SAĞLIK ve GENETİK
Artan bilgi ile birlikte hasta ve ailelerin
bilinçlendirilmesi
« Genetik bilgiden hastaların ve ailelerin
yararlanması için tüm sağlık çalışanları insan
genetiğinin temelinde yatan prensipleri
anlamalıdır»
2
Sadece hastaya değil aileye de odaklanır
Temelinde genetik olsun olmasın detaylı bir aile
öyküsünün alınması gerekir.
Neden gereklidir?
Teşhiste önemlidir
Problemin kalıtsal bir hastalık olduğunu gösterebilir
Hastalığın doğal seyri konusunda bilgi verebilir
Kalıtım şeklini aydınlatabilir
Kalıtım şeklinin tanımlanması,
Ailenin diğer bireylerinin riskini hesaplama imkanı verir. Hastaya ve aileye uygun önleyici hizmet ve danışma sunulabilir
3
GENETİK;
Organizmalardaki kalıtım ve çeşitliliği inceler.
İNSAN GENETİĞİ;
İnsanlardaki kalıtım ve farklılıkları inceleyen bilim dalıdır.
TIBBİ GENETİK;
Tıbbi uygulama ve araştırmalarda önemi olan genetik farklılıkları inceler
PRENATAL TANI VE GENETİK
Doğum öncesi kalıtsal hastalıkları veya anomalileri genetik yöntemlerle tespit ederek hastalığın yönü ile ilgili öngörüde bulunur.
4
GENETİĞİN DİĞER ALANLARI
Sitogenetik;
Kromozomları çalışır
Moleküler Biyokimyasal Genetik;
Genlerin yapı ve fonksiyonlarını çalışır
Genomiks;
Genomun organizasyon ve fonksiyonunu çalışır
Popülasyon Genetiği;
Genetik farklılıkları ve allel sıklıklarını belirleyen faktörleri çalışır
GENETİĞİN DİĞER ALANLARI
Gelişim Genetiği (Developmental Genetic);
Gelişmede genetiğin rolünü çalışır
Klinik Genetik;
Hasta tanı ve bakımında genetiğin rolünü çalışır
Genetik Danışma;
Hastaya psikolojik ve eğitim desteği ile birlikte
genetik risk bilgilerini sağlayıp, hasta ve ailelerin
bakımı ile ilgili çalışır.
Tıbbi Genetik alanında çalışan bireyler yani tıbbi
genetikçiler;
Laboratuvar tanısı yoluyla topluma hizmet verirler. Bu
hizmetler;
- Genetik hastalıkların tanısı,
- Taşıyıcı testleri,
- Doğum öncesi tanı,
- Hayatlarının daha geç dönemlerinde hastalık geçirme
riski olan kişilerin erken tanısı
TEMEL KAVRAMLAR
Genetik materyal (DNA) genlere ve kromozomlara nasıl
organize olur?
Organize olan genetik bilgi sonraki nesillere nasıl
aktarılır?
Gen yapısı, çalışması, DNA replikasyonu ve gen
ekspresyonu nasıl gerçekleşir?
Genetik bilgi DNA’dan RNA’a ve proteine nasıl aktarılır?
Bu sistemler üzerine mutasyonların etkisi nedir?
Şu anki genetik teknolojiler nedir?
KROMOZOMLAR
Kromozom kelimesi Yunanca renk (chroma) ve vücut
(soma) kelimelerinden köken alır.1800’lerde bilim
adamları tarafından boyanan hücre nükleusunda ilk kez
renkli olarak gözlenmiştir. Bu iplik benzeri yapılar tüm
hücrelerin nükleusunda vardır ve ebeveynden yavrulara
aktarılan kalıtımın temel birimidir.
KROMOZOMLAR
Kromozomlar çift
zincir DNA
molekülünden
meydana gelir ve
histon proteinleri
etrafında
sarılırlar.
KROMOZOMLAR
Histon proteinleri + DNA ipliği Kromatin
Kromozomlar hücre içinde 2 formda bulunur:
Kapalı (condensed - yoğun)
Açık (relaxed – gevşek)
KROMOZOMLAR
Hücre bölünmeden
önce her bir
kromozom duplike
olur (çift kopya).
Kromozomun her bir kolu kromatid adını alır.
KROMOZOMLAR
Hücre bölünmesi süresince her iki kromatidin DNA’sı
histon proteinleri etrafında sıkı sarılır. Bu şekilde
hücre içinde kromozom hareketi kolaylaşır. Bu yoğun
formdaki kromozomlar ışık mikroskobu altında görülür.
Giemsa boyama (G-bantlama) sonrası kromozomlar
büyüklük ve bantlarının özelliklerine göre
tanımlanabilir (1, 2, 3, X, Y…..gibi). Kromozomlar
kondanse (yoğun) formdayken transkripsiyon (DNA’nın
RNA’a çevrimi) gerçekleşemez.
KROMOZOMLAR
Kondanse durumda kromozomların pek çok özelliği
gözlenebilir. Kromozomların kolları arasındaki dar bölge
sentromer adını alır. Kromozom 2 kromatidli haldedir.
Hücre bölünmesi sırasında (mitoz ve mayoz) iğ ipliklerine
kinetekor denilen sentromerlerin etrafındaki özel bölgeleri
ile bağlanırlar. Bu şekilde hücrede hareket edebilirler.
Her bir kromozomun uçları telomer adını alır. Bu bölgeler
kısa DNA dizilerinden oluşur. Bu diziler pek çok kez
tekrar eder ve protein kodlamazlar.
KROMOZOMLAR
Telomerlerin görevi kromozom uçlarını korumaktır.
Telomerlerin kısalması yaşlanma ve kanser ile
ilişkilendirilmiştir. İnsanlar bir somatik (vücut) hücrede
her bir çifti bir ebeveynden gelen 23 çift farklı
kromozoma sahiptir. Bunlardan cinsiyet kromozomları
dışındaki 22 çift otozomal kromozomlar (1-22) adını alır.
Kalan bir çift cinsiyet kromozomu ise gonozomal
kromozomlar (X ve Y) adını alır. İnsanlarda cinsiyet Y
kromozomunun varlığı ya da yokluğu ile belirlenir. Dişiler
XX, erkekler XY kromozomlarına sahiptir.
KROMOZOMLAR
Y kromozomu olmadığı zaman embriyonik gelişim dişi
gelişimi yönünde ilerler. Y kromozomu varlığında gelişim
sadece bu kromozom üzerinde bulunan SRY (Sex-
determining region Y) geni etkisi ile erkek gelişimi yönünde
ilerler.
KROMOZOMLAR
Somatik hücreler her bir kromozomun 2 kopyasını içerir
diploid olarak isimlendirilir ve kromozom sayısı 2n’dir.
Fertilizasyon için özelleşmiş hücreler gamet (sperm,
yumurta) adını alır. Bu hücreler haploid sayıdadır (n).
Haploid gametler fertilizasyon sonrası diploid (46) sayıya
ulaşır. Biri anne biri baba kaynaklı olmak üzere…
18
e
HÜCRE BÖLÜNMESİ
HÜCRE DÖNGÜSÜ
Hücrenin bölünmeye hazırlanma süreci hücre döngüsü’dür.
Sadece hücre döngüsünü
tamamlamasına izin verilen
hücreler bölünmesini
tamamlar. Bölünmeyecek
hücreler dinlenme fazı olan
Go’da bekler.
HÜCRE DÖNGÜSÜ Hücre döngüsünün ilk fazı G1
(Gap1). Büyüme fazı. Bu evre-
nin süresi hücre çeşidine göre
birkaç dakika, saat, hafta
ya da gün olabilir.
- ATP sentezi
- Organel sayısının artışı
- Protein sentezi artışı
- Metabolizma hızı en yüksek
seviyede….
HÜCRE DÖNGÜSÜ Hücre bölünmesi için kontrol
noktaları vardır. Bu kontrol
noktaları bir faz tamamlanma-
dan diğerine geçilmesine engel
olur. İlk kontrol noktası G1.
Hücre döngüsü kontrolünün
kaybına neden olacak bir veya
daha fazla gendeki mutasyon
hücrenin kontrolsüz bölünmesi-
ne ve kansere neden olabilir
HÜCRE DÖNGÜSÜ Hücre bölünmesi gerektiğinde
hücre tarafından kimyasal bir
sinyal alınır. G1 kontrol
noktası geçilir. Hücre ikinci
faza geçer. S fazı.
-DNA sentezi
- Kromozom replikasyonu
- Hücrenin DNA içeriğinin
çift katı olması
S fazında kontrol noktası yok
HÜCRE DÖNGÜSÜ Hücre S fazından sonra
gelişimin diğer bir periyodu
olan G2 fazına geçer.
Hücre nüklear ve hücre
bölünmesine hazırlanır.
-Protein sentezi devam eder
İkinci kontrol noktası G2 fazı
sonundadır.
İçerik doğru ve yeterli ise M
fazına geçilir.
HÜCRE DÖNGÜSÜ M fazı nüklear bölünme ve
sonrasında sitokinezdir.
G1, S ve G2 fazları interfaz
evresi adını alır.
Hücre döngüsünün M fazı
hücrenin fonksiyonuna bağlı
olarak 2 metodla gerçekleşir.
Mitoz ve Mayoz.
MİTOZ
MAYOZ
28
http://pumatrendbio.weebly.com/standard-321-meiosis.html
(Bivalent)
29
30
31
32
Mayoz ve Mitozun Karşılaştırılması
Mitoz Mayoz
Büyüme, tamir ve rejenerasyon (yenilenme)
Gamet oluşumu
Somatik (vücut) hücrelerde Testis ve ovaryumların germ (üreme) hücrelerinde
Hücre döngüsünün bir turu Hücre döngüsünün iki turu (bir mitoz bir mayoz)
2 diploid hücre 4 haploid yavru hücre
Yavru hücre kromozom sayısı ebeveyn hücre kromozom sayısı ile aynı (2n, diploid)
Yavru hücre kromozom sayısı ebeveyn hücre kromozom sayısının yarısı (n, haploid)
Yavru hücreler genetik olarak özdeş (normal şartlarda)
Yavru hücreler genetik olarak özgün
KROMOZOMLAR ve KALITIM
Genler bir kromozom boyunca doğrusal olarak
yerleşir. Her zaman aynı kromozom üzerinde aynı
pozisyonda bulunur. Bu pozisyon lokus adını alır. Bir
lokusta her bir genin bir kopyası bulunur. Ancak
somatik hücreler diploiddir (bir maternal, bir paternal
orjinli). Bu nedenle hücre başına her bir genin iki
kopyası vardır. X ve Y kromozomu dışında…
Y kromozomu üzerindeki gen sayısı (50) X
kromozomundan (800) azdır. Buna ek olarak bazı
genler benzersizdir. Y kromozomu üzerindeki SRY geni
gibi…(erkek cinsiyetinin gelişiminde görevli)
Aynı genin farklı versiyonları alel adını alır.
Herhangi bir gen için eğer iki alel de eşse bireyler
homozigottur. Eğer birey aynı gende 2 farklı alele sahipse
heterozigottur. Spesifik bir genin alellerinin kombinasyonu
genotip adını alır. Genotipin gözlenebilen sonucu ise
fenotiptir. Bir genin karşılıklı lokuslar üzerinde bulunan
alellerinden hangisinin fenotipi belirleyeceğini gösteren ilişki
dominantlık (baskınlık) olarak adlandırılır. Etkisini fenotipte
gösteremeyen ya da homozigot durumda etkisini gösterebilen
genlere resesif (çekinik) genler denir. Heterozigot Aa
Homozigot AA, Homozigot aa
Genetik Terimler
Allel: Belirli bir lokustaki aynı genin alternatif formları
Kodominant: Bir genin farklı iki allelinin heterozigot durumda
etkisini göstermesidir.
Dominant: Bir karakterin oluşumunda her zaman kendisini
gösteren gen.
Genotip: Spesifik bir gen için alel kombinasyonu.
Hemizigot: Özel bir genin sadece bir kopyasına sahip
olunması
GENLER ve DNA
Genler kalıtımın temel birimidir. Bir gen DNA’nın
bir segmenti olarak tanımlanabilir. Bir polipeptid
aminoasitlerin oluşturduğu zincirdir. Bir veya daha
fazla polipeptid proteinleri oluşturur. Genlerin
büyük çoğunluğu nükleusta yerleşir ve 37 tanesi ise
mitokondri genomundadır.
DNA’NIN YAPISI
DNA nükleotidlerden oluşan bir nükleik asittir. Tüm
nükleotidler aynı 3 komponente sahiptir.
- Bir nitrojen baz
- 5 C’lu şeker
- Fosfat grubu
DNA’da 4 farklı nükleotid ve 2 grup vardır. Adenin (A),
Guanin (G) nükleotidleri pürin bazları; Sitozin (C), Timin (T)
nükelotidleri pirimidin bazlarıdır. Aynı zincir üzerindeki
nükleotidler arasında fosfodiester bağları ile karşılıklı
zincirler arasında hidrojen bağları ile bağlıdırlar.
39
DNA’NIN YAPISI
Karşılıklı zincirler
üzerindeki nükleotidler
arasında A=T ile 3 hidrojen
bağı, G C ile 3 hidrojen
bağı ile bağlanır.
DNA REPLİKASYONU
Hücre bölündüğü zaman her iki yavru hücre tüm
kromozom setine sahip olmalıdır. Hücre kendi
DNA’sının kopyasını sentezlemek zorundadır.
Hücre bölünmesinin S fazı süresince olur.
DNA’nın her bir zinciri yeni sentezlenecek DNA
zinciri için kalıp olarak görevlidir.
DNA’nın replike olabilmesi için katlanmasının
önlenmesi gereklidir…….HELİKAZ enzimi görevli
DNA REPLİKASYONU
DNA REPLİKASYONU
DNA çift zinciri ayrıldıktan sonra A-T, G-C
eşleşmesi olacak şeklide yeni zincirin sentezi
DNA polimeraz ile sağlanır.
DNA replikasyonun doğru yapılması önemlidir.
Mutasyonlar oldukça sık gözlenir.
Replikasyondan sonra proofreading (düzeltme)
çalışır.
Tamir mekanizmalarına rağmen hatalar ısrarlı
olabilir ve mutasyon yavru hücreye geçebilir.
RNA’NIN YAPISI
Nükleik asitlerin ikinci tipidir. Gen
ekspresyonunda görevlidir. RNA da 3 birimden oluşur.
- 5 C’lu şeker
- Nitrojen baz
- Bir fosfat grubu
DNA ve RNA arasındaki fark şeker grubudur. DNA’da
deoksiriboz RNA’da riboz bulunur. Nitrojen bazları
bakımından DNA’daki T yerine RNA’da Urasil bulunur.
Tek zincirdir. DNA’nın tek bir zincirinden sentezlenir.
GEN EKSPRESYONU (GEN İFADESİ)
Bir gen DNA nükleotidlerinden oluşur ve spesifik bir
protein üretmek üzere kodlanır. DNA tarafından
kodlanan bilginin bir proteine sentezi için
kullanılması gen ekspresyonu adını alır.
Hücrenin protein makinesi ribozomlardır. Bir
proteinin yapımı için gerekli bilgi ribozomlara
nakledilir. Bu nakil ise DNA dizisinin bir RNA
kopyasının yapımı ile başarılır. Bu kopya mRNA
(messenger-haberci RNA) adını alır.
GEN EKSPRESYONU (GEN İFADESİ)
mRNA, protein sentezi için nükleustan ayrılıp
ribozomlara seyahat eder. Bir gendeki bilginin mRNA’a
aktarılması transkripsiyon, mRNA’daki bilginin okunarak
protein yapılması translasyon adını alır.
Hücredeki genetik bilginin DNA’dan RNA’a ve sonrasında
proteine aktarılması santral dogma olarak isimlendirilir.
48