İnsanlarda Gen Kartı Nasıl Yapılır?
Kalıtsal hastalıkların çoğu tek bir bozuk gene bağlıdır. Kromozom araştırmalarının yardımı ile böyle kalıtsal hastalıkların tesbiti için, bozuk (=defekt) genin yerinin bilinmesi gerekir. Aynı şekilde tedavi de genetik maddeye, doğrudan doğruya müdahale ile gerçekleşeceğinden, genin bulunduğu lokalitenin tesbiti şarttır.
Renkkörlüğü geni, insanda kartı yapılan ilk gendir. Daha 1911 yılında X kromozomunda bulunduğu belirlenmiştir. Bugün yeri bilinen gen sayısı 500'ün üzerindedir. Gen yerlerinin tesbiti SOMATİK HİBRİTLEME yöntemi ile yapılır. Bunun için kültürdeki insan ve maymun hücreleri karıştırılır. Meydana gelen HİBRİD HÜCRELERİ'nin her iki çekirdeği birbiri ile birleşir. Bu hibrid çekirdekleri hem insan hem de farenin tüm kromozomlarını ve dolayısı ile genlerini içerir. Hibrid hücreleri insan ve farenin gen ürünlerini üretir.
Hibrid hücreleri bölünme ile çoğalır. Mitozda bozukluklar görülür. Özellikle kromozomların dağılmasında bazı düzensizliklere rastlanır. Örneğin sadece fare kromozomlarını taşıyan hücrelerde, bir de insanın 11 nolu kromozomu bulunur. Böyle hücrelerde, insan inzulininin ürünü "Jel Elektroforezi" ile kanıtlanabilir. İnsandaki 11 nolu kromozomun inzulini üreten geni taşıdığı bu yolla belirlenmiştir.
Günümüzde gen kartı yöntemi çok daha basitleştirilmiştir. İnsan hücreleri kromozomları röntgen ışını ile küçük parçalara ayrılır. Böylece kromozomun bir parçasını içeren hibrid hücreleri elde edilir. Eğer özel gen ürünleri saptanırsa, uygun genin o kromozom parçasında olması gerekir. Bu şekilde 11 nolu kromozomun kısa kolunun dış kısmının sonunda inzulin geninin bulunduğu kanıtlanır. Hibrid hücrelerde, izole DNA belli baz sekuensleri bakımından incelenirse gen direkt yöntemle de saptanabilir.
DNA Sekuensleri (Dizinleri) Nasıl Saptanır?
DNA parçası baz seküenslerinin analiz metotlarının gelişimi, moleküler biyolojideki en önemli ilerlemelerden biridir. Bugün çok iyi işleyen çeşitli yöntemler kullanılarak, insanın çok sayıda gen seküensi şifrelenmiştir.
Bir baz seküensi tayini için analiz edilen gen önce klonlanır. DNA parçası virüs veya bakteri içine sokulur. Bunlar DNA parçasının kopyasını yapar. Daha sonra DNA çift dizininin her biri 5' ucunda radyoaktif 32P izotopu ile işaretlenir; birbirinden çözülerek elektroforetik olarak ayrılır. Çift dizinden birisinin fraksiyonları 4 kısma ayrılır. Her bölüme bir veya iki DNA bazını parçalayan özel bir madde eklenir. Mesela 1. kısımda sadece Guanin (G)'e etki yapılır ve DNA dizini bu noktada ayrılır. Deney koşulları öyle seçilir ki, her DNA dizininde bir kesinti olur. Eğer guanin 3., 7. ve 11. pozisyonda olursa, DNA da 3., 7. veya 11. noktada parçalanır. DNA'nın 5'. ucunda 3 nükleotidli işaretli bir parça ile işaretsiz bir artık parça elde edilir. Bundan başka kesinti diğer bir yerde, örneğin 7. veya 11. pozisyonunda olursa bu durum geçerlidir. Jel elektroforezinde kesinti parçaları büyüklüklerine göre ayrılır. Kromatog-rama karanlıkta röntgene duyarlı bir film yerleştirilir. Radyoaktif DNA bandları filmi siyahlatır ve onların konumları (=pozisyon) böylece görülebilir. Her band belli bir baz sayısına uygun olduğundan, guanin pozisyonları direkt olarak okunabilir.
Moleküler genetik laboratuvarları, DNA seküensini belirleme yöntemlerini çok geliştirdi. Bu nedenle her ay 10 000 kadar baz tesbiti yapılabilen kapasiteli üniteler vardır.
İnsan genomunun 3.109 nukleotidi seküensini belirlemek için öneriler yapılmaktadır. Böyle bir çalışmanın yapılması için gereken para, zaman ve düşünce ile aya insan gönderme çalışmalarında harcanan zaman, para ve diğer çabalar arasında hiç fark yoktur.
ABO Sistemi
Alyuvarların membranlarında, kan grubu substansı adı da verilen bir dizi kimyasal bileşik bulunur. Kan grubu özellikleri genetik olarak tayin edilir ve kalıtım kurallarının etkisi altındadır. ABO sistemi 1901 yılında keşfedildi. Her insan bu sistemdeki bir kan grubuna sahiptir. İnsandaki kan grupları, aynı yerde bulunan 4 gen tarafından kalıtlanır. Bu kalıtıma multiple aleli denir. Bunlar Av A2, B ve 0 olmak üzere dört aleldir. Genetik analizler Aj'in A2'ye göre dominant olduğunu belirlemiştir. Aj, Aj'ye ve B, 0'ra göre dominanttır. AB'nin heterozigot durumunda, her iki aleli yan yana ve aynı değerlerde ortaya çıkar. Yani kan grubu substansları A ve B'dir. A ve B alelleri birbirine karşı KODOMÎNANT'tır. Her insan iki alel taşır; bunların kombinasyonları altı fenotipi verir. Kan grubu özellikleri çevreye dayanıklı ve modifikasyonların olmayışı nedeniyle babalık davaları raporlarının çıkarılmasında çok uygundur. Aynı şekilde ABO sisteminin mutantları da görülmez. Burada esas olan dominant gene ait özelliğin düzenli olarak ortaya çıkmasıdır. Genetikçi fenotip-ten, açıkça genotip olasılıklarını çıkarabilir. Bu nedenle eğer babalık sorununda söz konusu kişilerin kan grupları biliniyorsa, ABO sistemi yardımı ile incelenen bütün durumların % 17'sine yakın bir bölümünde babalık tesbiti sonuca bağlanabilir.
ABO sistem kan naklinde de büyük öneme sahiptir. Eğer B kan grubu, kan grubu A olan bir alıcıya nakledilirse, bir uyuşmazlık reaksiyonu olur. Kan grubu substansları antijen olarak etki yapar. Bunlar alıcının vücudunda yabancı madde olarak değerlendirilir. Bu koruyucu fonksiyonu üstlenen kan serumunun antikoru ile olay-lanır. Antikorlar antijenlerle tepkimeye girer ve onları zararsız hale sokar. Eğer kan gruplarının naklinde bir ANTİJEN ANTİKOR REAKSİYONU olaylanırsa alvuyarlar birbirine yapışarak patlar.
Kan grubu A olan bir kimse, kanında B antijenine karşı antikor taşır. Bu onun hiç bir zaman yabancı bir kan ile teması olmamasına rağmen söz konusudur. Bu durum nasıl açıklanabilir? A ve B antijenleri çok yaygın olup bağırsak bakterilerinde bile bulunurlar. İnsan daha 3 aylık iken, bakteriler bağırsağa girer ve bu kimse buna karşı kendi kan grubuna uygun antijen, sonra da antikor oluşturamaz. Gerçekten de yeni doğanlarda ABO sisteminin antikoru bulunmaz
Rehesus Sistemi
İlk defa Rhesus maymununda keşfedilen bu kan grubu sistemi de çok sayıda özellik taşır. Burada en önemli kan grubu maddesi, aynı zamanda Rh faktörü adı da verilen Antijen-D'dir. DD ve Dd genotipli insanlar alyuvarlarında D antijenine sahip olup Rehusus pozitif diye de adlandırılır (Rh+). Halkın % 15'i Rhesus negatif (Rh-) olup dd genotipi gösterir. Rh negatif kan, normal olarak antijen D'ye karşı hiç bir antikor içermez. Eğer Rh pozitif kana, Rh negatif kan nakledilirse onun oluşumu hızlanır. Rh+ kanın nakli durumunda antijen antikor reaksiyonu meydana gelebilir.
Rh-Uyuşmazlığı
Rhesus sistemi dominant-resesiv olarak kalıtılır. D faktörü dominanttır. Rh (-) kan için alel ise resesiftir. Eğer anne kanı Rh- (dd) ve çocuk kanı Rh+ (Dd) olursa, gebelikte Rh uyuşmazlığı önemli bir rol oynar. Doğumların % 10'unda bu duruma rastlanır. Doğum esnasında, az miktarda Antijen D taşıyan çocuk kanının bazı hücreleri, annenin kan dolaşım sistemine girer. Orada antijen D'ye karşı antikor oluşturulur. Annenin ikinci hamileliği durumunda anne vücudundaki antikorlar plasenta kanalı ile fötüsün kanına geçer. Eğer bu Rh+ ise antijen-antikor reaksiyonuna neden olarak alyuvarların tahribine yol açar. Kan hücrelerinin yıkımı sonucu fötüs ölebilir. Genellikle bu zararlar çocuk doğar doğmaz da görülür. Bunlarda kansızlık ve hemoglobinin yıkım ürünleri birikimi izlenir. Bu yıkım ürünleri, beynin zarar görmesine neden olabilir. Genel olarak çocuk, doğumdan hemen sonra, kan uyuşmazlığı sonucu ölür.
Rh uyuşmazlığının etkileri günümüzde uygulanan koruyucu önlemlerle büyük ölçüde engellenebilir. Rh negatif anneye, Rh pozitif çocuğun doğumundan hemen sonra, Antijen D'ye karşı antikor verilir. Bu, anne kanına geçen çocuğun alyuvarları ile tepkimeye girerek onları zararsız hale getirir. Annenin ikinci kez gebe kalması halinde üreteceği ve bebeğin ölümüne yol açabilecek antikor üretimi böylece önlenmiş olur.
Eğer anne daima dd genotipine sahip olursa, o Rh-negatiftir. Baba DD veya Dd genotipi olabilir. Bu durumda ikinci veya üçüncü hamilelikte her zaman çocukta zarar görülmeyebilir. Eğer baba Dd genotipi ise çocuk % 50 olasılıkla, anne gibi Rh-negatif olabilir ve zarar görmeyebilir.
