değşinim

DEĞişiNiM ya da m u t a s y o n olarak
da bilinir, yeni döllere aktarılacak kalıtsal
bilgide, genellikle fiziksel ya da kimyasal dış
etkenlerin uy ansıyla, çok seyrek olarak da
kendiliğinden ortaya çıkabilen değişiklik.
Değşinim, hücredeki kalıtsal bilgiyi taşıyan
dezoksiribonükleik asit (DNA) zincirinin
gen adı verilen ve belli bir özelliği, örneğin
bir proteini kodlayan bölümündeki değişikliklerden
kaynaklanır. DNA, yapısal olarak,
şeker ve fosfat gruplanndan oluşan iki
zincir üstünde özel bir sırayla dizilmiş, purin
yapısındaki adenin (A) ve guanin (G) ile
pirimidin yapısındaki timin (T) ve sitozin
(C) bazlannm yer aldığı bir makromoleküldür.
Birbirinin tümleyicisi olan bu bazlardan
A her zaman T ile, G de her zaman C
ile bağlanarak birer baz çifti oluşturur; bu
tümleyici bazlar arasında kurulan hidrojen
bağlan DNA’nın iki zincirini de bir çift
sarmal oluşturacak biçimde birbirine bağlar.
Bazlann DNA zinciri üstündeki dizilişiyle
belirlenen kalıtsal bilgi, kodon adı
verilen üçlü nükleotitlerle kodlanır. Proteinleri
oluşturan yalnızca 20 aminoasite karşılık,
nükleik asitlerin yapısındaki dört çeşit
baz üçlü nükleotitler halinde 64 değişik
kodon oluşturabildiği için, bir aminoasiti
kodlayan birden fazla kodon bulunabilir.
Bazı kodonlar ise bir protein bireşiminin
(sentez) başlamasını ve bitişini işaret eder.
Değşinimler, bir DNA zincirindeki bir
bazın başka bir bazla yer değiştirmesi
sonucunda ortaya çıkabileceği gibi, bir ya
da birden çok bazın eklenmesi ya da
eksilmesi sonucunda da oluşabilir. DNA
molekülünde saklı kalıtsal bilgide bir tek
baz çiftinin değişmesiyle gerçekleşen değşinimlere
nokta değşinimi adı verilir. Bu tür
değşinimlerde bir purin-pirimidin baz çiftinin
(örn. A-T çifti) başka bir purin-pirimidin
çiftiyle (örn. G-C çifti) yer değiştirdiğidüz geçişli yer değiştirme ya da bir purinpirimidin
baz çiftinin (örn. A-T) bir pirimidin-
purin (örn. T-A) baz çiftiyle yer değiştirdiği
çapraz geçişli yer değiştirme söz
konusudur. Böyle bir değşinim kendiliğinden
ortaya çıkabileceği gibi, bazlann benzerleriyle
(örn. 5-bromo urasil ya da
2-amino purin) yer değiştirmesinden de kaynaklanabilir.
Örneğin, timinin benzeri olan
5-bromo urasil eşleme sürecinde timinin
yerini alır; ama bu bileşik kolayca enol
durumuna geçebildiği için guanin ile tümleme
yapar. Sonuçta, ikinci bir eşlemeyle A-T
baz çiftinin yerini G-C çifti almış olur.
Nokta değşinimleri genellikle tek bir kodonu
etkilediğinden çoğu kez büyük değişikliklere
yol açmaz. Örneğin değşinime uğramış
kodon aynı aminoasiti kodlamaya devam
edebilir ya da proteinin işlevini değiştirmeyen
başka bir aminosit kodlanabilir.
Ama bazı durumlarda, DNA molekülündeki
tek bir nükleotitin değişmesi bile çok
önemli sonuçlar doğurabilir. Örneğin orak
hücreli kansızlık olarak bilinen kalıtsal hastalık,
böyle bir nokta değşiniminden ileri
gelir ve eğer çocuk değşinime uğramış geni
hem annesinden hem babasından almışsa
kötü sonuçlar doğurabilir.
Bir aminoasiti kodlayan bir kodonu hiçbir
aminoasiti kodlamayan bir kodona, örneğin
bir sonlanma kodonuna dönüştüren değşinimlereanlamsız değşinim adı verilir. Bu
tür değşinimler, protein bireşiminin normalden
önce sonlanmasma, dolayısıyla genin
biyolojik işlevini yerine getirmemesine yol
açar. Bir aminoasiti kodlayan bir kodonun
başka bir aminoasiti kodlayan bir kodona
dönüştüğü değşinimlere ise yanlış anlamlı
değşinim adı verilir.
Eksilme ya da eklenme değşinimleri, nokta
değşinimlerinden çok daha önemli değişikliklerin
sorumlusudur. DNA zincirinde
bir ya da birden çok bazın eksilmesi ya da
eklenmesi, genellikle eklenme ya da eksilmenin
olduğu noktadan başlayarak kod
okuma çerçevesinin kaymasına yol açacağından,
gen yapısında daha önemli değişikliklere
neden olur. Örneğin TAG GGC
ATA ACG ATT dizisinde, ilk kodonda
oluşan bir değşinimle bir A bazının eklendiği
varsayılırsa, bu yeni dizi TA A GGG
CAT AAC GAT T biçimine dönüşecek ve
bu farklı dizi, okuma çerçevesindeki kayma
nedeniyle, bambaşka bir aminoasit dizisini
kodlayacaktır. Birden fazla kodonda ortaya
çıkan bu tür değişikliklerin daha önemli ve
ciddi sonuçlar doğurması doğaldır.
Değşinime uğramış DNA dizileri de tıpkı
normal DNA dizileri gibi eşlenir, çoğalır ve
hücrede kuşaktan kuşağa normal diziler gibi
aktarılır. Değşinim geçirmiş kalıtsal bilgi
ancak yeni bir değşinimle eski normal
durumuna dönebilir. Geri dönüşlü değşinim
denen ikinci değşinim özgün genin yapısını
onarır ve yeniden normal işlevini kazandırabilir;
bazen de, ilk değşinimin oluştuğu
bölgeden başka bir bölgede ortaya çıkan ve
baskılayıcı değşinim denen ikinci bir değşinim
ilk değşinimin etkisini tümüyle ya dabir ölçüde yok edebilir.
Eşeyli olarak üreyen insanda ve öbür
üstün yapılı canlılarda değşinimler, oluştuk –
lan hücrelerin cinsine bağlı olarak iki grupta
incelenebilir. Eşey hücrelerinde oluşan
değşinimlere tohumsal değşinim, bu hücrelerin
dışındaki bütün öbür hücrelerde oluşan
değşinimlere ise somatik değşinim adı
verilir.
Somatik değşinimlerin en çarpıcı örneği
mavi gözlü insanlarda gözlenebilir. Mavi
göz, bir pigmentin eksikliğinden ileri gelen
çekinik bir karakterdir. Mavi gözlü insanlar,
bu karakteri belirleyen b genini hem
annelerinden hem babalarından alırlar (bb).
Kahverengi gözü belirleyen B geninden bir
tane bile alan kişiler (Bb) ise kahverengi
gözlüdür. Bazen ender olarak, mavi gözlü
insanların genellikle bir gözünde kahverengi
bir bölge görülür. Bu özellik büyük
olasılıkla, göz hücrelerinde oluşan ve b
genlerinden birinin Byye dönüşmesiyle sonuçlanan
somatik bir değşinimden kaynaklanır.
Böyle bir insanın gözü, hücrelerinin
büyük bölümü bb (mavi), az büyük bölümü de
Bb (kahverengi) olan bir genetik mozayiktirBu tür değşinimler egfey hücrelerini
etkilemediği için ana-babadan çocuğa aktanlmaz.
Buna karşılık yumurta ya da sperma
gibi eşey hücrelerinden birinin DNA’sım
etkileyen tohumsal değşinimler kalıtsaldır
ve kuşaktan kuşağa aktarılarak sürer. Örneğin,
kuramsal olarak, mavi gözlü (bb) iki
insanın kahverengi gözlü (Bb) çocuklarının
olması ancak eşey hücrelerindeki bir değşinimden
kaynaklanabilir. Kalıtsal hastalıklann
çoğu da bu tür değşinimler sonucunda
ortaya çıkar. Özellikle tohumsal değşinimler,
kalıtımın kuramsal temellerinin incelenmesi
için olduğu kadar, insan evrimin
gelecekteki yönünü belirleyen ipuçları olarak
da incelenmeye değer olgulardır.
Yeni oluşan değşinimlerin çoğu doğal dengeyi
bozduğu için genellikle zararlı, hatta
kalıtsal hastalıkların birçoğunda olduğu gibiölümcüldür. Bu zararlı genlerin toplumda
yayılmasını önleyebilmek, ancak değşinime
uğramış kalıtsal bilgiyi taşıyan canlının üreme
yeteneğinin azalmasına ya da yok olmasına
bağlıdır. Oldukça seyrek gerçekleşen
yararlı değşinimler ise, evrimin doğal seçme
yoluyla daha uygun canlılar yaratma amacına
yardımcı olur.
Değşinimin, gözlemlenebilen herhangi bir
etki olmaksızın kendiliğinden ortaya çıkması
çok seyrek görülen bir olgudur; buna
karşılık, fiziksel ya da kimyasal etkenlerle
uyarılmış değşinimin görülme sıklığı, bu
etkenlerin varlığına bağlı olarak artar. Bir
dış etkenin değşinime yol açabilmesi (mutajen
olması) için hücre içine girip etkinliğini
göstermesi gerekir. Örneğin Güneş’in morötesi
ışınları, girim gücü düşük olduğu için
yalnızca deri hücrelerinde somatik değşinime
yol açabilirken, girim gücü yüksek olan
X ışınları ya da atom bombası ışımaları
tohumsal değşinimlere yol açabilen çok
güçlü etkenlerdir.
Öte yandan, nükleik asitlerle etkileşime
girerek alkil gruplan ekleyebilen ya da amin
gruplarını kaldırabilen bazı kimyasal maddeler
de değşinime yol açabilir. Örneğin
diklorodietil sülfür gibi savaş gazlan, epoksitler,
etileniminler gibi alkilleyici kimyasal
maddelerin kanser oluşumuyla yakın ilişkisi
olduğu saptanmıştır.