyon'u ya da 'Redunanz' denir. Kromozomların uçlarına da "Telomer7' denir.

Kromozomun (İnsanda) İnce Yapısı: Çözülmüş DNA'nın uzunluğu, bölün-mekte olan hücredeki paketlenmiş kromozomlardan yaklaşık 100.000 defa daha fazladır. insan kromozomlarının ağırlığı, kabaca, DNA ve kromozomdaki proteinie-rin toplamına eşittir. DNA'nın "Histonlar" olarak bilinen kromozomal proteinlerle olan bağlantıları, tamamen yoğunlaşmış kromozomlar içınde DNA'nın inanılmaz derecede sıkıca paketlenmesim sağlar.
Bölünmeyen hücrelerde, çekirdek, kromatin olarak bilinen, kaba ve şekilsız bir granüler materyal içerir. Kromatin, elektronmikroskop altında incelendiğinde, 0.3-0.5 mp çapında boncuk dizisi gibi belirli bır yapıya sahip olduğu görülür (Şekil 10.6)- Bu kromatin ipliğine çok defa "Kromonema" denir. Kromonemalar, bölünme evresine girmiş kromozomlarda. "Matrix" denen, proteinlerden yapılmış amorf bir madde içerisinde bulunur. Bölünmelerin haricinde, kromatin iplikler çözünmüş olarak bulundukları için, ışık mikroskopunda görülmezler. Kromatınlerin her bir boncuğuna "Nucleosom" (eskı adlandınlması ile Kromomer) denir. Nukleozom, dört farklı histon çeşidinin her birinden ikişer adet molekül içeren bir nukleozom çekirdeğinden ve bunun üzerinde bır çember gibi sarılı olan DNA'dan oluşur (Şekil 10.6/n). Şekil 10.6/n'de görüldüğü gibı DNA, nukleozom çekirdeğinin etrafında tam olarak iki defa dönmüştür. Nukleozomlar birbirlerine "Linker DNA = Bağlayıcı DNA" denen çok uzun olmayan bir DNA zinciri ile bağlanmışlardır. Beşinci çeşit histon, nukleozomun dış yüzünde yer alır ve muhtemelen nukleozo-mun kararlı kalmasını ve DNA'nın bulunduğu yere sabitleştirilmesini sağlar.
DNA'nın nukleozom etrafında dönen kısmı yaklaşık 200 baz çiftinden oluşmuştur ve bunun da yaklaşık 1/6'sı sarılmadan durur. Eğer hücreler bölünme-leri sırasında incelenirlerse, kromozomların bölünmeye yaklaştıkça yoğunlaştıkları görülür. Bölünen hücrelerdekı DNA'nın ve proteinlerin bu denli sıkı paketlenme mekanızmaları tam olarak bilinmemektedir; fakat birincil ve ikincil kıvrılmaların bu yoğunlaşmada önemli olduğu açıktır.

Kromatinin yoğunlaşma derecesi. yapısal ve regulatör genlerin ürün verme derecelerinin göstergesidir. Çeşitli kanıtlar, kıvrılmamış, yanı çözülmüş kromatin-deki genlerin, yoğunlaşmış kromatindekı genlerden çok daha fazla okunduklarını göstermektedir. Kadınlarda çok sıkı paketlenmiş X kromozomlarından biri (Barr Cisimciği), kalıtsal olarak işlevsizdir; nitekim homoloğu olan, çözülmüş ve uzamış olan ıkinci X kromozomu yüzlerce okunabilir durumda gen taşır. Hücre bölünme-sinden önce kromozomlar gittikçe yoğunlaşırken (anafazda en yoğun durumuna ulaşır), bazı kromozomiarın bazı bölgelerimn diğer kısımlardan daha fazla yoğunlaş-tığı görülür. Boyama ile, belirli evrelerde, belirii yoğunlaşma (kondensasyon) bölgeleri taşıyan kromozomlar gösterilebilir. Özel boyama teknikieriyle bir krorno-zom üzerinde açık (az yoğunlaşmış bölgeler = Eukromatik Bölgeler) ve koyu (çok yoğunlaşmış = Heterokromatik Bölgeler) bantlar şeklinde görülen kromatın kısımları saptanır. Her kromozomdaki bantların konumu kendıne özgüdür ve bu bantlaşmanın incelenmesi, genetik programın aydınlatılması için çok önemli sonuçlar verir. Her ne kadar bölünmekte olan hücrelerdeki kromozomların açık renkli bantlarındakı kromatin, koyu renkli olan kısımlardakine (yani çok sıkı paketlenmiş) göre nisbeten daha çok okunabilen gen taşırsa da, bölünme olayının ılerlemiş evrelerinde, kromozomun hiçbir kısmında artık gen okunması meydana gelmez. Çünkü paketlenme en üst düzeyine ulaşır. mRNA'ya tercüme, yalnız, bölünme döngüsüne girmemiş hücrelerdeki, kısmen gevşemiş kromatin kısımla-rında gerçekleşir.

Histonlar, üç çeşit kromozomal proteinden ancak bir grubudur. Diğer ikisi yapısal ve regülatör proteinlerdır. Histonları alınan kromozomun şeklı bozulmaz;
çünkü şekli oluşturan yapısal proteinlerdir. Çıplak DNA sarmalları bu yapısal proteinlere tutunurlar. Regülatör proteinler en az bilinen gruptur. Büyük bir olasılıkla DNA'nın çift sarmallarını ya da DNA'nın en azından yapısal ve regülatör genlenni içeren kısımlarını tümüyle örterek kapatırlar ve böylece okunmalarını önlerler. Kromozomal regülatör proteinlerin etkisini, gelişme süreci içerisinde, belirlı bir zamana ve sıraya göre gösterdiği ve böylece organizmadaki yapıların bir zaman dizisi içerisinde ortaya çıktığı bilinmektedir.
Dev kromozomların incelenmesi (sineklerin tükrük bezlerinde, Malpiki kanalın-daki hücrelerde ve bazı yağ dokularında) oldukça önemli bilgiler vermiştir. Çünkü endomitozis ile kromozomlar binlerce defa bölünmesine karşın, yavru kromonemalar yan yana kalmakta ve bu suretle kuvvetli boyanan DNA bantları meydana gelmekte-dir (Şekil 10.7).

 Biz dev kromozomları haploit olarak kabul ediyoruz. Çünkü ana ve babadan gelen kromozom çifti bunlarda birbirine kaynaşmış durumdadır. Mutasyon-ların gösterilmesinde önemli rol oynarlar. Çünkü haploit olduğundan çekinik genler dahi etkisini fenotipte gösterebilecektir.

Dev kromozomların özel bir durumunu yumurta sarısı bakımından zengin olan balık, amfibi, sürüngen ve kuşlarda görüyoruz. Mayoz bölünmenin profaz evresinde, homolog kromozomlar lamba şeklinde dizilirler .
Kromozomların döller boyunca sabit tutulması, gamet oluşumu sırasında, homolog kromozomların ikiye ayrılması ve yalnız bir tanesinin gametlere verilmesiyle rnümkün olur. 2n sayısı döllenme ile tekrar sağlanır. Her kromozom içerisinde bir ya da birkaç özelliği kontrol eden birçok gen vardır. Her gen belirli bir yerde bulunur; bu yere lokus denir (çoğul loki). Her hücrede aynı kromozomdan bir çift bulunduğun-dan aynı özelliğe etki eden genler de çift (en azından) halde bulunur (Y kromozo-munda bulunanlar hariç). Kromozomlar birbirinden ayrılırken genler de buna uygun olarak ayrılır. Genler, kromozomların içinde bir doğrultu üzerinde dizilmişlerdir. Homolog kromozomlarda aynı genler aynı yerlerde bulunurlar. Dolayısıyla mayoz esnasında sinapsis yapan kromozomlar, noktası noktasına kavuştuklarından homolog genler tamamen birbirlerinin karşısına gelirler

İnsan Kromozomları

Hücrede bölünme zamanının dışındaki dönemlerde DNA uzun ve ipliksi şekil alır. Bu şekle "kromatin ağ" denir. Bölünme esnasında kromatin ağ kısalır ve kalınlaşır. Böylece kromozomu oluşturur. Kromozomun yapısında DNA ve protein vardır. Kromozomların şekli, büyüklüğü ve sayısı her tür için farklı ve sabittir. Aynı kromozom sayısına sahip olma iki canlının birbirine benzemesini gerektirmez. Canlıların benzerliği farklılık ve gelişmişlik kromozom sayısına değil DNA'daki bazı dizilişlere bağlıdır.

İnsanda 46 adet kromozom bulunur. Bunların içerdiği baz sayıları şöyledir:

Kromozom 1 (insan), Gen sayısı: 3,148, Baz sayısı: 247,200,000, Tanımlanmış bazlar: 224,999,719
Kromozom 2 (insan), Gen sayısı : 902, Baz sayısı: 242,750,000 , Tanımlanmış bazlar: 237,712,649
Kromozom 3 (insan), Gen sayısı :1,436, Baz sayısı: 199,450,000, Tanımlanmış bazlar: 194,704,827
Kromozom 4 (insan), Gen sayısı : 453, Baz sayısı: 191,260,000, Tanımlanmış bazlar:187,297,063
Kromozom 5 (insan), Gen sayısı : 609, Baz sayısı: 180,840,000, Tanımlanmış bazlar:177,702,766
Kromozom 6 (insan), Gen sayısı : 1,585, Baz sayısı: 170,900,000, Tanımlanmış bazlar: 167,273,992
Kromozom 7 (insan), Gen sayısı : 1,824, Baz sayısı: 158,820,000, Tanımlanmış bazlar: 154,952,424
Kromozom 8 (insan), Gen sayısı : 781, Baz sayısı: 146,270,000, Tanımlanmış bazlar: 142,612,826
Kromozom 9 (insan), Gen sayısı :1,229, Baz sayısı: 140,440,000, Tanımlanmış bazlar: 120,312,298
Kromozom 10 (insan), Gen sayısı : 1,312, Baz sayısı:135,370,000, Tanımlanmış bazlar:131,624,737
Kromozom 11 (insan), Gen sayısı : 405, Baz sayısı: 134,450,000, Tanımlanmış bazlar: 131,130,853
Kromozom 12 (insan), Gen sayısı : 1,330, Baz sayısı: 132,290,000, Tanımlanmış bazlar: 130,303,534
Kromozom 13 (insan), Gen sayısı : 623, Baz sayısı: 114,130,000, Tanımlanmış bazlar: 95,559,980
Kromozom 14 (insan), Gen sayısı : 886, Baz sayısı: 106,360,000, Tanımlanmış bazlar: 88,290,585
Kromozom 15 (insan), Gen sayısı : 676, Baz sayısı: 100,340,000, Tanımlanmış bazlar: 81,341,915
Kromozom 16 (insan), Gen sayısı : 898, Baz sayısı: 88,820,000, Tanımlanmış bazlar: 78,884,754
Kromozom 17 (insan), Gen sayısı : 1,367, Baz sayısı: 78,650,000, Tanımlanmış bazlar: 77,800,220
Kromozom 18 (insan), Gen sayısı : 365, Baz sayısı:76,120,000, Tanımlanmış bazlar: 74,656,155
Kromozom 19 (insan), Gen sayısı : 1,553, Baz sayısı: 63,810,000, Tanımlanmış bazlar: 55,785,651
Kromozom 20 (insan), Gen sayısı : 816, Baz sayısı: 62,440,000, Tanımlanmış bazlar: 59,505,254
Kromozom 21 (insan), Gen sayısı : 446, Baz sayısı: 46,940,000, Tanımlanmış bazlar: 34,171,998
Kromozom 22 (insan), Gen sayısı : 595, Baz sayısı: 49,530,000, Tanımlanmış bazlar: 34,893,953
X Kromozomu, Gen sayısı : 1,093, Baz sayısı: 154,910,000, Tanımlanmış bazlar: 151,058,754
Y Kromozomu, Gen sayısı : 125, Baz sayısı: 57,740,000, Tanımlanmış bazlar: 22,429,293