KROMOZOMLARIN YAPISI

Ilk defa 1840 yilinda botanikçi Hofmeister tarafindan Tradescamia bitkisinin polen ana hücrelerinde görülmüs ve 1888 yilinda Vvaldeyer tarafindan da "Kromozom" ismi verilmistir.

Hiçbir zaman yeniden yapilmazlar ya eskiden varolan kromozomun bölünme-sinden ya da tamamlama sentezleri ile yapilirlar. Yasamin sürekliligi kromozomlarin devamliligina dayanir. h-ler canlida kromozomlann sekli farkli olmasina karsin, ayni türde ayni kromozomlarin sekilleri birbirine benzerdir.

Örnegin, 3. kromozom bir türde ayni sekle sahip olmasina karsilik, ayni türde 3. ile 8. kromozomlarin sekilleri birbirinden farklidir. Sayilari, türden türe farkli olur. Sayisi ile organizasyon derecesi arasinda herhangi bir baglanti yoktur.

Küçük bir kromozom daha fazla gen tasiyabilir. Örnegin, Ascaris megalocephala un/va/ens'öe 2n = 2 (bilinen en az sayida kromozom tasiyan canli), Drosophila melanogaster'öe 2n = 8, insanda 2n = 46, keçide 2n = 60, bir tür istakozda 2n = 200, Ophyoglos-sum vulgatum (bir çesit egrelti otul'da 2n = 500 (canlilar arasinda bilinen en fazla kromozom sayili bitki) kromozom vardir. Normal vücut hücreleri anadan ve babadan gelen birer kromozom takimina sahiptir. Ana ve babadan gelen es kromozomlarin sekilleri ve büyüklükleri (esey kromozomlari hariç) birbirine esittir. Bu çift kromozom takimi bütün vücut hücrelerinde bulunur. Böyle hücrelere "S o m a t i k h ü c r e-l e r" adi verilir. Kromozom sayisi bakimindan da "D i p l o i f'tir denir ve 2n ile gösterilir. Fakat esey hücrelerinde, ergin gametlerde ve bazi ilkel canlilarin bütün hayat devrelerinde (yalniz zigot halinde diploit) kromozomlar eslerinden yoksundur. Partenogenetik çogalan bazi hayvanlarda, örnegin, erkek arilarda, vücut hücreleri-nin kromozom sayisi disilerinin somatik hücrelerindekinin yarisi kadardir. Ya erkek ya da disi esey kromozomunu bulunduranlara "G e r m i n a t i f H ü c r e l e r " denir. Esi olmayan kromozomlara da "H a p l o i t" denir ve "n" simgesiyle gösterilir. Kromozom sayisi sabit olmakla beraber bazi özeliesmis hücrelerde örnegin, böcek-lenn, özellikle bazi sineklerin tükrük bezlerinde bu sayi 2n'nin katlari seklinde bir artis gösterir. Burada kromozomlar çekirdek zan parçalanmaksizin çogalirlar. 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 büyüklügü kromozomlarin miktarina bagli oldugundan, poliploidide çekirdek hacminde büyüme görülür.

Normal bir hücrede kromozomlar gözükmez. Profazin baslangicindan basla-yarak gittikçe yay seklinde kivrilan ve kalinlasan ince kromatin agi seklindedir. Sonunda türlere özgü kromozom seklini alincaya kadar kivrilma devam eder. Dino-f/age/lata'öa kromozomlar her zaman gözükür. Çünkü bunlarda çekirdek zan yoktur ve DNA bazik proteinlere bagli degildir. Bu tip hücreiere "M e z o k a r y o t i k" hücreler denir. Bir kromozomu kaba taslak distan incelemeye baslarsak su kisimlar (Sekil 10.3 ve 4) görülür: Aralarinda genel olarak açi bulunan iki koldan olusur. Kol-lar, primer bogumla birbirinden aynlmistir, buna S e n t r o m e r " (Kinetokor) denir. iki kolu birbirine esit olan kromozomlara "Metasentrik", esit olmayanlara ise "Submetasentrik" denir. Bir kollu gibi görünen kromozomlara da "Akrosentrik" (buniann sentromeri kromozomlarin ucundadir) (Sekil 10.5) kromozomlar denir. Bazi hayvan gruplari bu üç tipten yalniz birine sahiptir. Örnegin amfibiler yalniz metasentrik kromozomlara sahiptir.

Kromozomlar üzerinde bu primer (birincil) bogumlardan baska, sekonder (ikin-cil) bogumlar da bulunabilir (Sekil 10.3 ve 4). Bazen (genellikle) kromozomun uç kis-minda uydu "S a t e l l i t" denilen yuvarlak ya da uzunca bir yapi bulunur. Uydu, kromozoma ince bir kromatin ipligiyle baglidir. Bu tip kromozomlara SAT kromo-zomlar denir. Sentromerler kromozomlarin ig ipligine takilmasini saglar. Sentromeri olmayan bir kromozom bölünmeye katilamaz ve tasfiye olur. Bu bogulma yerlerinde bulunan genler, rRNA'lari ve dolayisiyla çekirdekcikleri organize ederler. Bu genler çok defa yüzlerce kopya halinde bulunur ve buna 'Gen Amplifikasyon'u ya da 'Redunanz' denir. Kromozomlarin uçlarina da "Telomer7' denir.

Kromozomun (Insanda) Ince Yapisi: Çözülmüs DNA'nin uzunlugu, bölün-mekte olan hücredeki paketlenmis kromozomlardan yaklasik 100.000 defa daha fazladir. insan kromozomlarinin agirligi, kabaca, DNA ve kromozomdaki proteinie-rin toplamina esittir. DNA'nin "Histonlar" olarak bilinen kromozomal proteinlerle olan baglantilari, tamamen yogunlasmis kromozomlar içinde DNA'nin inanilmaz derecede sikica paketlenmesim saglar.

Bölünmeyen hücrelerde, çekirdek, kromatin olarak bilinen, kaba ve sekilsiz bir granüler materyal içerir. Kromatin, elektronmikroskop altinda incelendiginde, 0.3-0.5 mp çapinda boncuk dizisi gibi belirli bir yapiya sahip oldugu görülür (Sekil 10.6)- Bu kromatin ipligine çok defa "Kromonema" denir. Kromonemalar, bölünme evresine girmis kromozomlarda. "Matrix" denen, proteinlerden yapilmis amorf bir madde içerisinde bulunur. Bölünmelerin haricinde, kromatin iplikler çözünmüs olarak bulunduklari için, isik mikroskopunda görülmezler. Kromatinlerin her bir boncuguna "Nucleosom" (eski adlandinlmasi ile Kromomer) denir. Nukleozom, dört farkli histon çesidinin her birinden ikiser adet molekül içeren bir nukleozom çekirdeginden ve bunun üzerinde bir çember gibi sarili olan DNA'dan olusur (Sekil 10.6/n). Sekil 10.6/n'de görüldügü gibi DNA, nukleozom çekirdeginin etrafinda tam olarak iki defa dönmüstür. Nukleozomlar birbirlerine "Linker DNA = Baglayici DNA" denen çok uzun olmayan bir DNA zinciri ile baglanmislardir. Besinci çesit histon, nukleozomun dis yüzünde yer alir ve muhtemelen nukleozo-mun kararli kalmasini ve DNA'nin bulundugu yere sabitlestirilmesini saglar.

DNA'nin nukleozom etrafinda dönen kismi yaklasik 200 baz çiftinden olusmustur ve bunun da yaklasik 1/6'si sarilmadan durur. Eger hücreler bölünme-leri sirasinda incelenirlerse, kromozomlarin bölünmeye yaklastikça yogunlastiklari görülür. Bölünen hücrelerdeki DNA'nin ve proteinlerin bu denli siki paketlenme mekanizmalari tam olarak bilinmemektedir; fakat birincil ve ikincil kivrilmalarin bu yogunlasmada önemli oldugu açiktir.

Kromatinin yogunlasma derecesi. yapisal ve regulatör genlerin ürün verme derecelerinin göstergesidir. Çesitli kanitlar, kivrilmamis, yani çözülmüs kromatin-deki genlerin, yogunlasmis kromatindeki genlerden çok daha fazla okunduklarini göstermektedir. Kadinlarda çok siki paketlenmis X kromozomlarindan biri (Barr Cisimcigi), kalitsal olarak islevsizdir; nitekim homologu olan, çözülmüs ve uzamis olan ikinci X kromozomu yüzlerce okunabilir durumda gen tasir. Hücre bölünme-sinden önce kromozomlar gittikçe yogunlasirken (anafazda en yogun durumuna ulasir), bazi kromozomiarin bazi bölgelerimn diger kisimlardan daha fazla yogunlas-tigi görülür. Boyama ile, belirli evrelerde, belirii yogunlasma (kondensasyon) bölgeleri tasiyan kromozomlar gösterilebilir. Özel boyama teknikieriyle bir krorno-zom üzerinde açik (az yogunlasmis bölgeler = Eukromatik Bölgeler) ve koyu (çok yogunlasmis = Heterokromatik Bölgeler) bantlar seklinde görülen kromatin kisimlari saptanir. Her kromozomdaki bantlarin konumu kendine özgüdür ve bu bantlasmanin incelenmesi, genetik programin aydinlatilmasi için çok önemli sonuçlar verir. Her ne kadar bölünmekte olan hücrelerdeki kromozomlarin açik renkli bantlarindaki kromatin, koyu renkli olan kisimlardakine (yani çok siki paketlenmis) göre nisbeten daha çok okunabilen gen tasirsa da, bölünme olayinin ilerlemis evrelerinde, kromozomun hiçbir kisminda artik gen okunmasi meydana gelmez. Çünkü paketlenme en üst düzeyine ulasir. mRNA'ya tercüme, yalniz, bölünme döngüsüne girmemis hücrelerdeki, kismen gevsemis kromatin kisimla-rinda gerçeklesir.

Histonlar, üç çesit kromozomal proteinden ancak bir grubudur. Diger ikisi yapisal ve regülatör proteinlerdir. Histonlari alinan kromozomun sekli bozulmaz; çünkü sekli olusturan yapisal proteinlerdir. Çiplak DNA sarmallari bu yapisal proteinlere tutunurlar. Regülatör proteinler en az bilinen gruptur. Büyük bir olasilikla DNA'nin çift sarmallarini ya da DNA'nin en azindan yapisal ve regülatör genlenni içeren kisimlarini tümüyle örterek kapatirlar ve böylece okunmalarini önlerler. Kromozomal regülatör proteinlerin etkisini, gelisme süreci içerisinde, belirli bir zamana ve siraya göre gösterdigi ve böylece organizmadaki yapilarin bir zaman dizisi içerisinde ortaya çiktigi bilinmektedir.

Dev kromozomlarin incelenmesi (sineklerin tükrük bezlerinde, Malpiki kanalin-daki hücrelerde ve bazi yag dokularinda) oldukça önemli bilgiler vermistir. Çünkü endomitozis ile kromozomlar binlerce defa bölünmesine karsin, yavru kromonemalar yan yana kalmakta ve bu suretle kuvvetli boyanan DNA bantlari meydana gelmekte-dir (Sekil 10.7). Biz dev kromozomlari haploit olarak kabul ediyoruz. Çünkü ana ve babadan gelen kromozom çifti bunlarda birbirine kaynasmis durumdadir. Mutasyon-larin gösterilmesinde önemli rol oynarlar. Çünkü haploit oldugundan çekinik genler dahi etkisini fenotipte gösterebilecektir.

Dev kromozomlarin özel bir durumunu yumurta sarisi bakimindan zengin olan balik, amfibi, sürüngen ve kuslarda görüyoruz. Mayoz bölünmenin profaz evresinde, homolog kromozomlar lamba seklinde dizilirler .